Καλωδίωση οπτικών ινών 100G: Πώς να επιλέξετε το σωστό για 100 Gigabit Ethernet

Το άλμα από το 10G στο 100G δεν είναι απλώς «δεκαπλάσιο πιο γρήγορο». Είναι μια θεμελιωδώς διαφορετική αρχιτεκτονική καλωδίωσης - διαφορετικών τύπων ινών, διαφορετικών μορφών σύνδεσης, διαφορετικών μονάδων πομποδέκτη και διαφορετικών ορίων προσέγγισης που εξαρτώνται από τις επιλογές που κάνετε πριν τραβήξει ένα μόνο καλώδιο.

Παρακολούθησα ομάδες κέντρων δεδομένων να αγοράζουν καλώδια κορμού πολλαπλών λειτουργιών OM3 αξίας 40.000 $ μόνο για να ανακαλύψω ότι τα οπτικά 100G QSFP28 απαιτούσαν ελάχιστο OM4 για τις αποστάσεις που έτρεχαν. Αυτό είναι ένα λάθος που δεν συμβαίνει στα 10G, όπου το περιθώριο λάθους είναι μεγαλύτερο. Στα 100G, οι προδιαγραφές είναι πιο αυστηρές και το κόστος για λάθος είναι υψηλότερο.

Αυτός ο οδηγός καλύπτει τα πραγματικά σημεία απόφασης: ποιος τύπος ίνας, ποιος σύνδεσμος, ποιος πομποδέκτης και πόσο μακριά φθάνει στην πραγματικότητα κάθε συνδυασμός - με τους τυπικούς αριθμούς IEEE για τη δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας.

100G Ethernet: Τι υπάρχει στην πραγματικότητα στο καλώδιο;

Πρώτον, μια σημείωση ορολογίας που έχει σημασία: ο σωστός προσδιορισμός είναι100G(100 Gigabit), όχι "100 GB." "GB" σημαίνει Gigabytes, μια μονάδα αποθήκευσης. "G" ή "Gb" σημαίνει Gigabit, έναν ρυθμό μετάδοσης. Θα δείτε "100 GB" σε ορισμένες σελίδες προϊόντων - είναι τεχνικά λάθος και σε φύλλα προδιαγραφών και RFP, χρησιμοποιώντας λάθος συντομογραφίες ότι κάποιος δεν έχει κάνει την εργασία του.

Το 100 Gigabit Ethernet (100 GbE) ορίζεται από το IEEE 802.3ba (2010) και τις επακόλουθες τροποποιήσεις. Σε αντίθεση με το 10 GbE, το οποίο χρησιμοποιεί ένα μόνο λέιζερ σε ένα μόνο μήκος κύματος, οι περισσότερες υλοποιήσεις 100 GbE διαχωρίζουν το σήμα κατά μήκοςπολλαπλές λωρίδες- είτε 4×25G είτε 10×10G - για την επίτευξη συνολικής απόδοσης 100G. Ο τρόπος μεταφοράς αυτών των λωρίδων εξαρτάται εξ ολοκλήρου από τον τύπο της ίνας και τη μονάδα πομποδέκτη.

Τύποι ινών για 100G: Ο Πίνακας Προσέγγισης που έχει Πραγματικά Σημασία

Αυτός είναι ο πίνακας που χρειάζονται οι περισσότεροι αγοραστές, αλλά λίγα άρθρα παρέχουν - μέγιστη υποστηριζόμενη εμβέλεια για κάθε τύπο πομποδέκτη 100G σε κάθε κατηγορία ινών, ανά προδιαγραφές IEEE και MSA:

Το takeaway:Το OM3 σας προσφέρει μόνο 70 μέτρα στα 100G.Αυτό αρκεί για να-του-ράφι μέχρι το τέλος-της- σειράς σε ορισμένα σχέδια κέντρων δεδομένων, αλλά όχι για μεγαλύτερες δομημένες καλωδιώσεις. Το OM4 εκτείνεται στα 100 μέτρα. Εάν η καλωδιακή σας εγκατάσταση πρέπει να φτάσει πιο μακριά από αυτό, βρίσκεστε σε περιοχή μονής-λειτουργίας.

OM3 έναντι OM4 έναντι OM5: Ποιος βαθμός Multimode για 100G;

Και τα τρία είναι 50 μm πυρήνα, βελτιστοποιημένη ίνα πολλαπλών λειτουργιών-λέιζερ. Η διαφορά είναιτροπικό εύρος ζώνης- η ικανότητα μεταφοράς σημάτων υψηλής-ταχύτητας σε απόσταση:

Πρακτικές συμβουλές:Εάν τραβάτε νέο καλώδιο πολλαπλών λειτουργιών σήμερα για ένα κέντρο δεδομένων 100G, το OM4 είναι το ελάχιστο. Το OM3 είναι ένας βαθμός παλαιού τύπου που περιορίζει την προσέγγισή σας στα 70 μέτρα - πρόστιμο για ορισμένες αναπτύξεις, αλλά σας φέρνει σε μια γωνία καθώς αυξάνονται οι πυκνότητες ραφιών και οι διαδρομές καλωδίων μεγαλώνουν.

Το OM5 προσθέτει δυνατότητα ευρείας ζώνης για SWDM (Πολυπλεξία διαίρεσης μήκους κύματος βραχέων κυμάτων), το οποίο στέλνει 4 μήκη κύματος σε ένα ζεύγος ινών διπλής όψης αντί να απαιτεί 8 ή 12 ίνες μέσω διακοπής MPO. Η ίνα κοστίζει περισσότερο ανά μέτρο, αλλά για κατασκευές Greenfield που προβλέπουν μετανάστευση 200G/400G, το πλεονέκτημα διπλής όψης του OM5 μπορεί να μειώσει σημαντικά το συνολικό κόστος καλωδίωσης.

Τύποι συνδετήρων: MPO έναντι LC στα 100G

Εδώ η καλωδίωση 100G διαφέρει φυσικά από τα 10G.

100G-SR4χρησιμοποιεί έναΥποδοχή MPO-12με 8 ενεργές ίνες (4 μετάδοση, 4 λήψη) σε μια ενιαία διεπαφή πολλαπλών-ωτικών ινών-. Αυτή είναι μια παράλληλη οπτική προσέγγιση - καθεμία από τις 4 λωρίδες έχει το δικό της ζεύγος ινών.

100G-SWDM4, DR1, FR1, LR4, ER4χρήσηβύσματα διπλής όψης LC- δύο ίνες, μία μετάδοση, μία λήψη. Η πολυπλεξία γίνεται μέσα στον πομποδέκτη (μίγμα μήκους κύματος για SWDM4/LR4, διαμόρφωση PAM4 για DR1/FR1).

Για τη δομημένη καλωδίωση, αυτή η διάκριση οδηγεί στο σχεδιασμό υποδομής:

Τα παράλληλα οπτικά (MPO) κυριαρχούν στις τρέχουσες αναπτύξεις κέντρων δεδομένων 100G, επειδή οι πομποδέκτες SR4 είναι τα φθηνότερα διαθέσιμα οπτικά 100G. Αλλά το κόστος υποδομής των MPO trunk, κασετών και patch panel αθροίζεται. Καθώς οι πομποδέκτες SWDM4 και οι απλοί-λάμδα 100G (DR1, FR1) ωριμάζουν και πέφτουν στην τιμή, ο κλάδος στρέφεται προς το duplex για 100G και δεσμεύει παράλληλα οπτικά MPO για 400G και 800G.

Εάν κατασκευάζετε ή αναβαθμίζετε ένα σύστημα δομημένης καλωδίωσης, χρησιμοποιήστε-υψηλή ποιότητασυνδετήρες οπτικών ινώνκαιμπαλώματααξιολογήθηκε για τους προϋπολογισμούς απώλειας εισαγωγής που απαιτεί το 100G. Στα 100G, κάθε 0,1 dB έχει μεγαλύτερη σημασία από ό,τι στα 10G - ο προϋπολογισμός απώλειας συνδέσμου είναι πιο περιορισμένος.

Η ερώτηση μετανάστευσης: 10G → 40G → 100G → 400G

Ένα από τα πιο έξυπνα πράγματα που μπορείτε να κάνετε όταν σχεδιάζετε υποδομές 100G είναι ο σχεδιασμός για τοεπόμενοςβαθμίδα ταχύτητας. Δείτε πώς λειτουργεί συνήθως η διαδρομή αναβάθμισης:

10G έως 100G σε πολλαπλή λειτουργία:Εάν το υπάρχον εργοστάσιό σας είναι OM4, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ξανά την ίνα. Αντικαταστήστε τους πομποδέκτες 10G SFP+ με 100G QSFP28 SR4, αλλάξτε πάνελ ενημέρωσης LC για πάνελ κασετών MPO και τρέχετε 100G στην ίδια ίνα. Το OM3 λειτουργεί επίσης, αλλά μόνο στα 70 μέτρα.

100G έως 400G σε πολλαπλή λειτουργία:Το 400G-SR8 χρησιμοποιεί MPO-16 με 16 ίνες. Εάν εγκαταστήσατε κορμούς MPO 24 ινών για 100G (βέλτιστη πρακτική), έχετε χωρητικότητα για 400G χωρίς επανακαλωδίωση.

100G έως 400G σε μονή-λειτουργία:Το 400G-DR4 χρησιμοποιεί το ίδιο αποτύπωμα σύνδεσης MPO-12 με το 100G-SR4, αλλά σε μονή-λειτουργία OS2. Εάν εγκαταστήσατε την μονή{11}}λειτουργία από την αρχή, η μετάβαση είναι μόνο για πομποδέκτη.

Το μάθημα:τραβήξτε περισσότερες ίνες από αυτές που χρειάζεστε σήμερα. Ένας κορμός MPO 24-ινών κοστίζει οριακά περισσότερο από έναν κορμό 12 ινών, αλλά σας δίνει μια διαδρομή μετεγκατάστασης 400 G χωρίς να αγγίξετε την καλωδιακή εγκατάσταση. Για τρεξίματα μονής λειτουργίας, η εγκατάσταση εφεδρικών ινών στον ίδιο αγωγό δεν κοστίζει σχεδόν τίποτα κατά την εγκατάσταση και εξοικονομεί μια περιουσία αργότερα.

Συμβουλές εγκατάστασης από το πεδίο

Δοκιμάστε κάθε σύνδεση.Στα 100G, ο συνολικός προϋπολογισμός απώλειας σύνδεσης στο SR4 έναντι του OM4 είναι περίπου 1,9 dB - που περιλαμβάνει εξασθένηση καλωδίου, απώλεια συνδέσεως και απώλεια εισαγωγής σύνδεσης. Με ένα βύσμα MPO σε κάθε άκρο συν ένα άνοιγμα κασέτας, έχετε ίσως τέσσερα ζεύγη συνδέσμων στη διαδρομή. Στα 0,35 dB ανά σύνδεση MPO (συνήθης), είστε ήδη στα 1,4 dB πριν την απώλεια καλωδίου. Δεν υπάρχει σχεδόν κανένα περιθώριο. Κάθε βρώμικο ή εσφαλμένα ευθυγραμμισμένο βύσμα καταναλώνει έναν προϋπολογισμό που είναι ήδη αραιός-.

Καθαρίστε τους συνδέσμους MPO θρησκευτικά.Οι δακτύλιοι MPO έχουν 8 ή 12 ακραίες επιφάνειες ινών σε έναν μόνο σύνδεσμο - μία μολυσμένη ίνα σκοτώνει ολόκληρο τον σύνδεσμο. Χρησιμοποιήστε ένα MPO-συγκεκριμένο καθαριστικό με ένα-κλικ και επιθεωρήστε κάθε δακτύλιο μεΠεδίο επιθεώρησης MPOπριν το ζευγάρωμα.

Μην ανακατεύετε ποιότητες ινών.Η εκτέλεση ενός καλωδίου ενημέρωσης κώδικα OM3 σε έναν κορμό OM4 υποβαθμίζει ολόκληρη τη σύνδεση με την απόδοση του OM3. Κάθε στοιχείο στο καλώδιο κορμού του καναλιού -, τα καλώδια ενημέρωσης, οι κασέτες - πρέπει να είναι ίδιας ποιότητας ινών ή καλύτερη.

Βάλτε τα πάντα με ετικέτα.Σε πυκνότητες 100G, με κορμούς MPO, κασέτες σπασίματος και καλώδια διπλής όψης στο ίδιο ντουλάπι, η καλωδίωση χωρίς ετικέτα γίνεται καλωδίωση που δεν μπορεί να εντοπιστεί. Επισημάνετε και τα δύο άκρα κάθε καλωδίου, κάθε θύρας πάνελ, κάθε θέση κασέτας. Ο μελλοντικός εαυτός σας - ή ο επόμενος τεχνικός που θα αγγίξει αυτό το ντουλάπι - θα σας ευχαριστήσει.

Συχνές Ερωτήσεις