Jak wybrać odpowiedni transceiver optyczny

Pomagając klientom w wyborze transiwerów w setkach wdrożeń centrów danych i przedsiębiorstw od 2012 roku, dowiedzieliśmy się, że większość błędów w wyborze wynika z tych samych kilku problemów: złego zasięgu w zależności od odległości, niedopasowania typu światłowodu lub problemów ze zgodnością, które pojawiają się dopiero po przybyciu modułów na-miejsce.

W tym przewodniku omówiono proces selekcji, którego używamy wewnętrznie, gdy klienci przesyłają nam swoje listy portów. Jeśli uwzględnisz sześć poniższych czynników-format, prędkość, odległość, typ światłowodu, długość fali i kompatybilność przełącznika-, unikniesz problemów powodujących opóźnienia w zwrotach i wdrażaniu.

 

Tabela wyboru

Zanim zagłębisz się w szczegóły, skorzystaj z tej tabeli, aby zawęzić opcje. Znajdź wymagania dotyczące dystansu i prędkości, a otrzymasz krótką listę typów modułów do oceny.

Dystans	Prędkość	Typ włókna	Typ modułu	Złącze	Typowa moc
Poniżej 100 m	10G	Tryb wielomodowy OM3/OM4	SFP+ SR	Dwupoziomowy LCD	1–1.5W
Poniżej 100 m	100G	Tryb wielomodowy OM3/OM4	QSFP28 SR4	MPO-12	3.5W
Poniżej 100 m	400G	Tryb wielomodowy OM3/OM4	QSFP-DD SR8	MPO-16	10–12W
100m–500m	100G	Tryb pojedynczy-OS2	QSFP28 DR1/PSM4	Dupleks LC/MPO-12	4–5W
500 m–2 km	100G	Tryb pojedynczy-OS2	QSFP28 FR1/CWDM4	Dwupoziomowy LCD	4.5W
2 km–10 km	100G	Tryb pojedynczy-OS2	QSFP28LR4	Dwupoziomowy LCD	4.5–5W
500 m–2 km	400G	Tryb pojedynczy-OS2	QSFP-DD FR4	Dwupoziomowy LCD	10–14W
2 km–10 km	400G	Tryb pojedynczy-OS2	QSFP-DD LR4	Dwupoziomowy LCD	12–14W
Poniżej 100 m	800G	Wielomodowy OM4	OSFP SR8	MPO-16	15–18W
500 m–2 km	800G	Tryb pojedynczy-OS2	OSFP DR8/2xFR4	MPO-16 / Dupleks LC	18–22W

Schemat jest prosty: warianty SR (o krótkim zasięgu) korzystają z trybu wielomodowego 850 nm na dystansach poniżej kilkuset metrów, podczas gdy warianty DR/FR/LR wykorzystują tryb pojedynczy-1310 nm dla coraz dłuższych przebiegów. Jeśli Twój link należy do różnych kategorii, wybierz opcję-większego zasięgu-, ponieważ dodatkowy koszt jest minimalny w porównaniu z rozwiązywaniem problemów z linkiem marginalnym.

 

 

Najpierw dopasuj porty przełącznika

Twój port przełącznika określa, które moduły możesz w ogóle rozważyć. Oto, co widzimy w bieżących wdrożeniach:

SFP/SFP+/SFP28mają te same wymiary fizyczne. Port SFP28 akceptuje moduły SFP+ i działa z szybkością 10G, ale sprawdź dokumentację przełącznika-niektórzy dostawcy blokują porty z określonymi prędkościami. Widzieliśmy klientów zamawiających moduły SFP28 do przełączników obsługujących tylko SFP+, a moduły po prostu nie inicjowały się.

QSFP+/QSFP28/QSFP56to rodzina cztero-pasmowa. Porty QSFP28 zazwyczaj akceptują moduły QSFP+ przy prędkościach 40G. TheWspółczynnik kształtu QSFP28dominuje w obecnych wdrożeniach 100G ze względu na gęstość portów-na płycie czołowej przełącznika 1U można zmieścić 36 portów.

QSFP-DDpodwaja liczbę pasów do ośmiu, wspierając400G w jednym module. Porty te zachowują kompatybilność wsteczną z QSFP28, co ma znaczenie podczas migracji, gdy podłączasz nowe przełączniki typu spine 400G do istniejącej infrastruktury typu liść 100G.

OSFPrównież wykorzystuje osiem pasów, ale zajmuje większą powierzchnię fizyczną niż QSFP-DD. Dodatkowy rozmiar pozwala na lepsze zarządzanie ciepłem,-co jest ważneModuły 800Gktóre zużywają 15–22 W i generują znaczną ilość ciepła. Kompromisem jest mniejsza gęstość portów na przełączniku.

Z zapytań o kompatybilność nauczyliśmy się jednej rzeczy: dopasowanie fizyczne nie oznacza zgodności funkcjonalnej. Regularnie otrzymujemy zgłoszenia od klientów, którzy włożyli moduł SFP+ do portu-tylko SFP lub moduł QSFP28 do portu QSFP+, który nie obsługuje 100G. Oprócz współczynnika kształtu zawsze sprawdzaj obsługiwane prędkości portu.

 

Czego właściwie potrzebuje Twoja sieć

Dopasuj prędkość portu do rzeczywistych wymagań dotyczących przepustowości, a nie teoretycznych maksimów. Łącze 10G o średniej przepustowości 2 Gb/s ze szczytami do 5 Gb/s zapewnia duży zapas mocy. Łącze 10G stale działające z szybkością powyżej 7 Gb/s wymaga ścieżki aktualizacji.

Bieżące wdrożenia głównego nurtu z podziałem na warstwy sieci:

Warstwa dostępu do serwera:W przypadku większości obciążeń korporacyjnych dominują sieci 10G i 25G.Moduły SFP28 przy 25Gosiągnięto dobrą równowagę pomiędzy kosztem i pojemnością nowoczesnych kart sieciowych serwerów. Połączenia z serwerami 100G obserwujemy głównie w przypadku klastrów GPU i-wydajnych obliczeń, ale to wciąż niewielki procent wszystkich portów.

Liść-do-kręgosłupa:100G to standard w większości nowych wdrożeń. Organizacje dokonujące modernizacji zazwyczaj najpierw przechodzą na 400G w rdzeniu, a następnie stopniowo wymieniają przełączniki listkowe, w miarę możliwości budżetowych. Dzięki temu podczas migracji można uruchomić środowisko mieszane bez konieczności modernizacji wózków widłowych.

Od kręgosłupa-do-rdzenia i DCI:Sieć 400G staje się standardem w przypadku-wymagań dotyczących dużej przepustowości. 800Wdrożenia G przyspieszają w środowiskach hiperskalowych, chociaż wdrożenie w przedsiębiorstwach zwykle opóźnia się o 18–24 miesiące.

 

 

Budżet odległości i połączeń: gdzie zdarza się najwięcej błędów

Odległość znamionowa podana w arkuszu danych transiwera zakłada idealne warunki-czyste złącza, w obrębie-specyfikacji światłowodu i minimalną liczbę punktów połączeń. Prawdziwe instalacje rzadko odpowiadają tym założeniom.

Praktyczne obliczenie budżetu łącza musi uwzględniać tłumienie światłowodu (około 0,35 dB/km przy 1310 nm dla trybu pojedynczego-), straty na złączu (budżet 0,3–0,5 dB na sparowaną parę), wszelkie punkty splotu oraz margines bezpieczeństwa na starzenie się komponentów i zmiany środowiskowe. Zazwyczaj zalecamy zarezerwowanie 2–3 dB marginesu poza obliczoną stratą.

Oto problem: oznaczenia zasięgu, takie jak SR, DR, FR, LR i ER, są użytecznym skrótem, ale nie są uniwersalnymi standardami z identycznymi specyfikacjami u różnych dostawców. Moduł „LR4” dwóch różnych producentów może mieć nieco inne budżety mocy. Zawsze sprawdzaj w oparciu o rzeczywisty arkusz danych, zamiast zakładać spójne zachowanie.

W przypadku łączy jednomodowych-przy wyższych prędkościach czynnikiem ograniczającym jest dyspersja chromatyczna. Sygnał 10G toleruje znacznie większe rozproszenie niż sygnał 100G w tym samym włóknie. Dlatego nie można po prostu zastąpić 100G-LR4 10G-LR i oczekiwać, że będzie działać w tej samej odległości-fizyka jest inna.

 

 

Tryb wielomodowy a tryb pojedynczy-

Twój istniejący zakład produkujący włókna zazwyczaj dyktuje ten wybór. Wyciąganie nowego światłowodu jest kosztowne, a większość wdrożeń odbywa się w ramach ograniczeń infrastrukturalnych.

Wielomodowy (OM3/OM4/OM5)oznacza niższy koszt transceivera, ale mniejszy zasięg. Światłowód OM4 z modułami 100G-SR4 osiąga długość około 100 metrów-wystarczającą do większości połączeń- wewnątrz budynków. Ograniczenie odległości zaostrza się przy wyższych prędkościach, dlatego nie ma standardowego modułu 400G lub 800G, który osiągałby znaczące odległości w trybie wielomodowym.

 

Tryb pojedynczy-(OS2)oznacza wyższy koszt transiwera, ale znacznie większy zasięg. Ten sam światłowód obsługuje wszystko, od łączy kampusowych o długości 500-metrów po połączenia metrem o długości 80 km-wystarczy zmienić transceiver. Ta elastyczność jest powodem, dla którego ogólnie zalecamy tryb jednomodowy w przypadku nowych instalacji światłowodowych, nawet jeśli obecne wymagania dotyczące odległości tego nie wymagają. Różnica w kosztach kabla jest marginalna, a transceivery można wymieniać; włókno jest trwałe.

Powtarzający się schemat: klienci korzystają z technologii wielomodowej na krótki okres, a następnie dwa lata później muszą ją przedłużyć. Światłowód nie jest w stanie obsłużyć większego dystansu przy wymaganej prędkości, więc i tak i tak pobierają nowy tryb pojedynczy-. Jeśli przeprowadzasz instalację od podstaw, wszędzie-tryb pojedynczy pozwala uniknąć późniejszych problemów.

 

 

Długość fali: prawidłowe opanowanie podstaw

Standardowe transceivery działają przy długości fali 850 nm (wielomodowy), 1310 nm (jedno-modowy krótki/średni zasięg) lub 1550 nm (jedno-długi zasięg jednomodowy). Dwa transceivery połączone światłowodem wymagają zgodnych długości fal-dla standardowych połączeń dupleksowych, co oznacza tę samą długość fali na obu końcach.

Transceivery BiDi (dwukierunkowe).są wyjątkiem. Wykorzystują one dwie różne długości fal w pojedynczym splocie światłowodu: jeśli jeden koniec transmituje przy 1310 nm i odbiera przy 1550 nm, drugi koniec musi nadawać przy 1550 nm i odbierać przy 1310 nm. Moduły BiDi należy zamawiać i wdrażać jako dopasowane pary. Zajmowaliśmy się przypadkami pomocy technicznej, w których klienci pomylili pary, w wyniku czego powstał link, który nie wyświetlał się bez oczywistego komunikatu o błędzie.

WDM (multipleksowanie z podziałem długości fali)umożliwia wiele kanałów w jednej parze włókien, przypisując każdemu kanałowi inną długość fali.CWDMwykorzystuje odstęp międzykanałowy 20 nm i dostępnych 18 długości fal,-praktyczne w zastosowaniach w metrze i na kampusach, gdzie liczba włókien jest ograniczona.DWDMwykorzystuje znacznie mniejsze odstępy (0,8 nm lub mniej) i obsługuje 40–96+ kanałów, ale wymaga laserów-stabilizowanych temperaturowo i jest używany głównie w sieciach nośnych.

W przypadku większości wdrożeń w przedsiębiorstwach wystarczająca jest standardowa optyka o pojedynczej-fali. WDM zwiększa koszty i złożoność, co ma sens tylko w przypadku ograniczeń-światła światłowodowego lub konieczności agregowania wielu ścieżek-o dużej przepustowości.

 

 

Ocena temperatury

Standardowe komercyjne transceivery działają w temperaturze obudowy od 0 do 70 stopni. Jest to w porządku w-klimatyzowanych centrach danych i pomieszczeniach ze sprzętem. Wyjdź poza ten zakres, a zobaczysz pogorszenie lub awarię wydajności.

Moduły klasy przemysłowej-o temperaturze od -40 do 85 stopni są droższe, ale są niezbędne w szafach zewnętrznych, lokalizacjach elektrolizerów, halach fabrycznych, w których występują wahania temperatury, lub w dowolnym miejscu bez niezawodnej instalacji HVAC.

Wpływ temperatury na transiwery jest dobrze-dobrze udokumentowany: prąd progowy lasera wzrasta wraz z temperaturą, powodując dryft długości fali i zmiany mocy. Dane dotyczące niezawodności w branży sugerują, że każde 10 stopni wzrostu temperatury roboczej z grubsza podwaja tempo degradacji komponentów. Transceiver pracujący pod kątem 70 stopni dobiegnie końca--ywotności szybciej niż transceiver pracujący pod kątem 60 stopni, nawet jeśli oba będą spełniać swoje specyfikacje znamionowe.

W przypadku wdrożeń w centrach danych odpowiednie-moduły klasy komercyjnej. W przypadku czegokolwiek poza kontrolowanym środowiskiem, określ przemysłowy zakres temperatur i sprawdź, czy dostawca rzeczywiście testuje zgodnie z tą specyfikacją.

 

Kompatybilność przełączników: ukryty problem

W tym miejscu wielu klientów napotyka problemy. Dostawcy przełączników programują transiwery za pomocą kodów identyfikacyjnych, które ich sprzęt sprawdza przed włączeniem portów. Wstaw moduł bez oczekiwanego kodu dostawcy, a w zależności od platformy mogą zostać wyświetlone komunikaty ostrzegawcze, obniżona funkcjonalność lub całkowita blokada portów.

Transceivery OEMsą kompatybilne, ale zazwyczaj ich cena jest znacznie wyższa niż{0}}zamienników innych firm. W przypadku modułu 100G QSFP28 ceny OEM wahały się w przedziale 800–2000 USD w porównaniu z 200–400 USD za równoważne moduły-innych firm kodowane dla tej samej platformy.

Zgodne moduły-firm zewnętrznychużywaj tego samego-standardowego sprzętu MSA z kodowaniem EEPROM-specyficznym dla dostawcy. Kluczem jest współpraca z dostawcą, który faktycznie przeprowadza testy pod kątem konkretnego modelu przełącznika i wersji oprogramowania sprzętowego. W naszej placówce w Shenzhen utrzymujemy przed wysyłką bazy danych kompatybilności obejmujące tysiące kombinacji przełączników/oprogramowania sprzętowego i modułów wstępnych-programu z prawidłowymi kodami dostawców.

Co sprawdzić przed złożeniem zamówienia:

• Dokładny model przełącznika i aktualna wersja oprogramowania sprzętowego
• Czy dostawca przetestował tę konkretną kombinację
• Polityka zwrotów, jeśli moduły nie działają w Twoim środowisku
• Czy nagrywanie jest dostępne w przypadku późniejszej zmiany platformy

Powszechnie spotykane błędne przekonanie: używanie-modułów innych firm nie powoduje unieważnienia gwarancji przełącznika. Zgodnie z ustawą Magnuson-Moss Warranty Act (w USA) i podobnymi przepisami obowiązującymi na całym świecie, producenci OEM nie mogą odmówić objęcia gwarancją tylko dlatego, że używasz-części innych firm-. Mogą odmówić objęcia gwarancją tylko wtedy, gdy udowodnią,-komponent strony trzeciej spowodował konkretną awarię.

 

DAC i AOC: gdy optyka nie jest konieczna

Nie każde-szybkie połączenie wymaga optycznych urządzeń nadawczo-odbiorczych. Na krótkie dystanse,Bezpośrednio podłączana miedź (DAC)IAktywne kable optyczne (AOC)oferować alternatywy.

Kable DAC-owesą miedziane twinax ze zintegrowanymi złączami na obu końcach. Najniższy koszt, najniższe opóźnienia, ograniczony zasięg-zwykle 1–5 metrów w zależności od prędkości. Idealnie nadają się do połączeń wewnętrznych-w szafach, gdzie odległość jest minimalna, a wymagane jest możliwie najlepsze opóźnienie. Wadą jest waga i promień zgięcia; wiązka kabli DAC szybko staje się ciężka i nieporęczna.

Kable AOCto kable światłowodowe z zamontowanymi na stałe modułami nadawczo-odbiorczymi. Lżejszy niż DAC przy równoważnych długościach, z zasięgiem do 100 metrów w niektórych wariantach. Kompromis: nie można-zakończyć pracy w terenie. Jeśli kabel jest uszkodzony, wystarczy wymienić cały zespół, a nie tylko ponownie-zakończyć kabel.

Ramy decyzyjne: przetwornik cyfrowo-analogowy do zastosowań poniżej 3 metrów, gdy koszty i opóźnienia mają największe znaczenie, AOC do odcinków o długości 3–30 metrów, gdzie problemem jest waga kabla lub zakłócenia elektromagnetyczne, tradycyjne transceivery z kablami krosowymi do zastosowań dłuższych lub gdy potrzebna jest elastyczność przy zmianie długości kabla.

 

Oto coś, czego nauczyliśmy się ze zwrotów i zgłoszeń do pomocy technicznej: zanieczyszczenie złącza jest odpowiedzialne za dużą część zgłaszanych „awarii modułu”. Dane terenowe z wdrożeń centrów danych w Ameryce Północnej sugerują, że brudne lub uszkodzone złącza są przyczyną większości problemów z łączem optycznym,-jednak same moduły po otrzymaniu z powrotem sprawdzają się doskonale.

Cząsteczka kurzu o średnicy zaledwie kilku mikronów-niewidoczna gołym okiem-może blokować znaczną część sygnału optycznego. Rezultatem są sporadyczne błędy, a nie całkowita awaria, co sprawia, że ​​jest to najtrudniejszy rodzaj problemu do zdiagnozowania.

Protokół zapobiegawczy:

• Przed każdym podłączeniem sprawdź złącza za pomocą mikroskopu światłowodowego (minimum powiększenie 200x).
• Jeśli widoczne jest zanieczyszczenie, wyczyść je za pomocą-niestrzępiących się chusteczek i-izopropanolu klasy optycznej
• Użyj kasetowych środków czyszczących do wewnętrznych portów modułu
• Zatyczki przeciwpyłowe należy pozostawić na swoim miejscu aż do momentu podłączenia
• Nigdy nie używaj sprężonego powietrza,-może ono wdmuchnąć cząsteczki do złącza, a nie z niego

Właśnie z tego powodu do naszego zalecanego zestawu wdrożeniowego dołączyliśmy lunety do inspekcji światłowodów. Mikroskop o wartości 400 dolarów pozwala uniknąć tysięcy niepotrzebnych wymian modułów i czasu rozwiązywania problemów.

 

 

Ochrona ESD: warto traktować ją poważnie

Wyładowania elektrostatyczne nie zawsze powodują natychmiastową awarię. Częściej powoduje to ukryte uszkodzenia, które osłabiają komponenty i powodują awarię po miesiącach,-niemożliwą do powiązania z pierwotnym błędem obsługi.

Dane branżowe wskazują, że ESD odpowiada za 12–15% zwrotów pola nadawczo-odbiorczego, gdy nie są przestrzegane odpowiednie protokoły. Wdrożenie prawidłowych procedur ESD-pasków na nadgarstki uziemionych do obudowy sprzętu,-toreb antystatycznych do czasu instalacji oraz unikanie warunków o niskiej-wilgotności-spada ta liczba do poniżej 2%.

Wrażliwymi elementami są diody laserowe, fotodetektory i obwody zabezpieczające wejścia w układach scalonych sterownika. Żaden z nich nie toleruje dobrze wyładowań statycznych, a uszkodzenia często są niewidoczne, dopóki moduł nie ulegnie awarii w produkcji kilka tygodni lub miesięcy później.

 

 

Często zadawane pytania

 

 

Lista kontrolna wyboru

Przed złożeniem zamówienia potwierdź sześć parametrów:

• Współczynnik kształtupasuje do portów przełącznika (SFP+, SFP28, QSFP28, QSFP-DD, OSFP)
• Prędkośćodpowiada możliwościom portu i wymaganiom sieciowym
• Dystanspokryty marginesem (nie określaj granicy zasięgu znamionowego)
• Typ włóknapasuje do istniejącej instalacji (tryb wielomodowy vs. tryb jedno-)
• Długość faliodpowiednie dla typu światłowodu (850 nm dla trybu wielomodowego, 1310 nm/1550 nm dla trybu pojedynczego-)
• Kompatybilność przełącznikazweryfikowane pod kątem konkretnego modelu i oprogramowania sprzętowego

Popraw je, a wdrożenie będzie proste. Jeśli przegapisz którekolwiek z nich, będziesz musiał liczyć się ze zwrotami, ponownymi zamówieniami i opóźnieniami w projektach.

Jeśli potrzebujesz pomocy w określeniu modułów do wdrożenia,wyślij nam swoją listę portówz modelami przełączników, odległościami i typami włókien. Nasz zespół techniczny przygotuje rekomendację na podstawie naszych danych testowych i bazy danych kompatybilności.