Jednostruko vlakno: kada koristiti BiDi optiku, kada ne i kako odabrati pravi par

Jednostruko vlakno je metoda optičkog prijenosa koja prenosi i prijenos i prijem saobraćaja na jednom optičkom vlaknu umjesto na uobičajena dva lanca. U Ethernet mrežama to se gotovo uvijek radi s BiDi primopredajnicima, koji se ponekad nazivaju dvosmjernim ili jedno-fiber SFP modulima.

Ako želite kratku verziju: jednostruko vlakno ima smisla kada su jezgra vlakana oskudna, kada je provlačenje novog kabla kroz kanal ili preko kampusa skupo, ili kada je iznajmljeni par tamnih vlakana već prekinut. To nije ispravna zadana vrijednost za potpuno-novu strukturu kablova i kažnjava svaki tim koji pažljivo ne uskladi valne dužine, optički budžet i kompatibilnost prekidača prije naručivanja.

Ovaj vodič govori o tome kako tehnologija zapravo radi na vlaknu, kada ga odabrati u odnosu na duplex vlakno, gdje ima tendenciju da pokvari na terenu i točne provjere koje inženjer treba da izvrši prije nego što kupi BiDi SFP ili SFP+ par.

Šta je jednostruko vlakno?

Jednostruko vlakno, koje se ponekad naziva jedno-prijenos ili prijenos sa simpksom vlaknom, koristi jedno optičko vlakno za prijenos saobraćaja u oba smjera u isto vrijeme.

Tradicionalna dupleks vlaknasta veza koristi dva niza: jedno vlakno prenosi, drugo prima. Jedna vlaknasta veza zamjenjuje taj par jednom niti razdvajajući dva smjera u domenu talasne dužine umjesto u prostornom domenu. Sa pravim primopredajnicima na svakom kraju, puna-dupleksna Ethernet veza ide preko jednog fizičkog vlakna.

Klasični objavljeni primjer je 1000BASE-BX-D/U interfejs definisan prema IEEE 802.3ah: jedan kraj emituje na 1490 nm i prima na 1310 nm, dok suprotni kraj emituje na 1310 nm i prima na 1490 nm. Osnovne zahtjeve fizičkog sloja možete pročitati uIEEE 802.3 Ethernet standard.

Jednostruko vlakno naspram Simplex Fiber vs Duplex Fiber

Ova tri pojma se stalno miješaju, posebno u nabavnim kartama.

• Simpleks vlaknoodnosi se na kabel koji fizički sadrži jednu vlaknastu nit, obično s jednim LC, SC ili FC konektorom na svakom kraju.
• Duplex fiberodnosi se na kabel koji sadrži dvije vlaknaste niti, koje se obično završavaju kao upareni konektor.
• Jednostruko vlaknoopisuje način prijenosa: jedna nit koja nosi oba smjera, bez obzira na to da li je osnovni kabel tehnički simpleksni patch kabel ili jedan nit većeg stabla.

Dakle, jednostruka vlaknasta veza gotovo uvijek ide na simpleks patch kablu, ali izraz "simplex" opisuje kabel, dok "jednostruko vlakno" opisuje optičku shemu.

Kako funkcionira jednostruko vlakno

BiDi prijenos i WDM unutar modula

Većina jednostrukih vlaknastih Ethernet veza koristi BiDi prijenos. BiDi je skraćenica od bidirectional. Umjesto razdvajanja dva smjera dajući svakom vlastito vlakno, BiDi optika ih razdvaja po talasnoj dužini pomoću malogmultipleksiranje sa podelom talasnih dužinafilter unutar primopredajnika. Taj filter, koji se često naziva diplekser, kombinuje odlazni laser i dolazni signal na jednom zajedničkom portu.

Jedno tipično uparivanje izgleda ovako:

Zato jedna vlaknasta veza ne može koristiti dva identična modula: oba dipleksera bi očekivali da prenose istu boju svjetlosti, a veza se nikada ne bi pojavila. Ovo je pokriveno dublje raščlanjivanje dipleksera i laserskog rasporedaObjašnjenje tehnologije BiDi primopredajnika.

Uobičajeni biDi parovi talasnih dužina

Različite brzine i dosegi koriste različite parove valnih dužina. Tabela ispod prikazuje kombinacije s kojima se inženjeri najčešće susreću na poslovnim i pristupnim mrežama.

Proizvođači modula ne koriste svi iste oznake. Neki štampaju "BX-U" i "BX-D" (uzvodno i nizvodno), drugi direktno štampaju "TX1310/RX1490". Miješanje etiketa među dobavljačima jedna je od lakših grešaka u zalihama, pa je vrijedno standardizirati nazive u skladištu prije naručivanja.
 

Jednostruko vlakno u odnosu na dvostrano vlakno

I jednostruko i dvožilno vlakno će pokretati pouzdane Ethernet veze kada su pravilno dizajnirane. Pravi izbor ovisi o tome šta je malo: vlakna, vrijeme, novac ili složenost operacija.

Odaberite BiDi kada je broj vlakana ograničenje. Odaberite dupleks kada su standardizacija, dostupnost-rezervnih dijelova i jednostavnost operatera važniji.
 

Kontrolna lista za odabir jednostrukih vlakana

Koristite ovu kontrolnu listu kao tabelu odluka prije naručivanja. Svaki red predstavlja vrstu situacije koja pada na sto mrežnog inženjera, sa odgovarajućim pozivom.

Kada je jednostruko vlakno pravi izbor

1. Imate ograničene postojeće niti vlakana

Najjači slučaj za jednostruko vlakno je nedostatak običnih vlakana. Veza između zgrade{1}}na-zgrada može imati jedan neiskorišteni lanac u usponu od 12-jezgara ili je kanal kampusa prepun da bi se mogao uhvatiti u drugom kablu. Sa usklađenim BiDi parom, taj jedan rezervni niz može nositi novu full-duplex Ethernet vezu bez građevinskih radova.

Uobičajeni scenariji u kojima se ovo pojavljuje:

• Kampus preduzeća povezuje zgrade na ostarjelim usponima
• Industrijske lokacije sa ograničenim vlaknima u blindiranim kablovskim vodovima
• Općinske mreže koje ponovno koriste postojeći kanalski prostor
• Pristupne mreže ISP-a u kojima svaki pretplatnički fider ima kratak niz
• CCTV i sigurnosni okosnici dodani nakon originalne instalacije
• Bežični backhaul gdje je fiksirano vlakno od krova-do-zaklona

2. Povlačenje novih vlakana je preskupo

Cijena primopredajnika rijetko je dominantan broj na projektu. Kopanje rovova, pristup vodovima, ulaz u zgradu, spajanje, OTDR testiranje, rad nakon{1}}radova i zastoji su obično manji. Ako BiDi par ukloni građevinske radove, budžet projekta često pada čak i kada sama optika košta više po portu od standardnih dupleks SFP-ova.

3. Morate poboljšati korištenje vlakana u postojećem pogonu

Jednostruko vlakno ne magično proširuje propusni opseg jednog optičkog kanala. Ono što mijenja je broj fizičkih niti po linku. Na instaliranom kablu koji već ima nekoliko usluga, oslobađanje jedne žice po linku može odgoditi projekat povećanja vlakana za godine.

4. Veza je jednostavna tačka-do-tačke

BiDi optika blista na direktnim vezama -do-tačka: prebacite na prekidač, prebacite na medijski konvertor, ruter na pristupni prekidač, daljinski ormarić do jezgre, ili zgrada A do zgrade B. Usklađeni par na čistoj putanji simpleks vlakana je obično sve što je potrebno.

Kada ne biste trebali koristiti jednostruka vlakna

Jednostruko vlakno je alat, a ne zadano. Umjesto toga posegnite za dvostrukim vlaknima kada je bilo šta od navedenog istinito:

• Stranica već ima više nego dovoljno rezervnih parova vlakana
• Operativni tim bi radije imao jedan SKU duplex SFP-a nego dva SKU-a A/B BiDi modula
• Specifičan optički interfejs koji vam je potreban dostupan je samo u dupleksnom obliku
• Projekat je novi-data centar visoke gustine sa već dizajniranim strukturiranim dupleks kablovima
• Ne možete sa sigurnošću potvrditi uparivanje talasnih dužina, optički budžet, poliranje konektora i kodiranje prekidača prije implementacije
• Postrojenje vlakana ima visoku refleksiju ili nepoznatu povijest, gdje će dodavanje A/B složenosti usporiti rješavanje problema

U primjeni na terenu, kvar je rijetko samo u samom vlaknu. Gotovo uvijek je pogrešan par A/B modula koji se nalazi na pogrešnom kraju ili modul dugog{1}}dohvata pumpa previše energije u kratku vezu.

Kako odabrati jednostruko vlakno rješenje

Korak 1: Potvrdite vrstu vlakna

Većina jednožičnih BiDi Ethernet veza je tipično dizajnirana za jedno{0}}modno vlaknoOS2 jednomodno-optično vlaknou preduzećima i operaterima. Nemojte pretpostavljati da je patch kabel u vašoj ruci pravi tip samo zato što konektor odgovara portu.

Šta provjeriti prije naručivanja:

• Vrsta vlakna: single-mod (OS2 najčešći) ili multimode
• Tip konektora: LC, SC, FC ili drugi
• Poljski: UPC ili APC
• Patch panel i tip adaptera na svakom kraju
• Udaljenost-do-kraja, uključujući kablove za povezivanje unutar obje sobe
• Broj spojeva i spojenih konektora na stazi

Korak 2: Odaberite brzinu i faktor oblika

Uskladite primopredajnik sa portom komutatora. Najčešće opcije su 1G BiDi SFP, 10G BiDi SFP+ i 25G BiDi SFP28; Postoje 40G i 100G varijante sa jednim-vlaknom, ali su manje standardizovane. 10G SFP+ modul neće pregovarati na 1G u portu koji eksplicitno ne podržava dual-operaciju, što je čest problem kada se ponovo koriste starije pristupne sklopke. Korisna pozadina koja se ovdje čita je praktična razlika izmeđujedno-moduli i višemodni SFP modulikada planirate mješovitu flotu.

Korak 3: Uskladite TX/RX talasne dužine

Ovo je korak koji najčešće prekida veze. BiDi paru su potrebne komplementarne talasne dužine na dva kraja. Uvijek pročitajte naljepnicu ili tablicu za stvarne TX i RX brojeve umjesto da vjerujete broju dijela.

Korak 4: Provjerite udaljenost i optički budžet

Broj odštampan na kavezu ("10 km", "40 km") je ocjena dosega, a ne instrukcija. Ono što je važno je optički budžet na vašem specifičnom linku. Povucite svaki od ovih brojeva prije naručivanja:

• Snaga prijenosa (TX min / max)
• Osetljivost prijemnika
• Prag preopterećenja prijemnika
• Slabljenje vlakana po kilometru
• Gubitak po-konektoru i broj spojenih parova
• Gubitak spoja i broj spojeva
• Sigurnosna granica (obično 2-3 dB)

Ovdje se kriju dva načina kvara. Prvi je premalo snage, ono što je očigledno. Drugi, manje očigledan, je prevelika snaga: modul od 40 km na vlaknu od 500 m može dovesti prijemnik iznad praga preopterećenja i proizvesti greške u bitovima ili uopće nema veze. Kratki skokovi sa-optikom dugog dosega često trebaju fiksni inline prigušivač. Za dublji pogled na to gdje ide svaki decibel, pogledajte ovaj pregledgubitak umetanja u optičkim mrežama.

Korak 5: Potvrdite kompatibilnost konektora i uređaja

Prije naručivanja provjerite:

• Marka prekidača, rutera ili medijskog pretvarača i tačan model
• Podrška za brzinu porta i dvostruku{0}}brzinu
• Zahtjevi za kodiranje dobavljača (neke platforme odbijaju nekodiranu optiku)
• Tip konektora i podudaranjesimplex LC konektorna svakom patch kablu
• Poljski tip (UPC vs APC) od kraja do kraja
• Podrška za DOM/DDM praćenje i na modulu i na hostu
• Raspon radne temperature, ako je optika smještena u ormariću uz cestu ili na krovu

DOM/DDM vrijedi uključiti kad god ga platforma podržava. Izlaže primljenu optičku snagu, TX snagu, temperaturu i struju laserskog bias-a, što vam zajedno omogućava da uočite degradirajuću vezu sedmicama prije nego što se ozbiljno pokvari.

Uobičajene greške pri postavljanju jednostrukih vlakana

Greška 1: Priključivanje standardnog dupleksnog SFP-a u jedno vlakno

Normalan dupleks SFP očekuje dva vlakna. Povezivanje samo jednog će ostaviti vezu trajno neaktivnom. Umjesto toga, koristite odgovarajući BiDi ili jedno-primopredajnik.

Greška 2: Kupovina dva identična BiDi modula

BiDi optika se prodaje i skladišti kao A/B parovi. Dva identična modula emituju na istoj talasnoj dužini, a veza se neće pojaviti. Držite A i B SKU-ove vidljivo odvojene u svom inventaru i označite ih na stalku.

Greška 3: Ignorisanje optičkog budžeta

Ispravan par talasnih dužina i dalje ne uspe ako je primljena snaga izvan prozora prijemnika. Izmjerite ili procijenite gubitak prije navođenja optike dugog-dohvata i nikada ne pretpostavljajte da će svježe testirani link ostati na svom danu-jedan gubitak nakon nekoliko re-zakrpa.

Greška 4: Miješanje APC i UPC konektora

APC i UPC lakovi nisu zamjenjivi. Njihovo parenje dovodi do lošeg fizičkog kontakta, velikog gubitka umetanja, a ponekad i ozbiljnih-problema sa refleksijom leđa. Fabrika vlakana ili koristi jedan ili drugi kraj do kraja. Za osvježenje o tome kako geometrija poliranja stupa u interakciju s refleksijom, pogledajte ovaj vodičSC/APC konektori i tipovi poliranja.

Greška 5: Zaboravljanje kompatibilnosti prekidača

Neki prekidači primjenjuju strogo kodiranje primopredajnika i tiho onemogućuju nekodiranu ili -optiku treće strane. Potvrdite kompatibilnost sa tačnom verzijom firmvera pre nego što naručite, posebno na korporativnim prekidačima, OLT-ovima i ONU-ovima.

Greška 6: Čuvanje rezervnih dijelova bez A/B plana

Iznenađujući broj isključenja nakon{0}}radnog radnog vremena dolazi od rezervnih dijelova za koje se ispostavi da su pogrešna polovina para. SKU-ove za stazu A i B posebno, naljepnice sa kojima kraj koristi koji, i držite po jedan na kamionu.

Kako otkloniti probleme sa jednostrukim vlaknima

Kada se BiDi veza ne pojavi, hodajte ovim nizom umjesto da nasumično zamjenjujete dijelove:

1. Pročitajte odštampane TX/RX talasne dužine na oba modula. Potvrdite da su komplementarni, a ne identični.
2. Pročitajte DOM vrijednosti na oba kraja. RX snaga od -40 dBm ili "gubitak signala" obično znači problem vlakna, konektora ili talasne dužine, a ne problem modula.
3. Očistite obje prednje strane LC s poznatim-dobrim čistačem kaseta i pregledajte pomoću nišana. Većina "pokvarenih" BiDi veza su prljave krajnje strane.
4. Testirajte svaki modul sa povratnom petljom na poznatom-dobrom paru vlakana koristeći prigušivač, kako biste dokazali da je sama optika živa.
5. Ako je snaga RX-a neobično velika (na primjer, −2 dBm na 40 km optici preko 200 m vlakana), dodajte inline prigušivač veličine da dovede nivo u prozor prijemnika.
6. Provjerite je li poliranje konektora (UPC vs APC) dosljedno s kraja na kraj. Jedan APC adapter umetnut u UPC lanac će biti tiho skup.
7. Ako sve optički prođe, ali se port i dalje ne pojavljuje, zamijenite kodiranje primopredajnika (-kodirano u odnosu na generičko) da isključite odbacivanje-strane prekidača.

Final Take

Jednostruko vlakno jedno je od najkorisnijih alata dostupnih kada su vlakna oskudna, građevinski radovi su skupi ili postojeća tvornica kablova treba da isporuči više veza bez rasta. Nije zadana vrijednost za nove gradnje i kažnjava svaki tim koji naređuje samo dometom i brzinom.

Pouzdana implementacija se svodi na kratku listu provjera: pravi tip vlakna, odgovarajuća brzina i faktor oblika, komplementarni par talasnih dužina TX/RX, optički budžet koji pada unutar prozora prijemnika, dosljedno poliranje konektora od kraja do kraja i host koji prihvata modul. Pokrenite te provjere jednom, dokumentirajte A/B inventar i veza će se ponašati godinama.

Ako planirate projekt s jednostrukim vlaknima, počnite s razmakom veze, postojećim tipom vlakana, poliranjem konektora, potrebnom brzinom i modelom prekidača. Odaberite odgovarajući BiDi par oko tih ograničenja radije nego obrnuto.