Jednovláknové vlákno: Kedy používať obojstrannú optiku, kedy nie a ako vybrať správny pár

Jednovláknové vlákno je metóda prenosu optických vlákien, ktorá prenáša prenos aj príjem na jednom optickom vlákne namiesto zvyčajných dvoch vlákien. V ethernetových sieťach sa to takmer vždy vykonáva pomocou obojsmerných transceiverov, niekedy nazývaných obojsmerné alebo jednovláknové moduly SFP.

Ak chcete krátku verziu: jednovláknové vlákno má zmysel, keď je málo vlákien, keď je ťahanie nového kábla cez vedenie alebo cez kampus drahé, alebo keď sa prenajatý pár tmavých vlákien už rozpadol. Nie je to správne predvolené nastavenie pre úplne-novú zostavu štruktúrovanej kabeláže a trestá každý tím, ktorý pred objednávkou starostlivo nezohľadní vlnové dĺžky, optický rozpočet a kompatibilitu prepínačov.

Tento sprievodca vás oboznámi s tým, ako technológia skutočne funguje na vlákne, kedy ju zvoliť pred duplexným vláknom, kde má tendenciu zlyhávať v teréne, a presné kontroly, ktoré by mal technik vykonať pred kúpou páru BiDi SFP alebo SFP+.

Čo je jednovláknové vlákno?

Jednovláknové vlákno, niekedy nazývané jednovláknový prenos alebo prenos jednoduchým vláknom, používa jedno optické vlákno na prenos dát v oboch smeroch súčasne.

Tradičné duplexné optické spojenie používa dve vlákna: jedno vlákno vysiela, druhé prijíma. Jednovláknové vlákno nahrádza tento pár jedným vláknom oddelením dvoch smerov v doméne vlnovej dĺžky namiesto priestorovej domény. So správnymi vysielačmi/prijímačmi na oboch koncoch funguje plne-duplexné ethernetové prepojenie cez jediné fyzické vlákno.

Klasickým publikovaným príkladom je rozhranie 1000BASE-BX-D/U definované podľa IEEE 802.3ah: jeden koniec vysiela pri 1490 nm a prijíma pri 1310 nm, zatiaľ čo opačný koniec vysiela pri 1310 nm a prijíma pri 1490 nm. Základné požiadavky na fyzickú vrstvu si môžete prečítať vEthernetový štandard IEEE 802.3.

Jednovláknové vlákno vs jednoduché vlákno vs duplexné vlákno

Tieto tri pojmy sa neustále miešajú, najmä pri obstarávacích lístkoch.

• Simplexné vláknosa vzťahuje na kábel, ktorý fyzicky obsahuje jeden prameň vlákna, zvyčajne s jedným konektorom LC, SC alebo FC na každom konci.
• Duplexné vláknosa vzťahuje na kábel, ktorý obsahuje dva vlákna vlákna, zvyčajne ukončené ako párový konektor.
• Jednovláknové vláknoopisuje spôsob prenosu: jeden prameň nesie oboma smermi, bez ohľadu na to, či je základný kábel technicky simplexný patch kábel alebo jeden prameň väčšieho kmeňa.

Takže jednovláknové vlákno takmer vždy jazdí na simplexnom prepojovacom kábli, ale výraz „simplex“ opisuje kábel, zatiaľ čo „jednovláknové vlákno“ opisuje optickú schému.

Ako funguje jednovláknové vlákno

BiDi prenos a WDM vo vnútri modulu

Väčšina jednovláknových ethernetových liniek využíva obojsmerný prenos. BiDi je skratka pre obojsmerné. Namiesto oddeľovania dvoch smerov tým, že každému dáva svoje vlastné vlákno, biDi optika ich oddeľuje podľa vlnovej dĺžky pomocou maléhomultiplexovanie delením vlnovej dĺžkyfilter vo vnútri transceivera. Tento filter, často nazývaný diplexer, kombinuje odchádzajúci laser a prichádzajúci signál na jednom zdieľanom porte.

Jedno typické párovanie vyzerá takto:

To je dôvod, prečo jednovláknové vlákno nemôže používať dva identické moduly: obidva diplexory by očakávali, že budú prenášať rovnakú farbu svetla a spojenie by nikdy nevzniklo. V tomto je zahrnuté hlbšie rozdelenie diplexora a laserového usporiadaniaVysvetlenie technológie BiDi transceivera.

Spoločné obojsmerné páry vlnových dĺžok

Rôzne rýchlosti a dosahy používajú rôzne páry vlnových dĺžok. V tabuľke nižšie sú uvedené kombinácie, s ktorými sa inžinieri najčastejšie stretávajú v podnikových a prístupových sieťach.

Nie všetci výrobcovia modulov používajú rovnaké štítky. Niektoré tlačia „BX-U“ a „BX-D“ (upstream a downstream), iné tlačia „TX1310/RX1490“ priamo. Miešanie etikiet medzi dodávateľmi je jednou z jednoduchších chýb, ktoré sa pri inventúre dopúšťajú, preto sa oplatí štandardizovať pomenovanie vo vašom sklade pred objednávkou.
 

Jednovláknové vlákno verzus dvojvláknové vlákno

Jednovláknové aj dvojvláknové vlákno bude prevádzkovať spoľahlivé ethernetové spojenia, ak je správne navrhnuté. Správna voľba závisí od toho, čoho je málo: vlákien, času, peňazí alebo zložitosti operácií.

Zvoľte BiDi, keď je obmedzením počet vlákien. Vyberte si duplex, keď je dôležitejšia štandardizácia,-dostupnosť náhradných dielov a jednoduchosť obsluhy.
 

Kontrolný zoznam pre výber jednovláknových vlákien

Pred zadaním objednávky použite tento kontrolný zoznam ako rozhodovaciu tabuľku. Každý riadok predstavuje typ situácie, ktorá pristane na stole sieťového inžiniera so zodpovedajúcim hovorom.

Keď je jednovláknové vlákno tou správnou voľbou

1. Máte obmedzené množstvo existujúcich vlákien

Najsilnejším prípadom jednovláknového vlákna je nedostatok obyčajného vlákna. Prepojenie medzi budovou-k{2}}budove môže mať jedno nevyužité vlákno v 12-jádrovej stúpačke alebo môže byť vedenie kampusu príliš plné na to, aby sa dalo natiahnuť do iného kábla. So spárovaným BiDi párom môže toto jedno náhradné vlákno prenášať nové plne duplexné ethernetové spojenie bez stavebných prác.

Bežné scenáre, v ktorých k tomu dôjde:

• Podnikový areál spája budovy na starnúcich stúpačkách
• Priemyselné lokality s obmedzeným množstvom vlákien v pancierových káblových vedeniach
• Mestské siete s opätovným využitím existujúceho priestoru potrubia
• Prístupové siete ISP, kde je každý účastnícky podávač krátky na vlákna
• CCTV a bezpečnostná chrbtica pridaná po pôvodnej inštalácii
• Bezdrôtové spojenie s pevným vláknom{0}}k{1}}prístrešku

2. Ťahanie nového vlákna je príliš drahé

Cena transceivera je zriedka dominantným číslom projektu. Priekopy, prístup k potrubiu, vstup do budovy, spájanie, testovanie OTDR, po-hodinovej práci a prestoje to zvyčajne prevyšujú. Ak dvojica BiDi odstráni stavebné práce, rozpočet projektu sa často zníži, aj keď samotná optika stojí viac na port ako štandardné duplexné SFP.

3. Potrebujete zlepšiť využitie vlákniny v existujúcom závode

Jednovláknové vlákno magicky nerozšíri šírku pásma jediného optického kanála. Čo sa mení, je počet fyzických vlákien na odkaz. Na inštalovanom kábli, ktorý už prenáša niekoľko služieb, môže uvoľnenie jedného vlákna na prepojenie odložiť projekt rozšírenia vlákna o roky.

4. Odkaz je jednoduchý bod-na{2}}ukázanie

Obojsmerná optika žiari na priamočiarych{0}}bodových{1}}pripojeniach: prepínač na prepínač, prepínač na konvertor médií, smerovač na prístupový prepínač, vzdialená skrinka k jadru alebo budova A k budove B. Zvyčajne stačí spárovaný pár na čistom simplexnom vlákne.

Kedy by ste nemali používať jednovláknové vlákno

Jednovláknové vlákno je nástroj, nie štandardné. Namiesto toho siahnite po dvojvláknovom vlákne, keď platí čokoľvek z týchto:

• Stránka už má viac než dosť náhradných párov vlákien
• Operačný tím by radšej skladoval jednu SKU duplexných SFP ako dve SKU modulov A/B BiDi
• Špecifické optické rozhranie, ktoré potrebujete, je dostupné iba v duplexnej forme
• Projekt predstavuje nové{0}}vybudované dátové centrum s vysokou hustotou s už navrhnutou štruktúrovanou duplexnou kabelážou
• Pred nasadením nemôžete s istotou potvrdiť párovanie vlnových dĺžok, optický rozpočet, lesk konektorov a kódovanie prepínačov
• Závod na vlákna má vysokú odrazivosť alebo neznámu históriu, kde pridanie zložitosti A/B spomalí riešenie problémov

Pri nasadení v teréne je zlyhaním len zriedka samotné vlákno. Takmer vždy je to nesprávny pár modulov A/B, ktorý sedí na nesprávnom konci, alebo modul s dlhým{1}}dosahom, ktorý pumpuje príliš veľa energie do krátkeho spojenia.

Ako si vybrať jednovláknové riešenie

Krok 1: Potvrďte typ vlákna

Väčšina jednovláknových obojstranných ethernetových prepojení je zvyčajne navrhnutá pre jedno{0}}režimové vláknoJednorežimové vlákno OS2-v podnikových a operátorských nasadeniach. Nepredpokladajte, že prepojovací kábel vo vašej ruke je správny typ len preto, že konektor pasuje do portu.

Čo si overiť pred objednávkou:

• Typ vlákna: jednoduchý-režim (najbežnejší OS2) alebo viacrežimový
• Typ konektora: LC, SC, FC alebo iný
• poľština: UPC alebo APC
• Patch panel a typ adaptéra na každom konci
• Vzdialenosť medzi jednotlivými{0}}koncami{1}, vrátane prepojovacích káblov v oboch miestnostiach
• Počet spojov a spojených konektorov v ceste

Krok 2: Vyberte rýchlosť a tvarový faktor

Priraďte transceiver k portu prepínača. Najbežnejšie možnosti sú 1G BiDi SFP, 10G BiDi SFP+ a 25G BiDi SFP28; Jednovláknové varianty 40G a 100G-existujú, ale sú menej štandardizované. 10G SFP+ modul nebude vyjednávať na 1G v porte, ktorý explicitne nepodporuje duálne{13}}rýchlostné fungovanie, čo je častý problém pri opätovnom použití starších prístupových prepínačov. Užitočné pozadie, ktoré si tu prečítate, je praktický rozdiel medzi nimijedno{0}}režimové a viacrežimové moduly SFPpri plánovaní zmiešanej flotily.

Krok 3: Porovnajte vlnové dĺžky TX/RX

Toto je krok, ktorý najčastejšie prerušuje odkazy. BiDi pár potrebuje komplementárne vlnové dĺžky na dvoch koncoch. Vždy si prečítajte štítok alebo údajový list so skutočnými číslami TX a RX a nedôverujte číslu dielu.

Krok 4: Skontrolujte vzdialenosť a optický rozpočet

Číslo vytlačené na klietke („10 km“, „40 km“) predstavuje hodnotenie dosahu, nie pokyn. Dôležitý je optický rozpočet v rámci vášho konkrétneho prepojenia. Pred objednaním vytiahnite každé z týchto čísel:

• Vysielací výkon (TX min/max)
• Citlivosť prijímača
• Prah preťaženia prijímača
• Útlm vlákna na kilometer
• Na-stratu konektora a počet spárovaných párov
• Strata spoja a počet spojov
• Bezpečnostná rezerva (zvyčajne 2–3 dB)

Skrývajú sa tu dva režimy zlyhania. Prvým je príliš malý výkon, očividný. Druhý, menej zrejmý, je príliš veľký výkon: 40 km modul na 500 m vlákne môže dostať prijímač nad jeho prah preťaženia a produkovať bitové chyby alebo vôbec žiadne spojenie. Krátke skoky s-dlhým dosahom optiky často potrebujú pevný inline tlmič. Pre hlbší pohľad na to, kam ide každý decibel, si pozrite tento prehľadvložný útlm vo optických sieťach.

Krok 5: Potvrďte kompatibilitu konektora a zariadenia

Pred zadaním objednávky si overte:

• Značka a presný model prepínača, smerovača alebo mediakonvertora
• Rýchlosť portu a podpora dvoch{0}}sadzieb
• Požiadavky na kódovanie dodávateľa (niektoré platformy odmietajú nekódovanú optiku)
• Typ konektora a prispôsobeniesimplex LC konektorna každom prepojovacom kábli
• Poľský typ (UPC vs APC) od začiatku do konca
• Podpora monitorovania DOM/DDM na module aj na hostiteľovi
• Rozsah prevádzkových teplôt, ak je optika umiestnená v cestnej skrini alebo na streche

DOM/DDM sa oplatí zapnúť vždy, keď ho platforma podporuje. Odhaľuje prijímaný optický výkon, výkon TX, teplotu a laserový predpätý prúd, čo vám spoločne umožní rozpoznať ponižujúce spojenie niekoľko týždňov predtým, než vážne zlyhá.

Bežné chyby pri zavádzaní jednovláknových vlákien

Chyba 1: Zapojenie štandardného duplexného SFP do jedného vlákna

Bežný duplexný SFP očakáva dve vlákna. Ak pripojíte iba jeden, bude odkaz trvalo nefunkčný. Namiesto toho použite správny obojsmerný alebo jednovláknový -transceiver.

Chyba 2: Nákup dvoch rovnakých obojstranných modulov

BiDi optika sa predáva a skladuje ako páry A/B. Dva identické moduly vysielajú na rovnakej vlnovej dĺžke a spojenie sa nespojí. Skladové jednotky A a B uchovávajte vo svojom inventári viditeľne oddelené a označte ich na stojane.

Chyba 3: Ignorovanie optického rozpočtu

Správny pár vlnových dĺžok stále zlyhá, ak je prijímaný výkon mimo okna prijímača. Zmerajte alebo odhadnite stratu pred špecifikovaním optiky s dlhým{1}}dosahom a nikdy nepredpokladajte, že čerstvo otestovaný odkaz zostane po niekoľkých opätovných-opravách na svojej-jednej strate.

Chyba 4: Miešanie konektorov APC a UPC

Leštidlá APC a UPC nie sú zameniteľné. Ich párenie spôsobuje slabý fyzický kontakt, vysokú stratu vloženia a niekedy vážne problémy so spätným{1}odrazom. Vláknina používa buď jeden alebo druhý koniec. Pre pripomenutie toho, ako geometria leštidla interaguje s odrazivosťou, si pozrite túto príručkuSC/APC konektory a typy leštidiel.

Chyba 5: Zabudnutie na kompatibilitu prepínačov

Niektoré prepínače vyžadujú prísne kódovanie vysielača a prijímača a potichu deaktivujú nekódovanú optiku alebo optiku{0}} tretích strán. Pred zadaním objednávky si overte kompatibilitu s presnou verziou firmvéru, najmä pri podnikových prepínačoch, OLT a ONU.

Chyba 6: Skladovanie náhradných dielov bez plánu A/B

Prekvapivý počet výpadkov-po hodinách pochádza z náhradných dielov, ktoré sa ukázali ako nesprávna polovica páru. Skladové jednotky koľaje A a B označte oddelene, označte skrinky, ktoré konečné použitie používa, a ponechajte si jednu z každej na vozíku.

Ako riešiť problémy s jednovláknovým vláknom

Keď sa obojsmerné prepojenie neobjaví, postupujte podľa tejto sekvencie a nevymieňajte časti náhodne:

1. Prečítajte si vytlačené vlnové dĺžky TX/RX na oboch moduloch. Potvrďte, že sa navzájom dopĺňajú, nie sú totožné.
2. Prečítajte si hodnoty DOM na oboch koncoch. RX výkon −40 dBm alebo „strata signálu“ zvyčajne znamená problém s vláknom, konektorom alebo vlnovou dĺžkou, a nie problém s modulom.
3. Vyčistite obe koncové plochy LC známym-dobrým čističom kaziet a skontrolujte pomocou ďalekohľadu. Väčšina „nefunkčných“ obojstranných prepojení sú špinavé koncové strany.
4. Spätná slučka otestuje každý modul na známom-dobrom páre vlákien pomocou atenuátora, aby ste dokázali, že samotná optika je nažive.
5. Ak je výkon RX nezvyčajne vysoký (napríklad −2 dBm na 40 km optike na 200 m vlákna), pridajte inline atenuátor s veľkosťou tak, aby úroveň priviedla do okna prijímača.
6. Overte, či je lesk konektorov (UPC vs APC) konzistentný od začiatku do konca. Jediný adaptér APC vsunutý do reťazca UPC bude pokojne drahý.
7. Ak sa všetko skontroluje opticky, ale port sa stále neobjaví, vymeňte kódovanie vysielača/prijímača ({0}}kódované dodávateľom vs. všeobecné), aby ste vylúčili odmietnutie-strany prepínača.

Final Take

Jednovláknové vlákno je jedným z najužitočnejších dostupných nástrojov, keď sú vlákna málo, stavebné práce sú drahé alebo existujúca káblová továreň potrebuje dodať viac spojení bez toho, aby rástla. Nie je to predvolené nastavenie pre nové zostavy a trestá každý tím, ktorý si objedná len na základe dosahu a rýchlosti.

Spoľahlivé nasadenie spočíva v krátkom zozname kontrol: správny typ vlákna, správna rýchlosť a tvarový faktor, doplnkový pár vlnových dĺžok TX/RX, optický rozpočet, ktorý pristane v okne prijímača, konzistentné leštenie konektorov od konca po koniec a hostiteľ, ktorý modul akceptuje. Spustite tieto kontroly raz, zdokumentujte inventár A/B a prepojenie sa bude správať roky.

Ak plánujete projekt s jedným vláknom, začnite vzdialenosťou spojenia, typom existujúceho vlákna, leskom konektora, požadovanou rýchlosťou a modelom spínača. Vyberte zhodnú dvojicu BiDi okolo týchto obmedzení a nie naopak.