Modul Optik Digital Berfungsi dalam Sistem Moden

 

Apa Sebenarnya Di Dalam Benda itu

 

Buka transceiver (jangan lakukan ini; pendedahan laser sahaja menjadikannya idea yang tidak baik) dan anda akan menemui susunan komponen yang sangat padat yang tidak berubah secara asas dalam seni bina sejak akhir 1990-an. Bahagian pemancar menempatkan sumber cahaya-biasanya VCSEL untuk aplikasi berbilang mod jangka pendek-, laser DFB untuk apa-apa yang serius melalui gentian mod-tunggal. Bahagian penerima mengandungi fotodiod dan penguat transimpedans. Di antara mereka terletak apa sahaja isyarat yang diperlukan oleh kadar data.

VCSEL patut diberi perhatian khusus kerana ia pada masa yang sama wira dan penjahat optik pusat data. Menegak-permukaan rongga-laser pemancar menyelesaikan masalah pembuatan yang melanda peranti pemancar tepi-: anda boleh mengujinya pada-wafer sebelum memotong dadu, yang bermaksud anda sebenarnya tahu apa yang anda hantar. Mereka murah. Mereka cukup dipercayai. Mereka berjalan sejuk.

Tetapi VCSEL mempunyai had jarak yang penting.

Cahaya 850nm melalui gentian berbilang mod mencecah dinding penyebaran modal yang tidak dapat diatasi sepenuhnya oleh DSP pintar. Anda mungkin mendapat 100 meter pada 25G sebelum gambar rajah mata mula kelihatan seperti seni moden. Gentian OM4 di tingkat atas anda tidak direka bentuk untuk perkara yang kami minta, dan penggunaan OM5 kekal di antara "menjanjikan" dan "teori" dalam kebanyakan penggunaan perusahaan yang saya lihat.

 

Soalan Panjang Gelombang Tiada Siapa Tanya Betul

1310nm menurunkan pengecilan kepada kira-kira 0.4 dB/km dalam mod-tunggal. Ini ialah jalur O-, di mana penyebaran kromatik mencapai tahap minimum yang mudah dan anda boleh menolak isyarat sejauh 10km tanpa amplifikasi. Kebanyakan modul LR tinggal di sini.

1550nm menurunkan anda kepada kira-kira 0.3 dB/km-jalur C-"sifar-tetingkap kerugian" yang disembah oleh semua orang dalam telekom. Sistem DWDM menjejalkan berpuluh-puluh saluran ke dalam jalur ini kerana -penguat gentian terdop berfungsi dengan baik di sini. Tetapi EDFA tersebut memerlukan wang, dan untuk jarak di bawah 40km, perbelanjaan tambahan itu jarang masuk akal.

Kesilapan yang saya lihat berulang kali: seseorang menetapkan modul 1550nm untuk pautan kampus 2km kerana "kerugian yang lebih rendah mesti lebih baik." Ia tidak lebih baik. Ia lebih mahal tanpa faedah, dan kini anda mempunyai kerumitan inventori yang anda tidak perlukan.

 

Integriti Isyarat dan Masalah Pemulihan Jam

 

Di sinilah perkara menjadi benar-benar menarik, dan juga di mana jurutera muda mula membuat kesilapan yang mahal.

Data bersiri berkelajuan tinggi-tidak bergerak dengan isyarat jam. Maklumat masa perlu dipulihkan daripada aliran data itu sendiri-itulah yang dilakukan oleh litar Jam dan Pemulihan Data. Satu fasa-gelung terkunci di dalam modul memerhatikan peralihan dalam aliran bit masuk, menjana jam tempatan daripada peralihan tersebut dan menggunakan jam pulih itu untuk mencuba bit berikutnya pada titik optimum di mata.

Ini berfungsi dengan baik sehingga ia tidak berfungsi.

Kunci CDR memerlukan peralihan yang mencukupi dalam data. Pengekodan 64B/66B yang digunakan dalam 10G Ethernet menjamin tepi yang mencukupi untuk memastikan PLL gembira. Tetapi jika seseorang menghantar corak patologi-atau lebih teruk, jangka panjang simbol yang sama daripada peranti huluan yang tidak berfungsi-CDR boleh kehilangan kunci. Apabila ia kehilangan kunci, penggera LOL (kehilangan kunci) menyala, pautan terputus, dan anda sedang menatap pembilang ralat tertanya-tanya apa yang berlaku.

Bahagian yang mengecewakan: Tingkah laku CDR berbeza-beza antara vendor. Saya telah melihat modul daripada pengilang A mengekalkan kunci melalui urutan corak yang serta-merta membunuh modul daripada pengeluar B. Kedua-duanya memenuhi spesifikasi. Kedua-duanya lulus ujian pematuhan. Satu bekerja dalam persekitaran trafik sebenar pelanggan, satu tidak.

 

DDM Mengubah Penyelesaian Masalah Selamanya (Apabila Ia Berfungsi)

 

Sebelum Pemantauan Diagnostik Digital menjadi standard, menyelesaikan masalah pautan gentian bermakna menarik modul, menukar kabel dan berdoa kepada mana-mana dewa yang mengawal proses kawalan perubahan anda. Jika pautan terputus, anda tahu ada sesuatu yang tidak kena. Anda tidak tahu apa.

DDM-kadangkala dipanggil DOM, kerana industri menyukai akronim berlebihan-menukarnya. Setiap transceiver moden melaporkan telemetri masa-sebenar melalui antara muka I²C: suhu, voltan bekalan, arus pincang laser, kuasa TX, kuasa RX. Spesifikasi SFF-8472 mentakrifkan peta memori. Suis anda membacanya secara automatik.

Ini kedengaran seperti terbalik tulen, dan kebanyakannya begitu. Tetapi saya telah dibakar beberapa kali oleh data DDM untuk membangunkan beberapa keraguan yang sihat.

Bacaan kuasa TX? Ia diperoleh daripada fotodiod monitor yang mengambil sampel sebahagian kecil daripada output laser. Kecekapan gandingan antara laser dan MPD berbeza mengikut suhu. Data penentukuran yang dibakar ke dalam EEPROM modul diukur pada 25 darjah di atas bangku di suatu tempat di Shenzhen. Persekitaran pengendalian sebenar anda ialah 47 darjah kerana modul terletak di antara dua transceiver panas lain dalam suis-yang dimuatkan sepenuhnya.

Nombor pada skrin anda ialah anggaran. Ia biasanya anggaran yang baik. Tetapi saya telah belajar untuk tidak mengisytiharkan kemenangan berdasarkan bacaan DDM yang kelihatan biasa sahaja. Dapatkan meter kuasa optik. Ukur cahaya sebenar mengenai gentian.

 

 

Suhu Adalah Segala-galanya

 

Saya tidak boleh melebih-lebihkan berapa banyak suhu yang menguasai tingkah laku modul optik. Setiap parameter yang penting berubah dengan suhu.

Arus ambang laser meningkat apabila modul memanaskan-peranti memerlukan lebih banyak arus pemacu untuk mencapai output optik yang sama. Kecekapan cerun berkurangan, bermakna setiap milliamp tambahan pincang menghasilkan kurang cahaya. Hanyutan panjang gelombang, yang sangat penting dalam sistem CWDM dan DWDM di mana jarak saluran adalah ketat. Tanggungjawab fotodiod berubah. Malah voltan rujukan di dalam litar pemantauan hanyut.

Pengilang menentukan julat pengendalian-biasanya 0 darjah hingga 70 darjah untuk gred komersial, -40 darjah hingga 85 darjah untuk industri. Apa yang mereka tidak cukup sampaikan ialah betapa teruk prestasi modul di tepi julat itu berbanding pusat.

Saya telah mengukur modul dalam medan yang berjalan 15 darjah lebih panas daripada laporan suhu ambien suis yang ditunjukkan. Sensor suhu kes pada transceiver membaca 63 darjah manakala casis suis melaporkan "aliran udara normal" dan "suhu 38 darjah" dalam pemantauan persekitarannya. Percanggahan wujud kerana suis sedang mengukur suhu udara semasa pengambilannya, manakala transceiver sedang memasak dalam bayang-bayang haba QSFP-DD bersebelahan yang menjalankan optik koheren pada 14 watt.

Tiada siapa yang mendapat makluman. Pautan masih berfungsi-hampir tidak-dengan ralat pra-FEC yang tinggi yang kadang-kadang berubah menjadi kehilangan bingkai. Mengambil masa tiga bulan untuk mengetahui sebab pautan khusus itu mempunyai kadar penghantaran semula yang lebih tinggi daripada pautan yang sama di tempat lain dalam fabrik.

 

Soalan Pihak-Ketiga

 

Semua orang ingin mengetahui tentang-pengirim penerima pihak ketiga. Delta harga sukar untuk diabaikan-3x hingga 5x lebih murah daripada modul OEM untuk spesifikasi yang seolah-olah serupa.

Perjanjian Berbilang-Sumber wujud secara khusus untuk membolehkan kesalingoperasian. SFP-10G-LR yang patuh daripada syarikat X hendaklah setara secara fungsi dengan satu daripada syarikat Y. Parameter optik ditakrifkan. Dimensi mekanikal diseragamkan. Antara muka elektrik mengikut spesifikasi yang diterbitkan oleh konsortium industri.

Realiti, seperti biasa, menyimpang daripada spesifikasi.

Tukar vendor mengekodkan EEPROM transceiver dengan rentetan ID vendor. Cisco menyemak rentetan ini dan akan ralat-menyahdayakan port yang tidak sepadan dengan senarai yang diluluskan. Platform Juniper yang lebih baharu mencatatkan amaran dan menolak panggilan sokongan. HPE telah berulang-alik mengenai penguatkuasaan bergantung pada barisan produk dan versi perisian tegar.

Penyelesaiannya wujud. Perintah transceiver-perkhidmatan Cisco yang tidak disokong telah menyimpan banyak jadual penggunaan. Vendor pihak ketiga-memprogramkan EEPROM mereka untuk melaporkan kod vendor yang serasi. Peranti seperti Kotak FS membolehkan anda memprogram semula modul di lapangan.

Tetapi inilah yang tiada siapa memberitahu anda: apabila berlaku masalah-dan akhirnya mereka akan-sokongan menjadi musuh. Panggil TAC dengan masalah pautan, sebutkan-optik pihak ketiga, tonton perbualan tamat. "Ganti dengan transceiver yang disokong dan hubungi semula jika masalah berterusan." Mereka tidak salah dari perspektif sokongan. Ia juga tidak membantu pada 2 PG apabila fabrik anda rosak.

Peraturan peribadi saya, dibangunkan melalui pengalaman sukar:-pihak ketiga dalam makmal, OEM dalam laluan pengeluaran yang penting. Penjimatan kos terasa kurang menarik apabila anda seorang yang menyelesaikan masalah ralat CRC terputus-putus yang mungkin transceiver, mungkin gentian, mungkin perisian tegar dan anda tidak boleh menolak apa-apa.

 

 

Pencemaran Akan Menemui Anda

 

Punca tunggal terbesar masalah pautan optik tidak ada kaitan dengan modul itu sendiri. Ia adalah kotoran.

Setitik habuk pada muka akhir gentian boleh melemahkan isyarat yang cukup untuk menolak pautan melebihi ambang ralatnya. Pada 100G dan ke atas, margin tidak seperti dahulu. Anda beroperasi lebih dekat dengan had sensitiviti penerima. Bintik habuk yang tidak dapat dilihat pada 1G Ethernet kini menyebabkan kehilangan paket pada 400G.

Teras gentian mod tunggal -adalah diameter 9 mikrometer. Rambut manusia adalah kira-kira 70 mikrometer. Zarah pencemaran yang lebih kecil daripada apa sahaja yang anda boleh lihat tanpa pembesaran boleh menyekat sepenuhnya laluan optik.

Periksa sebelum menyambung. Sentiasa. Gunakan skop gentian, bukan pemeriksaan visual. Saya tidak kisah jika kord tampalan keluar daripada beg tertutup lima saat yang lalu-beg itu tidak bersih, jari anda menyentuh sesuatu, udara dalam pusat data anda mengandungi zarah. Periksa, bersihkan jika perlu, periksa semula, kemudian sambungkan.

Pembersihan itu sendiri memperkenalkan risiko. Pengelapan kering menghasilkan cas statik yang menarik lebih banyak pencemaran. Pembersihan basah dengan isopropil alkohol boleh meninggalkan sisa jika anda membiarkannya menguap daripada mengelap kering dengan serta-merta. Pembersih satu-berfungsi dengan baik sehingga habis dan seseorang terus mengklik, mengagihkan semula bahan cemar merentasi ferrule.

Saya melihat seorang juruteknik menghabiskan empat jam menyelesaikan masalah pautan terputus-putus. Mengganti modul dua kali. Periksa penghalaan kabel. Konfigurasi disemak. Akhirnya memecahkan skop pemeriksaan dan menemui apa yang kelihatan seperti sisa cap jari pada penyesuai sekat. Membersihkannya dengan betul. Pautan muncul dengan bersih dan terus terjaga.

Empat jam. Untuk cap jari.

 

Apa Sebenarnya Penting Apabila Memilih Modul

 

Selepas semua butiran teknikal, proses pemilihan biasanya datang kepada beberapa pertimbangan praktikal yang tidak muncul dalam mana-mana lembaran data.

Apakah platform suis anda? Jika anda kedai Cisco, soalan faktor bentuk sebahagian besarnya dijawab untuk anda. Jika anda menjalankan Arista atau Juniper pada daun dan sesuatu yang lain di tulang belakang, anda mungkin mempunyai pilihan-tetapi menggunakan pilihan tersebut mewujudkan kerumitan inventori. Konsisten mempunyai nilai.

Apakah jarak yang anda perlukan sebenarnya? Ukur larian kabel anda. Tambahkan jidar untuk panel tampalan dan sambatan. Kemudian pilih jenis modul termurah yang memenuhi keperluan jarak tersebut dengan ruang untuk ganti. Menentukan modul LR untuk larian 50 meter kerana "kita mungkin memerlukan capaian kemudian" adalah membazirkan wang.

Apakah tumbuhan gentian anda? Berbilang mod dalam bangunan, mod tunggal-antara bangunan-itu masih corak biasa. Melawan corak itu lebih mahal daripada bekerja dengannya.

Sejauh manakah anda mempercayai kualiti pemasangan anda? 400G mempunyai margin kurang daripada 100G. Penyambung kotor yang berfungsi dengan baik pada kelajuan rendah akan menyebabkan masalah. Jika kabel berstruktur anda bermula sejak Cat5e dianggap sebagai bukti masa hadapan-, jangkakan masalah.

Nasihat yang membosankan biasanya betul: padankan teknologi dengan keperluan sebenar, beli daripada vendor yang akan menyokong anda apabila keadaan rosak, bersihkan setiap penyambung setiap kali anda menyentuhnya. Modul itu sendiri telah menjadi sangat dipercayai. Masalahnya hampir selalu di tempat lain.