Optični oddajniki-sprejemniki zmanjšajo izgubo signala

 

Poslabšanje signala je bilo vedno največji glavobol pri-prenosu podatkov na dolge razdalje. Delal sem z omrežnimi inštalacijami, kjer bakreni kabli niso mogli prenašati podatkov več kot 100 metrov brez znatnega padca kakovosti. To je kjeoptični sprejemnikipridejo v poštev, in iskreno, razlika je noč in dan.

 

Zakaj je izguba signala pomembna

 

To je nekaj, česar se večina ljudi ne zaveda,-vsak meter kabla deluje kot majhen upor. S tradicionalnim bakrom se borite s samo fiziko. Električni signali med potovanjem oslabijo, poberejo motnje iz bližnjih kablov in ko dosežejo cilj? No, recimo, da prejemnik ne dobi tega, kar ste poslali.

Toda svetloba ne skrbi za elektromagnetne motnje. Anoptični oddajnikpretvarja električne signale v optične in jih pošilja skozi vlakna s skoraj svetlobno hitrostjo (v redu, približno 200.000 km/s v vlaknih, a kdo šteje). Lepota tukaj je, da fotoni ne izgubljajo energije na enak način kot elektroni na razdalji.

 

 

Številke ne lažejo

 

Potegnil sem nekaj-podatkov iz resničnega sveta iz nedavnega projekta podatkovnega centra. Standardni kabel Cat6? Gledate približno 20-30 dB izgube na kilometer pri 1 GHz. Enoj{10}}optično vlakno s kakovostnimi oddajniki-sprejemniki? Mogoče 0,3-0,5 dB/km pri valovni dolžini 1550nm. To ni samo boljše - je v popolnoma drugi ligi.

En projekt, ki smo ga izvedli lani, je vključeval kampusno omrežje, ki obsega 15 kilometrov. Z bakrenimi repetitorji bi potrebovali 7-8 vmesnih ojačevalnih točk. Uporaba vlaknin in pravilnooddajniki, smo šli od-do-točke. Nič repetitorjev. Začetna naložba je bila seveda višja, vendar so samo stroški vzdrževanja poplačali razliko v manj kot dveh letih.

 

Kako dejansko delujejo

 

 

Znotraj teh modulov-in med sejami odpravljanja težav sem jih odkril več kot nekaj-imate v bistvu dve glavni komponenti, ki delujeta skupaj. Stran oddajnika sprejme vaš električni signal in uporabi lasersko diodo (ali LED za krajše razdalje) za ustvarjanje svetlobnih impulzov. Sprejemna stran deluje ravno nasprotno, s pomočjo fotodiode pretvori vhodno svetlobo nazaj v električni tok.

Pameten del? Sodobni oddajniki-sprejemniki vključujejo nekaj, kar se imenuje digitalna diagnostika. Ravni optične moči lahko spremljate v realnem-času, kar pomeni, da natančno veste, kdaj kakovost signala začne padati, preden to postane težava. Našo slanino je rešil večkrat, kot lahko preštejem.

 

Zmogljivost na daljavo, ki je dejansko pomembna

 

Moduli kratkega-dosega (850nm multimode) običajno dobro prenašajo 300-550 metrov. Te nenehno uporabljamo za strežnik-za-preklapljanje povezav znotraj omaric. Toda tukaj postanejo zanimive-različice z-dolgim ​​dosegom 1310 nm ali 1550 nm z enim načinom? Videl sem certificirane vožnje, ki presegajo 80 kilometrov, z močjo signala, ki je še vedno znotraj sprejemljivih parametrov.

Obstaja ena instalacija, ki povezuje dve zgradbi v majhnem mestu. Devetnajst kilometrov optičnih vlaken, oddajniki-sprejemniki 10GBASE-LR na vsakem koncu, stopnja bitnih napak pa ostaja pod 10^-12. Poskusi z bakrom. Resno, poskusi.

 

Čemu se pravzaprav izogibate

 

V primerjavi z bakrom se temperaturna nihanja komajda dotaknejo optičnih signalov. Spremljal sem povezave, ki potekajo po poteh, ki niso-podnebno-nadzorovane, kjer temperatura okolice niha 40 stopinj med dnevom in nočjo. Bližnje električne povezave kažejo opazne razlike v delovanju. Optične povezave? Stabilen kot temelj.

Preslušavanje je še ena-težava. Združite 288 vlaken v en sam kabel-brez težav. Poskusite združiti toliko bakrenih parov brez posebnega oklopa in v bistvu ste ustvarili farmo anten. Vsak par moti svoje sosede in signalizira kakovost rezervoarjev.

 

 

Realnost stroškov (ker je proračun pomemben)

 

Glej, ne bom se pretvarjal, da so sprejemniki in oddajniki poceni. Kakovosten modul 10G SFP+ stane 200–500 USD, odvisno od znamke in specifikacij. Toda tu je izračun, ki je pomemben: v 10-letni uvedbi porabite morda 50 USD letno na oddajnik-sprejemnik, če upoštevate stopnje zamenjave. Primerjajte to s porabo energije bakrenih repetitorjev (približno 15-30 vatov vsak), plus stroški hlajenja, plus vzdrževalni obiski. Rešitev z vlakni se običajno pokvari okoli 3-4 leta, nato pa vsako leto prihrani denar.

 

Praktične namestitvene stvari, o katerih nihče ne govori

 

Čistoča konektorjev je ključnega pomena in pogosto spregledana. Delček prahu na koncu vlakna-govorimo o mikroskopskih delcih-lahko povzroči 1-2 dB izgube ali več. Čistilne pripomočke imam vedno v kompletu, ker sem videl, da so popolnoma novi kabli prišli umazani naravnost iz embalaže.

Poleg tega je radij upogiba pomembnejši, kot si večina inštalaterjev misli. Vlakna prenesejo nekaj upogibov, vendar jih prepognete premočno in povzročite mikrofrakture, ki razpršijo svetlobo. Signal morda na začetku deluje, šest mesecev pozneje pa odpravljate težave s skrivnostno izgubo paketov.

 

Kje ta tehnologija resnično blesti

 

Podatkovni centri, ki uporabljajo povezave 400G in 800G, nujno potrebujejo optični prenos. Pri teh hitrostih na pomembnih razdaljah preprosto ni bakrene alternative. Celo 100G Ethernet dosega morda 10 metrov na specializiranih kablih twinax, in to še dodatno napreduje.

Telekomunikacijski ponudniki uporabljajo optičnooddajnikiže desetletja, vendar se je spremenila cena. Tehnologija, ki je bila nekoč le telekomunikacijska-tehnologija, je zdaj standardna v podjetniških omrežjih, uvedbah v kampusih, celo v nekaterih-hišnih domačih namestitvah.

 

Prihodnost je videti še boljša

 

Moduli naslednje-generacije z uporabo naprednih modulacijskih shem dosegajo več kot 1 Tbps na valovno dolžino. Podjetja zdaj delajo na priključnih oddajnikih in oddajnikih 1,6T. Fizika prenosa svetlobe nam daje več prostora za povečanje hitrosti, kot bi ga kadar koli lahko baker.

Poleg tega lahko dejanska optična infrastruktura pogosto podpira hitrejše sprejemnike brez zamenjave. Omrežja sem nadgradil z 1G na 10G na 40G z uporabo istih optičnih vlaken, le z zamenjavo sprejemno-sprejemnih modulov. To je prilagodljivost nadgradnje, ki je ne dobite z bakrom.

 

Spodnja črta s polja

 

Po večletnem delu z obema tehnologijama vam lahko povem, da zmanjšanje izgube signala zaradi optičnih sprejemnikov in sprejemnikov ni le izboljšava specifikacij-ampak je razlika med omrežjem, ki komajda deluje, in tistim, ki samo deluje. Samo faktor zanesljivosti upraviči naložbo v večini scenarijev, kjer razdalja presega 100 metrov ali hitrost presega 1 Gbps.

Tehnologija ni popolna. Potrebujete bolj skrbno ravnanje, konektorji zahtevajo vzdrževanje, začetni stroški pa so višji. Toda za celovitost signala na daljavo? Nič drugega ni blizu. Niti na istem igrišču.