Výrobci optických transceiverů dnes nabízejí široký výběr SFP+ modulů navržených pro větší dosahy 10G přenosu po jednom optickém vlákně. Díky tomu lze budovat rozsáhlé optické sítě snadno a relativně levně.
Spolehlivá a ekonomická řešení SFP+ 10G pro jedno vlákno (BiDi) má ve své nabídce také výrobce LightOptics:
- Optické transceivery SFP+ BIDI 20 km 10G:
(LO-SP-10G-2S3-20), (LO-SP-10G-3S2-20)
- Optické transceivery SFP+ BIDI 40 km 10G:
(LO-SP-10G-2S3-40), (LO-SP-10G-3S2-40)
- Optické transceivery SFP+ BIDI 60 km 10G:
(LO-SP-10G-2S3-60), (LO-SP-10G-3S2-60)
S rostoucí poptávkou po šířce pásma je však propustnost 10 Gbps nedostačující. V době narůstající popularity řešení jako VoD, cloud, videokonference nebo video gaming rostou nároky uživatelů každým rokem. Zvyšuje se také počet uživatelů sítě a jejich požadavky na kvalitu připojení. Jak si s tím poradit? Co dál s naší sítí?
Přidávat další 10Gbps přenosy? Nebo migrovat na vyšší rychlosti 40 Gbps nebo 100 Gbps – ale jak? Bude nutný pronájem dalších vláken a změna síťové infrastruktury?
Hledejme tedy řešení pracující na jednom optickém vlákně, které nám umožní využít stávající zdroje a vyhnout se zvyšování vlastních provozních nákladů (pronájem dalších vláken).
Zajímavým a ekonomickým řešením našeho problému může být použití optického cyrkulátoru.
Optické cyrkulátory pracují v pásmu O (2. okno) nebo C (3. okno). Jejich princip spočívá v ortogonální polarizaci světla šířeného v opačných směrech, což umožňuje obousměrný přenos na stejné vlnové délce. Následující obrázek ukazuje schéma obousměrné transmisní trasy s použitím cyrkulátorů.
V optickém cyrkulátoru můžeme díky vysoké směrové izolaci a nízkoztrátovému přenosu mezi porty vysílat a přijímat signál na stejné vlnové délce, např. 1310 nm, přičemž na optické trase využijeme pouze jedno optické vlákno.
Výhody použití cyrkulátorů
Příkladem takového zařízení je optický cyrkulátor LightOptics model: LO-CIR-010-SCA-1310-NL – kompaktní jednotka v LGX pouzdru s výbornou mechanickou odolností, vybavená integrovanými adaptéry SC/APC pro pohodlnou instalaci. Spolehlivě pracuje v prostředí bez nutnosti napájení. Širokopásmové zařízení pracující v rozsahu vln 1310 nm±30 nm.
Mohli bychom jednoduše vyměnit jednovláknové 10G transceivery za jednovláknové 40G transceivery? Bohužel takto snadné to není, protože 40G moduly mohou pracovat pouze na 2 optických vláknech a jejich lasery jsou konstruovány jinak než u předchůdců, tedy SFP+, XFP nebo SFP.
U jednomódových QSFP 40G LR4 a ER4 už nemáme co do činění jen s jedním laserem nebo sadou laserů vysílajících svazek světla. Pro dosažení takto velkých přenosových rychlostí na delší vzdálenosti bylo nutné změnit techniku přenosu světla. Do těchto modulů byly integrovány miniaturní CWDM multiplexery a demultiplexery pracující na 4 CWDM vlnových délkách v rozsahu druhého přenosového okna: 1270 nm, 1290 nm, 1310 nm, 1330 nm. Přenášejí signál po 2 optických vláknech na vzdálenost přibližně do 10 km pro LR4 a přibližně do 30 km pro ER4; používaný typ konektoru je LC.
Schéma vnitřní struktury jednomódových modulů znázorňuje následující obrázek.
Příkladem těchto modulů jsou:
LO-QSP-40G-LR4-10 – optický transceiver QSFP+ 40G LR4 1310 nm SM LC DDM 10 km
LO-QSP-40G-ER – optický transceiver QSFP+ 40G ER4 1310 nm SM LC DDM 30 km
Bohužel neexistují 40Gbps moduly, které by přenášely signál pouze po jednom vlákně!
Jak si tedy poradit v situaci, kdy jsou hlavní uzly naší sítě propojené jedním optickým vláknem, přenos 10 Gbps už nestačí a zároveň neexistují 40Gbps moduly pracující na jednom vlákně?
Předpokládejme, že naše síť má 5 hlavních uzlů spojených do kruhu (ring). Jednotlivé uzly jsou propojené 10G SFP+ moduly po jednom vlákně, analogicky jako na následujícím obrázku.
Abychom „zmigrovali“ na přenos 40G, máme k dispozici pouze optické transceivery pracující na 2 optických vláknech do 10 km (QSFP+ LR4) a do 30 km (QSFP+ ER4). Můžeme ale využít optický cyrkulátor pracující v druhém přenosovém okně (stejně jako 40Gbps moduly), který nám umožní použít pouze jedno optické vlákno místo dvou.
Při návrhu takového řešení je třeba vzít v úvahu následující aspekty:
- link budget modulů:
model LR4: LO-QSP-40G-LR4-10 = 4,5 dB
model ER4: LO-QSP-40G-ER = 16,3 dB
- vložné ztráty cyrkulátorů:
model: LO-CIR-010-SCA-1310-NL ≤ 1,2 dB
- vložné ztráty optické trasy:
pro vlnovou délku 1310 nm přibližně 0,35 dB/km
Máme tedy zvolené řešení i známé provozní parametry vybraných zařízení, můžeme přejít k výpočtům.
Výpočty pro moduly LR4:
4,5 dB – 2 × 1,2 dB = 2,1 dB
2,1 dB / 0,35 dB = 6 km
Závěr:
Použití modulů LR4 (LO-QSP-40G-LR4-10) a cyrkulátorů (LO-CIR-010-SCA-1310-NL) umožňuje budovat linky do přibližně 6 km. Vybrané řešení tedy můžeme bez problémů použít pro náš nejkratší 5km úsek v kruhu.
Výpočty pro moduly ER4
16,3 dB – 2 × 1,2 dB = 14,9 dB
14,9 dB / 0,35 dB = 42 km
Závěr:
Použití modulů ER4 (LO-QSP-40G-ER4) a cyrkulátorů (LO-CIR-010-SCA-1310-NL) umožňuje budovat linky do přibližně 42 km. Vybrané řešení tedy můžeme použít i pro další úseky našeho kruhu, tj. 17 km, 23 km a 35 km.
Co můžeme udělat, pokud je vzdálenost větší než 40 km?
Jak si poradit s naším nejdelším úsekem v kruhu 57 km?
Co když potřebuji více než 1 × 40G?
Na tyto a další otázky odpovíme brzy v následujících článcích.
Nechcete přijít o další články? Přihlaste se k odběru newsletteru nebo nás sledujte na:
