10 GB koherentne optiline xfp transiiver talub pikki vahemaid

 

 

10 GB koherentne optiline XFP transiiver saavutab kaugedastuse elektroonilise dispersioonikompensatsiooni (EDC), spetsiaalse lasertehnoloogia ja suure-tundlikkusega vastuvõtjate kaudu. Need moodulid võivad elektroabsorptsioonmoduleeritud laserite ja täiustatud signaalitöötlustehnikate abil jõuda 80{5}}120 km kaugusele ühe-moodilise kiu kaudu.

 

 

10 GB optilise XFP transiiveri tehnoloogia mõistmine laiendatud ulatuse tagamiseks

 

XFP (10 Gigabit Small Form Factor Pluggable) vormitegur tekkis 2002. aastal kui esimene laialdaselt kasutusele võetud standard 10 Gbps optilise edastuse jaoks. Kuigi termin "koherentne" esineb sageli nende moodulite turundusmaterjalides, on oluline selgitada, mida see 10G edastuse kontekstis tegelikult tähendab.

Tõeline koherentne optiline tehnoloogia,{0}}mis kasutab faasimodulatsiooni, polarisatsioonimultipleksimist ja digitaalseid signaaliprotsessoreid nii valguse amplituudi kui ka faasi tuvastamiseks,{1}}sai 2008. aasta paiku kaubanduslikult elujõuliseks 100 G ja suurema andmeedastuskiiruse jaoks. 10G XFP moodulid töötavad otsetuvastusega (IM-DD) intensiivsusmodulatsiooni abil, mida täiustavad keerukad elektroonilised kompensatsioonitehnikad.

XFP suurem füüsiline jalajälg võrreldes SFP+-ga (78 mm x 18,35 mm x 8,5 mm versus 56,5 mm x 13,4 mm x 8,5 mm) annab pika ulatusega rakenduste jaoks kriitilise eelise: suurepärane soojusjuhtimine. See lisaruum mahutab energianäljased komponendid, nagu jahutatud elektroabsorptsioon{10}}laserid ja laviinifotodioodvastuvõtjad, mis on mõlemad olulised edastuskauguste nihutamiseks üle 40 km.

 

Kuidas EDC võimaldab pika{0}}10G edastust

 

Elektrooniline dispersioonikompensatsioon on läbimurdeline tehnoloogia, mis muutis pika ulatusega{0}}10G XFP moodulid praktiliseks. Kromaatiline dispersioon optilises kius põhjustab erineva lainepikkusega valguse liikumist erinevatel kiirustel, levitades optilisi impulsse ja halvendades signaali kvaliteeti. 10 Gbps korral muutub see mõju piisavalt tõsiseks, et piirata edastuskaugust vaid 80 km-ni ilma kompensatsioonita.

EDC töötab, rakendades vastuvõtjas elektroonilist filtreerimist, et muuta hajumisest{0}}indutseeritud signaali halvenemine. Süsteem kasutab algse signaali kuju rekonstrueerimiseks põikifiltreid, -kasutades kaalutud ajasummasid-viivitatud signaali koopiaid-. 10 GB koherentne optiline XFP transiiver, mis toetab 80 km edastust, peab kompenseerima ligikaudu 1600 ps/nm dispersiooni. Laiendatud{10}}ulatusega moodulid, mis sihivad 120 km, taluvad kiirust kuni 2400 ps/nm.

Rakendus erineb XFP ja uuema SFP+ vormingu puhul olulisel määral. XFP moodulid integreerivad EDC funktsionaalsuse seespidiselt koos lineaarvõimendiga, kuna XFP elektriline liides väljastab digitaalsignaali. SFP+ seevastu kasutab lineaarset liidest (XFI), mis võimaldab EDC-l asuda hostplaadil, vähendades mooduli energiatarbimist ja kulusid.

Automaatsed kohanemisalgoritmid optimeerivad pidevalt EDC parameetreid kiu omaduste põhjal. Need algoritmid jälgivad bitivigade määra ja kohandavad filtrite koefitsiente reaalajas-, võttes arvesse kiu vanuse, temperatuuri ja paigalduskvaliteedi erinevusi ilma käsitsi häälestamiseta.

 

Lasertehnoloogia: jõuülekande jõujaam

 

Pika ulatusega-10G XFP moodulid sõltuvad spetsiaalsetest lasersaatjatest, mis ületavad märkimisväärselt lühikese ulatusega-rakendustes kasutatavaid otsemoduleeritud lasereid. Tehnoloogia areng on otseses korrelatsioonis distantsivõimega:

Otsemoduleeritud laserid (DML): Standardne SR- ja LR-rakenduste jaoks kuni 10 km kaugusel, need laserid töötavad lainepikkusel 1310 nm ja on põhirakenduste jaoks piisava spektripuhtusega. Nende säutsuomadused-kiired sageduse nihked modulatsiooni ajal-piiravad jõudlust pikematel vahemaadel tänu interaktsioonile kiudude dispersiooniga.

Elektroabsorptsioon{0}}Moduleeritud laserid (EML): nendes seadmetes on ühendatud pidev{0}}laine laser integreeritud elektroabsorptsioonmodulaatoriga, mis töötab ER (40 km) ja ZR (80 km) rakenduste jaoks lainepikkusel 1550 nm. EML-saatjad toodavad puhtamaid optilisi signaale minimaalse piiksumisega, vähendades hajumise karistusi. Paljud ZR-moodulid kasutavad jahutatud EML-konstruktsioone koos termoelektrilise jahutusega, et säilitada lainepikkuse stabiilsust temperatuurimuutuste korral.

Võrguplaneerijate jaoks on see eristamine oluline. EDC-tehnoloogia pikendab DML-saatjate elujõulist kaugust suurlinnarakendustes ligikaudu 10 km-lt 23 km-le-, mis on kulutundlike{4}}juurutuste jaoks oluline täiustus. Ent 30 km pikemate vahemaade puhul muutub EML-tehnoloogia hädavajalikuks.

Toimivust mõjutab ka töölainepikkuse valik. Standardse ühemoodilise kiu 1310 nm dispersiooni lainepikkus 1310 nm muudab selle atraktiivseks mõõdukate vahemaade jaoks, samas kui 1550 nm puhul on eeliseks madalam kiu sumbumine (0,2 dB/km versus 0,35 dB/km), mis on ülipikkade ühenduste jaoks ülioluline. ZR-moodulid kasutavad üldiselt 1550 nm edastust.

 

Vastuvõtja tundlikkuse ja võimsuse eelarve matemaatika

 

Pika ulatusega XFP moodulite{0}}vastuvõtja pool kasutab laviini fotodioode, mis pakuvad laviini korrutamise efekti kaudu sisemist optilist võimendust. APD-vastuvõtjate tundlikkus on ligikaudu -24 dBm 80 km pikkuste rakenduste puhul, samas kui lühiulatusega moodulite PIN-fotodioodvastuvõtjate puhul on see -14 dBm. See 10 dB parendus tähendab otse kahekordistunud edastuskaugust.

Kuid APD tehnoloogia toob kaasa kriitilised disainiprobleemid. Laviini korrutamise protsess nõuab kõrget pöörd-nihkepinget (tavaliselt 40-50 V) ja hoolikat temperatuuri kompenseerimist. Veelgi probleemsem on see, et APD-d võivad liigse optilise sisendvõimsuse tõttu saada koheseid ja püsivaid kahjustusi – 80 km moodulite puhul on tavaliselt kõik, mis ületab -7 dBm.

See loob olulise töökaalutluse: pika-ulatusega transiiivereid ei saa kasutada lühikeste-kauguslinkide jaoks ilma optilise sumbuta. Võrguoperaatorid, kes kasutavad ZR-mooduleid mis tahes alla 30 km kaugusel asuvate ühenduste jaoks, peavad paigaldama sisseehitatud summutid (tavaliselt 12 dB või suuremad), et vältida vastuvõtja kahjustamist liigse optilise võimsuse tõttu. See nõue üllatab sageli paigaldajaid, kes on harjunud SR- ja LR-moodulite paindlikkusega.

Toiteeelarve arvutamine määrab mis tahes transiiver{0}}kiudude kombinatsiooni maksimaalse saavutatava kauguse. Arvutamine toimub järgmise struktuuri järgi:

Saadaval optiline eelarve=Edastusvõimsus - Vastuvõtja tundlikkus
Lingi kadu=Fiber sumbumine + Konnektori kaod + Splice kaod + Ohutusvaru

+2 dBm edastusvõimsuse ja -24 dBm tundlikkusega 80 km ZR mooduli eelarve on 26 dB. Standardne ühemoodi{15}}kiud 1550 nm juures annab 0,2 dB/km, seega 80 km maksab 16 dB. Lisades 2 dB pistikutele, 1 dB splaissidele ja 3 dB ohutusvaru, on kokku 22 dB – mugavalt 26 dB eelarve piires.

See sama arvutus selgitab, miks 120 km moodulid on suhteliselt haruldased ja kallid. Täiendav 8 dB kadu (40 km × 0,2 dB/km) nõuab kas suuremat edastusvõimsust, paremat vastuvõtja tundlikkust või mõlemat, et viia komponentide spetsifikatsioonid oma tehnoloogilistele piiridele.

 

DWDM-i integreerimine ja lainepikkuse haldus

 

Tihe lainepikkusjaotusega multipleksimise ühilduvus on operaatori- ja andmekeskuse rakenduste{0}}pika ulatusega XFP-moodulite jaoks ülioluline. DWDM-süsteemid multipleksivad kümneid optilisi kanaleid üheks kiudpaariks, kusjuures iga kanal hõivab ITU võrgus kindla lainepikkuse.

Standardsed ZR-moodulid töötavad fikseeritud lainepikkustel{0}}tavaliselt C-riba piirkonnas 1530 nm kuni 1565 nm. Häälestatavad XFP moodulid lisavad paindlikkust, lisades häälestatavad lasersõlmed, mis võivad tarkvarajuhtimise kaudu valida mis tahes 40–50 ITU kanalit. See paindlikkus lihtsustab varude haldamist ja võimaldab võrgu optimeerimiseks kiiret lainepikkuse ümbermääramist.

DWDM-i funktsioonide integreerimine XFP-vormingusse nõuab hoolikat soojus- ja spektrihaldust. DWDM-kanalid hõivavad 50 GHz või 100 GHz vahe-väga kitsad tolerantsid, mis nõuavad lainepikkuse stabiilsust, mis on parem kui ±0,1 nm töötemperatuuri vahemikus. Temperatuuriga -stabiliseeritud laserdisainilahendused koos aktiivse lainepikkuse lukustusega saavutavad selle sisemise jälgimise ja tagasiside juhtimise abil.

Kaasaegsed häälestatavad XFP moodulid saavutavad lainepikkuse ümberlülitamise vähem kui 5 minutiga, mis on piisavalt kiire võrgu automaatseks ümberseadistamiseks, kuid piisavalt aeglane, et rikke kiireks taastamiseks oleks vaja varumooduleid. Häälestusmehhanism hõlmab tavaliselt laserõõnsuse temperatuuri reguleerimist või voolu rakendamist integreeritud Braggi võretele, mis mõlemad nõuavad järkjärgulisi muudatusi, et vältida komponentide pinget.

 

Edasine veaparandus: viimane kaitseliin

 

Forward Error Correction kodeerimine lisab andmevoogu üleliigset teavet, võimaldades vastuvõtjal tuvastada ja parandada bitivigu ilma uuesti edastamata. Kuigi FEC suurendab veidi töötlemata edastuskiirust (standardse 10 GbE 10,3 Gbps asemel 10,7 Gbps), pakub see 4-6 dB kodeerimisvõimendust, mis võrdub edastuskauguse kahekordistamisega.

OTN-i (Optical Transport Network) rakendusi toetavad XFP-moodulid sisaldavad tavaliselt G.709 FEC-i, mis kasutab veapurske parandamiseks Reed-Solomoni kodeerimist. See teeb vahe marginaalse ja usaldusväärse töö vahel vananeva kiu infrastruktuuri või mitteoptimaalse splaissimisega marsruutidel.

FEC üldkulude kompromiss ilmneb süsteemi kavandamisel. Täiendav 7% ribalaiuse tarbimine võib tunduda minimaalne, kuid täiskoormusega 40–80 lainepikkusega DWDM-süsteemide puhul tähendab see võimsuse kaotamist 3–5 kanali väärtuses. Võrguarhitektid peavad tasakaalustama selle kulu ja vähendatud katkestuste määra ja lihtsustatud kiu haldamise eelistega.

 

10 GB XFP transiiverite võrdlemine kaasaegsete alternatiividega

 

XFP vormitegur saavutas laialdase kasutuselevõtu aastatel 2003–2012, kuid uute installide puhul on selle suures osas asendanud SFP+. Miks mõistmine paljastab tehnilised piirangud, mis kujundasid optilise võrgu arengut.

Suurus ja tihedus: SFP+ moodulid võtavad 30% vähem ruumi, võimaldades 30% suuremat porditihedust püstiku kohta. Suurte andmekeskuste puhul, mis kasutavad tuhandeid optikaid, on see erinevus märkimisväärselt oluline.

Energiatarve: EDC ja muude funktsioonide teisaldamine XFP-moodulilt hostplaadile vähendas samaväärse ulatuse saavutamiseks -pordi tarbimist 3,5 W-lt alla 1,5 W. Säästud sadade sadamate vahel.

Kulude struktuur: Lihtsamad SFP+ moodulid, millel on vähem integreeritud funktsioone, maksavad tavaliselt 20–30% vähem kui samaväärsed XFP moodulid, kuigi süsteemi kogukulusid, sealhulgas hostiplaadi keerukust, tuleb hinnata.

Soojuslik jõudlus: -Intuitiivselt öeldes tagab XFP suurem suurus kõige suurema võimsusega komponentide jaoks parema soojuse hajumise. Ülipika ulatusega-üle 80 km moodulid eelistavad mõnikord siiski XFP-pakendeid selle termiliste eeliste tõttu.

Turg on selgelt rääkinud: 2015. aastaks oli SFP+ hõivanud üle 80% uutest 10G kasutuselevõtust. XFP-moodulid on aga endiselt olulised pärandinfrastruktuuri säilitamiseks ja suurima jõudlusega-pika ulatusega-rakenduste jaoks, kus kulude osas domineerivad soojuslikud kaalutlused.

 

 

Päris-maailma juurutamise stsenaariumid

 

Suurlinnavõrgud on pika ulatusega{0}}10G XFP moodulite peamine rakendusdomeen. Tüüpiline juurutus ühendab ettevõtte peakorteri kaugkontoritega või ühendab omavahel andmekeskuste ülikoolilinnakud kogu suurlinnapiirkonnas. Vahemaad jäävad vahemikku 20–80 km, sageli liisitud tumekiu või kandja lainepikkuse teenuste kaudu.

Need lingid töötavad tavaliselt pidevalt 5-10 aastat, mistõttu on töökindlus ülimalt oluline. 10 GB koherentse optilise XFP transiiveri valimisel ei sõltu valik 40 km ER ja 80 km ZR moodulite vahel mitte ainult vahemaast, vaid ka lingi halvenemisest aja jooksul. Kiudude vananemine, konnektori saastumine ja splaissi lagunemine suurendavad järk-järgult ühenduse kadu. Alustades 5–8 dB varuga üle teoreetilise miinimumi, võimaldab see halvenemine ilma keskmise eluea komponentide väljavahetamist nõudmata.

Teenusepakkuja magistraalrakendused suruvad spetsifikatsioone tugevamini. Need võrgud võivad töötada 80 või isegi 96{6}}kanaliga DWDM-süsteemidega, kusjuures iga kanal edastab 10 Gbps sagedust kuni 120 km kaugusel regenereerimispunktide vahel. Täpne lainepikkuse juhtimine, kvaliteetne kiuhaldus ja hoolikas energiaeelarve analüüs muutuvad kriitiliseks.

Vähem ilmne, kuid oluline rakendus on karmis tööstuskeskkonnas. Kaevandustööd, naftaplatvormid ja jõuülekandekoridorid vajavad sageli usaldusväärset 10G ühenduvust kümnete kilomeetrite ulatuses tingimustes, kus SFP+ moodulite rangemad soojusvarud tekitavad probleeme töökindlusega. XFP tugev termiline disain ja väljakujunenud kogemus pakuvad väärtust hoolimata selle kõrgematest kuludest.

 

Paigaldus- ja hoolduskaalutlused

 

Õiged paigaldusprotseduurid teevad vahe usaldusväärse töö ja krooniliste ühendusprobleemide vahel. Kiudoptilised liidesed nõuavad ranget puhtust,{1}}üks tolmuosake võib põhjustada lingi rikke või järkjärgulist halvenemist. Tundlike APD-vastuvõtjatega-pika ulatusega moodulite puhul põhjustab saastumine täiendavat ohtu, et optiline tagasipeegeldus{4}} kahjustab komponente.

Üle 80 km pikkuste linkide paigaldusjärjestus peab käsitlema mitut kriitilist punkti:

Kiudude kontroll ja puhastamine: Iga pistikut tuleb enne paigaldamist suurendusega kontrollida. Isegi tehase{1}}otsaga pistikud võivad tarnimise ajal saaste koguneda. Alla 1 mikroni suurune saaste võib põhjustada 1+ dB sisestuskadu.

Summutamise nõuded: Pika katvus{0}}moodulitega lühikesed lingid nõuavad tekstisiseseid summutajaid. Arvutamine ei ole intuitiivne: 5 km pikkune ühendus ZR-mooduliga vajab umbes 15 dB sumbumist, et vältida vastuvõtja ülekoormust. Atenuaatorite ebaõige paigaldamine (näiteks saatja, mitte vastuvõtja külge) kaitset ei paku.

Digitaalne diagnostika jälgimine: Kaasaegsed XFP-moodulid pakuvad kahe-juhtmelise jadaliidese kaudu edastusvõimsuse, vastuvõtuvõimsuse, temperatuuri, laseri eelpingevoolu ja toitepinge{0}}reaalajas jälgimist. Baasnäitude määramine installimisel võimaldab suundumuste analüüsil ennustada tõrkeid enne, kui need mõjutavad teenust.

Dispersiooni testimine: linkide puhul, mis lähenevad mooduli maksimaalsele määratud kaugusele, võimaldab tegelike kiudude hajumise karakteristikute mõõtmine kontrollida piisavat varu. Dispersioon erineb kiutüüpide ja vanuse järgi; Eeldades, et kataloogi spetsifikatsioonid võivad viia marginaalsete linkideni.

Hooldusprotseduurid erinevad lühikese ulatusega{0}}moodulitest. Pika ulatusega XFP-moodulite{2}}peamine rikkerežiim hõlmab laserdioodide vananedes järkjärgulist optilise võimsuse halvenemist. Saatevõimsuse ja laseri nihkevoolu igakuine jälgimine näitab seda halvenemistrendi. Kui eelpingevool ületab 80% maksimaalsest spetsifikatsioonist, tuleks asendamine kavandada ennetavalt.

 

Toimivuse optimeerimise strateegiad

 

Maksimaalse jõudluse saavutamiseks-pika ulatusega XFP juurutamine nõuab tähelepanu mitmele optimeerimisvõimalusele. Temperatuurihaldus on edetabeli tipus{2}}iga 10 kraadine töötemperatuuri alandamine pikendab eeldatavat eluiga ligikaudu 50%. Piisav õhuvool läbi transiiveri esipaneelide ja tihedalt asustatud liinikaartide soojusjuhtimine toob kasu väiksema tõrkemäärana.

Kiudtaimede optimeerimine pakub vähem ilmseid parandusi. Kuigi cat-5 kiudude puhastamine ja kontrollimine pälvivad tähelepanu, pööratakse süstemaatilisele splaissikao vähendamisele harva sama tähelepanu. Kvaliteetne-tuumasünteesiühendus, mis saavutab püsiva 0,05 dB liitmiskao võrreldes tüüpilise 0,15 dB kaoga, säästab 1–2 dB tüüpilise 80 km pikkuse lingi kaudu, mis välistab vajaduse kallimate 120 km moodulite järele.

DWDM-rakenduste lainepikkuse valik väärib hoolikat kaalumist. Kanalivahe mõjutab saavutatavaid kaugusi: 100 GHz vahekaugus tagab parema optilise signaali-/-müra suhte kui 50 GHz vahemaa sama kiudjaama puhul. Kompromiss võimsuse maksimeerimise ja töökindluse vahel nõuab konkreetsete kasutuselevõtunõuete analüüsi.

 

Tehnoloogia evolutsiooni kontekst

 

Väärtusliku konteksti annab mõistmine, kuhu 10G XFP tehnoloogia optilise võrgu laiemas arengus sobib. Kui XFP 2002. aastal turule tuli, domineeris andmekeskustes 1 Gbps Ethernet, samas kui 10 Gbps piirdus suures osas operaatori magistraalvõrkudega. Vormitegur kujutas endast 300-kontaktiliste ja XENPAK-moodulite dramaatilist miniatuursust, säilitades samal ajal keeruka signaalitöötluse toe.

Alates aastast 2003-2008 oli XFP 10G juurutamise tööhobune. EDC tehnoloogia arenes sel perioodil, võimaldades laiaulatuslikke võimalusi, mis eristavad kaasaegseid mooduleid. Üleminek SFP+-le algas 2010. aasta paiku, kuna pooljuhttehnoloogia võimaldas CDR- ja EDC-funktsioonide teisaldamist hostplaatidele, kuid XFP jäi oluliseks rakenduste puhul, mis nõuavad maksimaalset optilist jõudlust.

Tänaseks on tööstus 10G-st kaugemale jõudnud 100G, 400G ja esilekerkivate 800G standarditeni. Need suuremad kiirused kasutavad tõelist koherentset tuvastustehnoloogiat-faasitundlikku{6}}edastust, mis võimaldab märkimisväärselt suuremat spektraalset efektiivsust. Kaasaegsed 400G sidusad moodulid suudavad edastada kiirust 400Gbps 80-120km ulatuses, kasutades sama kiudinfrastruktuuri, mis kunagi kandis 10Gbps.

10G XFP moodulid jäävad siiski tootmiseks ja aktiivseks kasutuselevõtuks. XFP{2}}varustatud süsteemide installitud baas töötab jätkuvalt, sageli rakendustes, kus 10 Gbps tagab lähitulevikus piisava võimsuse. Kulude kaalutlused tagavad, et toimivate 10G linkide uuendamine 100G-ks üksnes tehnoloogiavaluuta jaoks on majanduslikult halvasti mõttekas.

 

10 GB XFP transiiveri juurutamise otsuse tegemine

 

Konkreetse juurutuse jaoks sobivate moodulite valimine nõuab mitme teguri tasakaalustamist lisaks lihtsatele kaugusnõuetele. Kogumaksumus ei sisalda mitte ainult transiiveri hinnakujundust, vaid ka kiudseadmete kvaliteeti, energiatarbimist mooduli eluea jooksul ning varude säilitamise ja rikete haldamise tegevuskulusid.

Alla 40 km kaugusel asuvate roheväljade puhul on SFP+ ER moodulid vaikevalik, välja arvatud juhul, kui on olemas konkreetsed XFP ühilduvusnõuded. Kulude, võimsuse ja tiheduse eelised kaaluvad üles kõik XFP eelised tänapäevastes paigaldustes.

40-80 km vahel muutub otsus nüansirikkamaks. XFP ZR moodulid pakuvad tõestatud töökindlust ja suurepäraseid soojusomadusi. SFP+ ZR moodulid pakuvad kulude ja võimsuse eeliseid, kuid nõuavad sama jõudlusmarginaali saavutamiseks kvaliteetset hostplaadi kujundust. Valik sõltub sageli olemasolevast infrastruktuurist ja operatiivmeeskonna tundmisest.

Üle 80 km säilitavad XFP moodulid asjakohasuse. Laiendatud-laiema ulatusega XFP moodulite 120 km võimeid on SFP+ vormitegurites ilma kangelasliku inseneritööta raske võrrelda. Nende rakenduste puhul vähendab XFP suurem termiline ümbris ja küps disain riske.

 

Digitaalse diagnostika seire eelised

 

Kaasaegsetesse 10 GB koherentsetesse optilistesse XFP transiivermoodulitesse sisseehitatud DDM-võimalused pakuvad tööeeliseid, mis õigustavad tagasihoidlikke kulusid. Viie peamise parameetri reaalajas jälgimine- võimaldab ennetavaid hooldusstrateegiaid, mis vähendavad planeerimata seisakuid.

Optilise võimsuse vastuvõtminesuundumused näitavad kiudtaimede lagunemist enne lüli rikke ilmnemist. Järk-järguline vähenemine -20 dBm-lt -23 dBm-ni kuude jooksul näitab kiu suurenemist, mis võib tuleneda pistiku saastumisest, paindest põhjustatud kadudest või splaissi lagunemisest. Probleemide lahendamine, kui varu jääb alles 3+ dB, hoiab ära katkestused.

Edastage optiline võimsus ja laseri eelpingevooljälgige koos, paljastades laseriga vananemise. Dioodide vananedes muutub pideva optilise väljundi säilitamiseks vajalikuks suurem ajami vool. Kui eelpingevool saavutab 80% maksimumist, hakkab optilise väljundvõimsus peagi vähenema, hoolimata maksimaalsest draivi -eluea{4}}lõpu indikaatorist.

Temperatuuri jälgiminetuvastab ebapiisava jahutuse enne, kui see põhjustab rikkeid. Moodulid, mis tavatingimustes pidevalt töötavad üle 60 kraadi, näitavad ebapiisavat õhuvoolu, mis lühendab eluiga. Jahutusprobleemide ennetav lahendamine hoiab ära termiliselt{3}}kiirenenud tõrked.

Pinge jälgiminetuvastab toiteallika probleemid, mis võivad mõjutada mitut moodulit. Pinge, mis jääb väljapoole 3,14–3,46 V spetsifikatsioonivahemikku, põhjustab ebausaldusväärse töö ja võimalikke kahjustusi. Toiteallika triivi varajane tuvastamine hoiab ära kaskaadrikked.

Automatiseeritud seiresüsteemid suudavad neid parameetreid jälgida sadade linkide kaudu, andes hoiatusi, kui väärtused kalduvad kõrvale tavalistest töövahemikest või näitavad trende. See muudab hoolduse reaktiivsest tulekustutustegevusest proaktiivseks juhtimiseks.

 

Tööstusharu standardid ja ühilduvus

 

XFP-moodulid järgivad mitme{0}}allika lepinguid, mis tagavad koostalitlusvõime erinevate tootjate moodulite ja erinevate tarnijate hostseadmete vahel. XFP MSA (2005. aasta versioon 4.5 jääb kehtima) määratleb elektrilise liidese, mehaanilised mõõtmed, termilised omadused ja haldusliidese spetsifikatsioonid.

Selles standardraamistikus määravad erinevad rakenduskoodid erinevate ulatuse ja protokollikombinatsioonide optilised omadused. Levinud rakenduskoodid hõlmavad järgmist:

10 GBASE-SR: 850 nm, 300 m üle mitmemoodilise kiu

10 GBASE-LR: 1310 nm, 10 km üle ühemoodi-kiu

10 GBASE-ER: 1550 nm, 40 km üle ühemoodi{2}}kiu

10 GBASE-ZR: 1550 nm, 80 km üle ühemoodi-kiu (müüja-määratletud kaugemale IEEE standarditest)

OC-192 LR-2: SONET/SDH pikk{0}}ulatusega spetsifikatsioon

MSA struktuur tagab, et Cisco XFP-10GLR-OC192SR moodul saab toimida Juniperi ruuteris ja vastupidi, kuni tarnija kodeerimise piirangud pole rakendatud. Kolmandate osapooltega ühilduvad moodulid kodeerivad tootja-spetsiifilist teavet, et võimaldada suuremate seadmete tarnijate puhul plug-toimimist.

Protokolli paindlikkus on veel üks põhiline standardfunktsioon. Enamik pika ulatusega-XFP-mooduleid toetab mitme kiirusega toimingu kaudu mitut See paindlikkus lihtsustab varude haldamist ja võimaldab protokolli migratsiooni ilma riistvaramuutusteta.

 

Levinud probleemide tõrkeotsing

 

Kui lingid ebaõnnestuvad või toimivad allpool spetsifikatsiooni, tuvastab süstemaatiline tõrkeotsing tõhusalt algpõhjused. Diagnostiline järjestus kulgeb tavaliselt lihtsast keeruliseks:

Optilise võimsuse kontrolliminepeaks olema esimene samm. Kasutage DDM-i, et kontrollida edastus- ja vastuvõtuvõimsust mõlemas otsas. 80 km pikkuse lingi puhul võivad tüüpilised näidud olla +2 dBm edastus ja -22 dBm vastuvõtt. Väärtused, mis jäävad väljapoole eeldatavat vahemikku, viitavad kiudtehase probleemidele, valele transiiveri valikule või komponentide riketele.

Lingi kadude arvutaminemäärab, kas kiutaim vastab nõuetele. Mõõdetud kadu peaks vastama prognoositud kadudele vahemikus 2–3 dB. Liigne kadu viitab saastunud pistikutele, kahjustatud kiududele või liigsele splaissimise kadumisele. Üksiku pistiku kontrollimine ja puhastamine lahendab need probleemid sageli.

Biti veamäära testiminemõõdab lingi kvaliteeti lisaks lihtsale üles/alla olekule. Vea-vaba töö (BER alla 10^-12) kinnitab piisavat varu. Juhuslikud vead (BER 10^-9 kuni 10^-6) viitavad marginaalsele toimingule, mis nõuab tähelepanu. Sagedased vead (BER üle 10^-6) annavad märku tõsistest probleemidest.

Temperatuuri analüüspaljastab keskkonnaprobleemid. Moodulid, mis töötavad üle 70 kraadi, näitavad jahutuspuudujääke, mis põhjustavad enneaegset riket. Samal asukohakaardil olevad moodulid, millel on dramaatiliselt erinevad temperatuurid, viitavad õhuvoolu ummistustele või ventilaatorite riketele.

Lainepikkuse kontrollimineDWDM-rakenduste jaoks tagab kanalite õige määramise. Vanusest või temperatuurist tingitud laseri lainepikkuse triiv võib tihedates süsteemides põhjustada{1}}kanalite häireid. Enamik häälestatavaid mooduleid pakuvad lainepikkuse lugemist haldusliideste kaudu.

 

Tulevased-tõendid

 

Optilise infrastruktuuri kasutuselevõtt hõlmab otsuseid, mille mõju on 7–10 aastat. Kuigi 10G XFP tehnoloogia ise on küps, tagab uuenduste arvestamine investeeringute asjakohasuse.

Kiudtaimede kvaliteeton pikaajalise{0}}paindlikkuse tagamiseks olulisem kui transiiveri valik. Täna installitud OS2 ühemoodi{3}}kiud toetab 10G, 100G, 400G ja tulevasi standardeid. Kiu kvaliteedi kahjustamine esialgsete kulude vähendamiseks piirab versiooniuuendusvõimalusi.

Pistikute ja adapterite standardidväärivad tähelepanu. LC-duplekspistikud domineerivad 10G-s, kuid mõned järgmise -põlvkonna süsteemid kasutavad muid konfiguratsioone. Paindlik paikamise infrastruktuur mahutab erinevat tüüpi transiivereid ilma taaskaabelduseta.

Sadamatiheduse planeeriminepeaks arvestama tulevase kasvuga. Kuigi tänane nõue võib õigustada 24-pordiliinikaarte, võivad tulevasel konsolideerimisel olla kasu 48-pordilistest või suurema tihedusega moodulitest, mis kasutavad SFP+ või uuemaid vormitegureid.

Juhtimissüsteemide integreeriminelaiendab väärtust, võimaldades järjepidevat jälgimist tehnoloogia põlvkondade lõikes. Süsteemid, mis abstraktsevad transiiveri aluseks olevaid üksikasju, pakkudes samas kõikehõlmavat diagnostikat, kohanduvad uue riistvaraga kergemini.

 

Korduma kippuvad küsimused

 

Kas 10G XFP transiiverid võivad töötada vastasotstes SFP+ moodulitega?

Jah, XFP ja SFP+ moodulid võivad koos töötada, kui neil on vastavad spetsifikatsioonid. Mõlemad kasutavad LC duplekspistikuid ja identseid optilisi omadusi antud ulatuse tüübi jaoks (LR, ER, ZR). Elektriliidese erinevus ei mõjuta kiud{3}}ühendatud linke. 10 GBASE-LR XFP suhtleb probleemideta 10 GBASE-LR SFP+-ga ühe-režiimilise kiu kaudu.

Kui suur on 10G XFP moodulite maksimaalne reaalne vahemaa ilma võimenduseta?

Standardmoodulid ulatuvad 120 km kaugusele üle kvaliteetse-OS2 ühemoodilise-kiu, kasutades korralikku tehnilist lahendust. Selleks on vaja spetsiaalseid 120 km{6}}nimimooduleid, millel on laiendatud hajuvuse kompenseerimine (tolerants 2400 ps/nm) ja hoolikalt hallatud võimsuseelarved. Üle 120 km on vaja optilist võimendust või regenereerimist. Mõned erimoodulid lubavad ideaaltingimustes läbida 140 km, kuid 120 km on võimendamata ühenduste praktiline piir.

Kuidas mõjutab temperatuur pika{0}}ulatusvõimega XFP jõudlust?

Temperatuur mõjutab nii optilist jõudlust kui ka mooduli eluiga. Laseri lainepikkus nihkub ligikaudu 0,1 nm 10 kraadi kohta, mis on DWDM-rakenduste jaoks oluline. Väljundvõimsus väheneb koos temperatuuriga, mis võib kuumades tingimustes põhjustada võimsuseelarve piiri lähedal olevate linkide tõrke. Mooduli eluiga järgib Arrheniuse võrrandit: iga 10-kraadine vähendamine kahekordistab eeldatava eluea. Pidevalt 70-kraadise ja 50-kraadise nurga all töötamine võib eeldatava kasutusea lühendada poole võrra 15 aastalt 7-8 aastani.

Miks on 80 km moodulid nii palju kallimad kui 40 km versioonid?

Lisatasu kajastab mitmeid kalleid komponente. APD-vastuvõtjad maksavad keeruliste tootmisnõuete tõttu 3-5 korda rohkem kui PIN-fotodioodid. Jahutusega EML laserid lisavad termoelektrilisi jahuteid ja juhtahelaid. Täiustatud EDC-lülituste haldamine 1600+ ps/nm dispersioon nõuab keerukamat signaalitöötlust. Madalamad tootmismahud võrreldes SR/LR moodulitega suurendavad veelgi ühikukulusid. Komponentide kogukulude erinevus selgitab ER- ja ZR-moodulite jaehinna erinevusi 800–1200 dollarit

.

Võtmed kaasavõtmiseks

 

10 GB koherentne optiline XFP transiiver saavutab EDC tehnoloogia, spetsiaalsete laserite ja ülitundlike vastuvõtjate abil 80-120 km kaugusele.

Elektrooniline dispersioonikompensatsioon on võtmetähtsusega läbimurre, mis võimaldab pika-ulatusega toimimist ilma optilise kompensatsioonita

EML-laserid ja APD-vastuvõtjad pakuvad optilist jõudlust, mis on vajalik pikemate vahemaade jaoks

Õige toiteeelarve planeerimine, võttes arvesse kiudude kadu, pistikuid ja ohutusvarusid, tagab usaldusväärse töö

XFP suurem vormitegur pakub termilisi eeliseid kõrgeima -jõudlusega rakenduste jaoks, hoolimata sellest, et enamiku kasutuste puhul asendab selle SFP+