Stikala z optičnimi vlakni zahtevajo specializirana vrata

 

 

Z omrežno infrastrukturo se ukvarjam že približno sedem let, in če obstaja kakšna stvar, ki ljudi še vedno ujame nepripravljene-tudi izkušene IT-je to celotna situacija s specializiranimi pristanišči z optičnimi vlaknioptična stikala. Mislili bi, da je pristanišče le pristanišče, kajne? Plug and play? Niti blizu.

 

 

Problem pristanišča, o katerem nihče ne govori dovolj

 

Zgodi se naslednje: podjetje se odloči za nadgradnjo na optična vlakna, ker "je hitrejše" (je, vendar to ni bistvo). Kupijo ta stikala, tudi draga, nato pa gre nekdo-običajno mlajši tehnik, ki je potegnil kratko slamico-vtakniti optične kable in ugotovi, da se vrata ne ujemajo z ničemer, kar so videli prej. Reže SFP so prazne. Tu je trenutek panike. Bil sem tam.

Stvar je v tem, da stikala z optičnimi vlakni nimajo vgrajenih-vrat tako kot bakrena stikala. Uporabljajo te modularne sprejemnike in najpogostejše, na katere boste naleteli, so SFP (Small Form{2}}factor Pluggable) in SFP+ moduli. Konvencija o poimenovanju je moteča, ker SFP+ zveni, kot da bi moral biti samo boljša različica SFP, kar tehnično tudi je, vendar nista vedno zamenljiva in razlike v hitrosti so pomembnejše, kot bi si mislili. SFP doseže največjo hitrost 1 Gbps, SFP+ pa 10 Gbps. Potem je tu še QSFP za 40 Gb/s, QSFP28 za 100 Gb/s in, pošteno, abecedna juha kar traja.

 

Zakaj ta modularnost obstaja (in zakaj je hkrati briljantna in frustrirajoča)

 

 

Modularni pristop je pravzaprav smiseln, ko premagate začetni glavobol. Različne vrste vlaken potrebujejo različno optiko. Imate eno{2}}optično vlakno, ki lahko teče kilometre-dobesedno 40 km, 80 km, nekatera celo presežejo 100 km s pravo opremo-in potem je tu še večmodno, ki je cenejše, vendar je omejeno na približno 550 metrov za hitrosti 10G. Za oba ne morete uporabiti istega oddajnika, ker sta valovni dolžini popolnoma različni.

Enojni-način običajno deluje pri valovnih dolžinah 1310 nm ali 1550 nm. Večmodni? Ponavadi 850nm. Optika se mora ujemati ali pa samo streljaš svetlobo v kabel in upaš na najboljše, kar pa ne deluje. sploh. Videl sem ljudi, ki poskušajo.

Resnično me pritegne to, da imate različice tudi znotraj iste kategorije. Vzemite module SFP+ za eno-optično vlakno-obstajajo različice za 10 km (LR), 40 km (ER), 80 km (ZR) in celo daljše razdalje. Vsak uporablja drugačno lasersko tehnologijo, različne optične proračune. 80-kilometrski modul lahko stane petkrat več kot 10-kilometrska različica, od zunaj pa sta videti enaka. Prebrati morate majhno oznako ob strani in vso srečo pri tem v slabo osvetljeni strežniški sobi.

 

Finančna resničnost

 

Tukaj stvari postanejo zanimive ali depresivne, odvisno od vašega proračunskega stanja. Spodobno ohišje-optičnega stikala za podjetja bi vas lahko stalo od 8.000 do 15.000 $. Sliši se drago, a počakaj-to je samo prazno polje. Tisti oddajniki-sprejemniki SFP+? Cena vsakega je lahko od 150 do 800 dolarjev, odvisno od znamke in specifikacij. Potrebujete 24 vrat? Izračunaj. In ne daj, da bi potrebovali module razširjenega dosega ali stvari DWDM.

Nekateri skušajo prihraniti z nakupom-sprejemnikov tretjih oseb. Včasih to dobro deluje. Včasih se popolnoma ne zgodi in odpravljate težave s fantomsko izgubo paketov ob 3. uri zjutraj, ker vdelana programska oprema stikala ne deluje dobro z optiko znamke off-. Cisco je znan po tem, da je izbirčen glede tega-njihova stikala pogosto preverjajo kodo dobavitelja v oddajniku in sprejemniku in izdajo opozorila, če ni "odobrena". Običajno lahko ta opozorila preglasite, vendar ste s tem razveljavili pogodbo o podpori. Zabavni časi.

 

Igra Konektor

Potem je tu celotna situacija s konektorjem, ki si zasluži lastno tarnanje. Priključki LC so zdaj precej standardni za-aplikacije v enem načinu-so majhni, obojestranski in se zaklenejo na svoje mesto z zadovoljivim klikom. Toda večmodne instalacije včasih še vedno uporabljajo konektorje SC, ki so te večje kvadratne stvari, ki jih morate potiskati noter in zvijati. In če delate s starejšo infrastrukturo, lahko naletite na priključke ST, ki so okrogli z bajonetnim-zaklepom. Poskus spremljanja, katere priključne kable potrebujete za katero namestitev, je poseben organizacijski izziv.

Nekoč sem celo popoldne iskal optični patch kabel LC-to-SC v podatkovnem centru, ker je nekdo "organiziral" omaro za upravljanje kablov po barvi namesto po vrsti priključka. Kabel je bil oranžen. Vsa vlakna so oranžna ali rumena ali občasno modra, če so eno-način. Zelo koristno.

 

 

Polarnost in resničnost dveh-vlaken

 

Tukaj je nekaj, kar v večini dokumentacije ni dobro razloženo: vlakna so enosmerna. Potrebujete dva niza-enega za oddajanje, enega za sprejem. Transiver ima stran TX in stran RX, zato moraš imeti pravo polarnost. Povežite TX na TX in RX na RX in sedite tam in se sprašujete, zakaj se povezava ne prikaže. Vprašaj me, kako vem.

Nekatere novejše tehnologije, kot je BiDi (dvosmerna) optika, lahko delujejo v obe smeri na enem samem vlaknu z uporabo različnih valovnih dolžin, kar je resnično pametno. Toda ti so specializirani, dražji in jih ne morete kar zamenjati s standardno konfiguracijo, ne da bi preverili združljivost. Vse v vlaknih zahteva preverjanje združljivosti. Utrujajoče je.

Celotno vprašanje polarnosti postane še bolj zapleteno s priključki MPO/MTP, ki se uporabljajo v aplikacijah 40G in 100G. To so trakasti konektorji z 12 ali 24 vlakni v enem vtiču in obstajajo kot trije različni standardi polarnosti-metoda A, metoda B in metoda C. Napačno polariteto na 24-optičnem kanalu ne popravljate samo ene povezave, temveč potencialno ponovno zaključite celoten kabel. Ne želim govoriti o tem, koliko časa to traja.

 

Ujemanje hitrosti in samodejno pogajanje (ali pomanjkanje tega)

 

Copper Ethernet ima samodejno pogajanje. Ni popolno, a večino časa deluje. Dve napravi se rokujeta, ugotovita najvišjo skupno hitrost in greste. Vlaknine? ha Optični sprejemniki imajo fiksno-hitrost. SFP modul je 1G. Modul SFP+ je 10G. Včasih lahko zaženete modul 10G pri hitrostih 1G, če stikalo to podpira in ga konfigurirate ročno, vendar to ni samodejno in zagotovo ni zajamčeno.

To ustvarja resne težave v okoljih z mešano{0}}hitrostjo. Ne morete preprosto priključiti strežnika z 10G optično omrežno kartico v vrata stikala z 1G SFP modulom in pričakovati, da bo deloval, čeprav se fizično priključek dobro prilega. Optika se ne sinhronizira. Povezava ostane nedotaknjena. Potem kupujete različne module ali na novo konfigurirate topologijo omrežja.

 

Temperaturne vrednosti so pomembnejše, kot bi si mislili

Oddajniki-industrijske kakovosti obstajajo z razlogom. Standardna komercialna optika je ocenjena za morda 0 stopinj do 70 stopinj. To je v redu za podnebno-podatkovni center. Toda če nameščate stikala v skladišču, na mestu celičnega stolpa ali kjer koli, kjer je dejansko vroče ali hladno, potrebujete industrijske-temp module, ocenjene na -40 stopinj do 85 stopinj. Ti stanejo bistveno več.

Delal sem na projektu, pri katerem je nekdo uporabil komercialne-module SFP+ v zunanji namestitvi omar. Spomladi je dobro delovalo. Prišlo je poletje, notranje temperature v ohišju so presegle 75 stopinj in sprejemniki so začeli naključno odpovedovati. Občasne okvare so najslabše vrste, saj porabite dneve za odpravljanje težav, preden ugotovite, da gre za temperaturo. Na koncu smo zamenjali 32 modulov. Razširjene-začasne različice stanejo približno 40 % več na enoto.

 

 

Proračuni moči in optične izgube

 

To postane tehnično hitro, vendar je osnovna ideja, da vsaka optična povezava povzroči izgubo. Vsak priključek doda približno 0,5 dB izgube. Spoji dodajo 0,1 do 0,3 dB. Samo vlakno ima slabljenje-običajno okoli 0,5 dB/km za enojni-način pri 1310 nm, manj pri 1550 nm. Vse to seštejete in dobite skupno izgubo povezave.

Oddajnik-sprejemnik ima proračun moči-razlike med oddajno močjo in občutljivostjo sprejemnika. Za tipičen 10G LR modul boste morda imeli -1 dBm oddajno moč in -14,4 dBm občutljivost sprejemnika, kar vam daje proračun za 13,4 dB energije. Vaša izguba povezave mora biti manjša od tega, z nekaj rezerve za poslabšanje sčasoma.

V praksi te izračune le redko delate ročno, ker vam dokumentacija priznanih proizvajalcev modulov pove nazivno razdaljo. Ko pa dosegate razdalje blizu meje ali ko odpravljate težave z obrobno povezavo, postane razumevanje proračunov za optično moč ključnega pomena. Potrebujete optični merilnik moči, ki stane dodatnih 300 do 2000 USD, odvisno od funkcij.

 

Zajčja luknja DWDM

 

Multipleksiranje z gosto valovno dolžino je tisto, kjer stvari postanejo pravilno zapletene. Namesto uporabe ene valovne dolžine na vlakno vam DWDM omogoča uporabo več valovnih dolžin-32, 48, 96, celo več – na enem samem vlaknu. Vsaka valovna dolžina je v bistvu ločen kanal 10G ali 100G.

Oddajniki za DWDM so nastavljeni na določene valovne dolžine v omrežju ITU. V pasu C- (območje od 1530 nm do 1565 nm) je 96 kanalov na razdalji 50 GHz. Slediti morate, kateri oddajnik/sprejemnik je na kateri valovni dolžini, in so barvno-kodirani, vendar barve ne ustrezajo valovni dolžini na noben intuitiven način. Kanal 29 je vijoličen. Kanal 30 je roza. Zakaj? Ni dobrega razloga.

DWDM se uporablja v-aplikacijah na dolge razdalje in povezavah podatkovnih centrov, kjer so optične niti omejene in drage. Sprejemno-sprejemniki stanejo več, potrebujete opremo za multipleksiranje/demultipleksorje, temperaturna stabilnost pa postane še bolj kritična, ker lahko odmik valovne dolžine povzroči preslušavanje kanala.

 

Konfiguracija programske opreme ni vedno enostavna

Tudi potem, ko imate nameščen pravi fizični oddajnik-sprejemnik, še niste končali. Številna stikala zahtevajo, da konfigurirate hitrost vrat, dupleksni način (ki bi moral biti poln za optična vlakna, vendar sem videl čudne napake) in včasih ročno omogočite vrata. Nekateri proizvajalci privzeto onemogočijo vrata.

Če uporabljate bakrene kable DAC (Direct Attach Copper) za kratke razdalje namesto optičnih oddajnikov,-kar je običajno za povezave stikalo-do-stikala v istem omari-ima na obeh koncih kabla vgrajene oddajno-sprejemne enote. Toda stikalo jih še vedno vidi kot vrata SFP+ in jih morate še vedno konfigurirati. DAC kabli so cenejši od optičnih vlaken in dveh sprejemnikov, vendar so omejeni na približno 5 metrov ter so debeli in neprilagodljivi. Upravljanje kablov s kabli DAC ni zabavno.

 

Zaklepanje prodajalca-in združljivost

 

Veliki prodajalci stikal-Cisco, Juniper, Arista, HPE-želijo, da kupite njihove sprejemnike in sprejemnike. To so pogosto le spremenjeni moduli dejanskih proizvajalcev optike, kot so Finisar, Lumentum ali Avago, vendar s programiranjem EEPROM-za prodajalca. Pribitek je lahko 300 % ali več.

Optika-drugih proizvajalcev podjetij, kot sta fs.com ali 10Gtek, večino časa dobro deluje. Ključno je pridobiti kodirane module, ki se stikalu pravilno identificirajo. Nekateri prodajalci to naredijo lažje kot drugi. Arista je precej odprta glede-optike tretjih oseb. Cisco... manj. Pravzaprav obstaja domača industrija optičnih podjetij, ki so specializirana za "združljive" module, ki prestanejo preverjanja prodajalcev.

Resnično frustrirajoče je, ko izvajate namestitev več-prodajalcev in optika vsakega prodajalca uporablja nekoliko drugačne specifikacije tudi za isto nazivno hitrost in razdaljo. Na koncu lahko dobite povezave, ki delujejo, vendar kažejo visoke stopnje napak, ali povezave, ki sprva dobro delujejo, vendar se poslabšajo hitreje, kot je bilo pričakovano.

 

Čiščenje in vzdrževanje

 

Nihče ne mara govoriti o čiščenju vlaken, vendar je popolnoma kritično. En sam prašni delec na koncu optičnega konektorja lahko povzroči znatno izgubo signala ali popolno okvaro povezave. Konci so majhni-približno 9 mikronov za premer jedra eno{4}}načinovnega vlakna. Prašni delec je v primerjavi z njim ogromen.

Vsakič morate očistiti vsako optično povezavo. Resničnost? To se ne zgodi vedno v produkcijskih okoljih, kjer hitite obnoviti storitev. Ampak moralo bi se zgoditi. Uporabljajte ustrezna orodja za čiščenje vlaken-posebne robčke in čistilne palčke, ne srajce. Preglejte z fiber mikroskopom. Izpihajte odprtine s stisnjenim zrakom.

Odpravil sem težave s "slabimi sprejemniki", ki so bili pravzaprav samo umazane povezave. Očistite vlakno, problem rešen. Toda umazanije ne morete videti s prostim očesom, zato izgubljate čas z zamenjavo modulov in izvajanjem diagnostike.

 

Glavoboli-prihodnosti

Ko načrtujete optično omrežje, bi morali razmišljati o rasti in prihodnjih potrebah po pasovni širini. V redu, prav. Toda kako daleč v prihodnost? SFP+ pri 10G se je pred desetimi leti zdel pretirano. Zdaj postaja osnova za povezave s strežniki. Ali uporabljate večmodno vlakno OM3, ki je dobro za 10G, ali porabite več za OM4, ki lahko prenese 40G in 100G na razumnih razdaljah?

Enoj{0}}optično vlakno je »odporno na-prihodnost«, saj lahko vlakno samo prenese vse hitrosti, ki pridejo naslednje-omejitveni dejavnik so oddajniki-sprejemniki in stikalna vrata. Toda namestitev enojnega-načina stane več, zahteva dražje sprejemnike in oddajnike, vi pa plačujete za zmogljivost, ki je morda več let ne boste potrebovali. Ali pa ga boste morda potrebovali naslednje leto. kdo ve

Težava s številom vrat je povezana. Kupiš stikalo z 48 vrati. Na začetku jih napolnite 30. Zdi se v redu. Dve leti kasneje potrebujete 52 vrat in nameščate drugo stikalo, ki se ukvarja s konfiguracijami zlaganja ali tkanine, kar dodatno zaplete. Ali bi morali vnaprej kupiti večje stikalo? Mogoče, vendar je stalo 50 % več in ni nobenega zagotovila, da bi ga dejansko prerasli.

 

Ko gredo stvari narobe

Odpravljanje težav z vlakni je lastna spretnost. Povezava ne deluje. Zakaj? Lahko bi bilo:

Umazani priključki (očistite in ponovno preverite)

Napačen tip oddajnika (preverite specifikacije)

Poškodovano optično vlakno (izvedite test OTDR, če ga imate, vso srečo, če ga nimate)

Presežena ocena razdalje (izmerite dejansko dolžino kabla)

Neujemanje valovne dolžine (preverite oba konca)

Vrata niso konfigurirana (preverite konfiguracijo stikala)

Pokvarjen oddajnik-sprejemnik (zamenjaj in preizkusi)

Polariteta obrnjena (preverite povezave TX/RX)

Napajalni proračun je presežen (izmeri optično moč)

Programska napaka v vdelani programski opremi stikala (posodobite in molite)

Težava je v tem, da so te napake na zunaj pogosto videti enake. "Brez povezave" je vse, kar dobite. Začnete delati po seznamu, izmenjujete komponente, dokler nekaj ne deluje. Ni elegantno.

Občasne težave so hujše. Premikanje povezav, izguba paketov, ki prihaja in gre, napake, ki se povečajo pod obremenitvijo. Te lahko povzročijo mejna optična moč, temperaturna nihanja, vibracije, ki vplivajo na namestitev priključka, EMI, če delujete v bližini električne opreme, ali približno ducat drugih stvari.

 

Kaj si želim, da bi mi nekdo povedal

Začnite z dobrim dokumentacijskim sistemom. Spremljajte, kateri oddajniki-sprejemniki so v katerih vratih, katere različice vdelane programske opreme se izvajajo, katere vrste in dolžine kablov so nameščeni. Uporabite ustrezne oznake. Imejte rezervne dele pri roki, ker oddajniki-sprejemniki odpovejo in čakanje na pošiljanje, ko je proizvodnja upadla, ni zabavno.

Kupujte pri priznanih prodajalcih, tudi če stane več. Najcenejša možna optika bi lahko na začetku prihranila denar, vendar odpravljanje čudnih težav z združljivostjo ni brezplačno. Vaš čas ima vrednost.

Vse preizkusite pred uvedbo. Ravni optične moči, stopnje napak, testi hitrosti. Ne domnevajte, da deluje samo zato, ker se prikaže povezava.

In morda najpomembnejše: specializirana vrata niso napaka, so funkcija. Modularnost vam omogoča prilagodljivost za natančno ujemanje z zahtevami glede vrste vlakna, razdalje in hitrosti za vsako povezavo. Gre le za to, da je krivulja učenja bolj strma, kot kdorkoli vnaprej prizna.

Tehnologija deluje. Ko enkrat razumete, s čim imate opravka, so optična vlakna zanesljiva in hitra ter bolje kot karkoli drugega izpolnjujejo zahteve glede pasovne širine sodobnih omrežij. Toda tisti del "ko enkrat razumeš"? To zahteva čas, napake in verjetno nekaj poznih noči, ko strmite v neosvetljene lučke LED vrat in se sprašujete, kaj ste naredili narobe.

V redu je. Vsi gredo skozi to.