Obecnie producenci modułów optycznych oferują szeroki wybór wkładek zaprojektowanych w celu uzyskania większych dystansów dla transmisji 10G po jednym włóknie światłowodowym. Tym samym daje to nam możliwość budowy rozległej sieci optycznej w łatwy i stosunkowo tani sposób.

Niezawodne i ekonomiczne rozwiązania SFP+ 10G na jedno włókno (BiDi) ma również w swojej ofercie producent LightOptics:
- Moduły optyczne SFP+ BIDI 20km 10G:
  (LO-SP-10G-2S3-20), (LO-SP-10G-3S2-20)
- Moduły optyczne SFP+ BIDI 40km 10G:
  (LO-SP-10G-2S3-40), (LO-SP-10G-3S2-40)
- Moduły optyczne SFP+ BIDI 60km 10G: 
  (LO-SP-10G-2S3-60), (LO-SP-10G-3S2-60)

 

Jednakże wraz ze wzrostem zapotrzebowania na pasmo przepływność 10 Gbps staje się niewystarczająca. W dobie rosnącej popularności rozwiązań takich jak np. VoD, Cloud, video konferencje czy video gaming potrzeby odbiorców rosną z każdym rokiem. Wzrasta również liczba użytkowników sieci i ich wymagania co do jakości łącza. Jak sobie z tym poradzić? Co dalej z naszą siecią? 

 

Dokładać kolejne transmisje 10 Gbps? A może by tak migrować do większych przepływności 40 Gbps lub 100 Gbps, tylko jak? Czy konieczna będzie dzierżawa dodatkowych włókien i zmiana infrastruktury sieci?

 

Poszukajmy zatem rozwiązania pracującego na jednym włóknie światłowodowym, które pozwoli nam wykorzystać posiadane zasoby i uniknąć podnoszenia własnych kosztów operacyjnych (dzierżawa dodatkowych włókien).

Ciekawym i ekonomicznym rozwiązaniem naszego problemu może być zastosowanie cyrkulatora optycznego.

Cyrkulatory optyczne pracują w paśmie O (II okno) lub C (III okno). Zasada ich działania opiera się na ortogonalnej polaryzacji światła biegnącego w przeciwnych kierunkach, co pozwala na transmisję dwukierunkową na tej samej długości fali. Poniższy rysunek przedstawia schemat transmisji dwukierunkowej z wykorzystaniem cyrkulatorów.

cyrkulator zasada działania

W cyrkulatorze optycznym dzięki wysokiej izolacji kierunkowej oraz nisko stratnej transmisji pomiędzy portami możemy wysyłać i odbierać sygnał o tej samej długości fali, np. 1310 nm, wykorzystując tylko jedno włókno światłowodowe na trakcie optycznym. 

Zalety stosowania cyrkulatorów

zalety stosowania cyrkulatora

Przykładem takiego cyrkulatora jest cyrkulator optyczny LightOptics model: LO-CIR-010-SCA-1310-NL - urządzenie niewielkich wymiarów w obudowie LGX o doskonałej wytrzymałości mechanicznej, z wbudowanymi złączkami SC/APC dla wygodnej instalacji. Niezawodnie pracujący w otoczeniu niewymagającym zasilania. Szerokopasmowy działający w zakresie fali 1310 nm±30 nm.

 

 

cyrkulator 1310

 

A może by tak po prostu wymienić wkładki jednowłóknowe 10G na wkładki jednowłóknowe 40G? Niestety nie da się tego tak łatwo rozwiązać, gdyż wkładki 40G mogą pracować tylko na 2 włóknach światłowodowych, a ich lasery są skonstruowane inaczej niż ich poprzedniczki, czyli wkładki SFP+, XFP czy SFP.

We wkładkach jednomodowych QSFP 40G LR4 i ER4 nie mamy już do czynienia tylko z samym laserem czy też zestawem laserów transmitujących wiązkę światła. Aby osiągnąć tak duże przepływności na większe dystanse, potrzebna była zmiana techniki transmisji światła. We wkładkach tych zostały wbudowane miniaturowe multiplexery i demultipleksery CWDM-owe pracujące na 4 długościach fali CWDM z zakresu drugiego okna transmisyjnego: 1270 nm, 1290 nm, 1310 nm, 1330 nm. Transmitują sygnał po 2 włóknach optycznych odpowiednio na odległość do ok. 10 km dla LR4 i ok. 30 km dla ER4; ich rodzaj złącza to LC. 

 

Schemat wewnętrznej budowy wkładek jednomodowych przedstawia poniższy rysunek.

 

Przykładem tych wkładek są:
LO-QSP-40G-LR4-10 - Moduł optyczny QSFP+ 40G LR4 1310 nm SM LC DDM 10 km
LO-QSP-40G-ER - Moduł optyczny QSFP+ 40G ER4 1310 nm SM LC DDM 30 km

  QSFP LR4 QSFP+ ER

Nie istnieją niestety wkładki 40 Gbps transmitujące sygnał tylko po jednym włóknie!

Jak sobie poradzić w sytuacji, w której główne węzły naszej sieci połączone są jednym włóknem światłowodowym, przepływność 10 Gbps nie jest już wystarczająca, a nie ma wkładek 40 Gbps działających na jednym włóknie?

pytanie

Załóżmy, że nasza sieć ma 5 głównych węzłów spiętych w ring. Poszczególne węzły spięte są 10G wkładkami SFP+ po jednym włóknie, analogicznie do tego, jak zostało to przedstawione na rysunku poniżej.

ring

Aby „zmigrować” do przepływności 40G, mając do dyspozycji jedynie wkładki optyczne działające na 2 włóknach światłowodowych do 10 km (QSFP+ LR4) oraz do 30 km (QSFP+ ER4), możemy wykorzystać cyrkulator optyczny działający w II oknie transmisyjnym (podobnie jak wkładki 40 Gbps), który stwarza nam możliwość wykorzystania tylko jednego włókna optycznego zamiast dwóch. 

 

Projektując takie rozwiązanie, należy wziąć pod uwagę następujące kwestie:

- budżet mocy wkładek:
model LR4:  LO-QSP-40G-LR4-10  = 4,5 dB
model ER4:  LO-QSP-40G-ER = 16,3 dB

- straty wtrąceniowe cyrkulatorów:
model: LO-CIR-010-SCA-1310-NL ≤ 1,2 dB

- straty wtrąceniowe linii:
dla fali 1310 nm to około 0,35 dB/km 

 

Mamy już wybrane rozwiązanie, znamy również parametry pracy wybranych urządzeń, przejdźmy zatem do działań. 

Obliczenia dla wkładek LR4:

4,5 dB – 2 × 1,2 dB = 2,1 dB

2,1 dB / 0,35 dB = 6 km

 

Wniosek:
Zastosowanie wkładek LR4 (LO-QSP-40G-LR4-10) i cyrkulatorów (LO-CIR-010-SCA-1310-NL) pozwala zbudować linki do ok. 6 km. Możemy więc spokojnie zastosować wybrane rozwiązanie dla naszego najkrótszego 5 km linku w ringu.

 

Obliczenia dla wkładek ER4

16,3 dB – 2 × 1,2 dB = 14,9 dB

14,9 dB / 0,35 dB = 42 km

 

Wniosek:
Zastosowanie wkładek ER4 (LO-QSP-40G-ER4) i cyrkulatorów (LO-CIR-010-SCA-1310-NL) pozwala zbudować linki do ok. 42 km. Wybrane rozwiązanie możemy zatem zastosować również dla kolejnych linków z naszego ringu, tj.:  17 km, 23 km i 35 km.

 

Co możemy zrobić jeśli dystans jest większy niż 40 km ? 

Jak poradzić sobie z naszym najdłuższym linkiem z ringu 57 km ?

Co gdy potrzebuję więcej niż 1 x 40G?

Na te i inne pytania odpowiemy niebawem w kolejnych artykułach.

cdn

 



 


Nie chcesz przegapić kolejnych artykułów Zapisz się do newslettera  lub polub nas na:

FACEBOOKU