Kependaman Rangkaian Gentian: Ke Mana Nanosaat Anda Sebenarnya

Buka sedozen panduan mengenai kependaman rangkaian gentian dan kebanyakannya memberikan anda persamaan yang sama: jarak dibahagikan dengan kelajuan cahaya dalam kaca. Ia betul, ia kemas, dan ia menerangkan satu bahagian belanjawan anda yang hampir tidak boleh anda lakukan. Gentian mod ringan melalui-tunggal merangkak sepanjang kira-kira 4.9 mikrosaat setiap kilometer, ditetapkan oleh indeks biasan berhampiran 1.47 dan tiada pesanan pembelian melengkungkan nombor itu. Oleh itu, persoalan yang berguna ialah berapa cepat cahaya bergerak melalui kaca. Itulah sebabnya pautan yang sepatutnya membaca 25 mikrosaat masa transit mengukur lebih hampir kepada 40 pada set ujian anda dan tempat mikrosaat yang hilang itu bersembunyi.

 

Jurang itulah sebab panduan ini wujud. Kami membina dan menghantartransceiver optik, jadi kami menghabiskan hari-hari kami pada komponen yang hidup di antara gentian dan suis ASIC, dan komponen tersebut adalah komponen yang tidak digunakan oleh -artikel kependaman optik standard.

 

 

Nombor jarak adalah lantai, bukan cerita

 

Hujung ke hujung, kependaman biasanya dilaporkan sebagai-masa perjalanan, walaupun kelewatan sehala-lebih penting apabila anda menganggarkan satu arah dan pasukan aplikasi cenderung untuk menonton masa kepada bait pertama seperti yang dirasai oleh pengguna simptom. Di bawah ketiga-tiga duduk perambatan: masa penerbangan nadi optik. Pada jarak 100 km gentian G.652 standard yang lantai mendarat berhampiran 489 mikrosaat sehala, dan ia beralih hanya secara pecahan antara operasi 1310 nm dan 1550 nm. Rangkaian pengeluaran-yang direka dengan baik selalunya membentangkan jumlah kependaman merentas laluan gentian dalam milisaat-satu digit yang rendah sebaik sahaja setiap peranti dikira.

 

Duduk dengan tersirat sebentar. Kelewatan penyebaran menguasai-laluan jarak jauh dan merupakan komponen yang anda tidak boleh pulihkan tanpa memendekkan laluan fizikal atau menukar medium itu sendiri. Pada pautan kampus sejauh 5 km ia merupakan ralat pembulatan. Di mana-mana kependaman gentian anda sebenarnya boleh dipulihkan hidup di tempat lain selain daripada kaca, iaitu tempat kebanyakan panduan berhenti membaca dan berhenti menulis.

 

Kependaman pautan gentian ialah timbunan, bukan kabel

 

Merawat kependaman sebagai sifat kabel adalah kesilapan pertama, dan ia adalah kesilapan yang mudah dibuat, kerana kabel adalah satu-satunya bahagian yang boleh anda lihat. Dalam amalan, kelewatan merentasi pautan gentian ialah jumlah sekurang-kurangnya lima lapisan, setiap satu dengan susunan magnitud dan tombolnya sendiri.

 

Komponen latensi	Dari mana ia datang	Magnitud biasa	Bolehkah anda menalanya?
Penyebaran	Transit ringan melalui kaca	~4.9–5 µs/km (SMF)	Hanya melalui panjang laluan atau-teras berongga
Serialisasi	Mencatat bit ke talian	Nanosaat, skala dengan kelajuan	Kadar talian yang lebih tinggi mengurangkannya
Pemancar O-E / E-O	Menukar elektrik kepada optik dan belakang	Berpuluh-puluh nanosaat hingga mikrosaat	Pilihan seni bina modul
DSP + FEC	Pemprosesan isyarat dan pembetulan ralat	Berpuluh-puluh nanosaat hingga mikrosaat	Pemilihan modul dan FEC
Tukar pemajuan	Simpan-dan-majukan atau potong-keputusan	Sub-µs hingga beberapa µs setiap lompatan	Tukar mod dan kiraan peringkat

 

Letakkan nombor nyata pada lapisan aktif dan hujah dibuat dengan sendirinya. Pemasangan AEC yang kami hantar menambah 85 hingga 110 nanosaat. DSP yang koheren menambah mikrosaat. Stor-dan-suis hadapan menimbal keseluruhan bingkai sebelum ia memajukan sedikit daripadanya. Susun kaca itu pada kira-kira 5 mikrosaat setiap kilometer, dan pada mana-mana pautan di bawah beberapa kilometer, elektronik, bukan gentian, menetapkan lantai. Abelanjawan kependamandibina daripada kalkulator perambatan sahaja akan mengecilkan realiti setiap kali, itulah sebabnya perjanjian peringkat-perkhidmatan dihapus kira anggaran jarak bukan semata-mata optimistik. Ia salah ke arah yang menjana tiket sokongan.

 

 

Menjalankan nombor pada pautan yang sebenarnya anda akan gunakan

 

Matematik pembiakan patut dilakukan dengan betul, jika anda tahu betapa kecilnya sekeping pai itu boleh dicapai. Ambil indeks biasan medium, terbitkan kelajuan cahaya di dalam gentian, dan bahagikan panjang laluan anda dengannya. Satu-rentang mod pada indeks 1.47 memberikan 4.9 mikrosaat setiap kilometer, jadi laluan 100 km menyumbang kira-kira 490 mikrosaat sehala sebelum satu peranti aktif ditambahkan. Pembundaran kepada 5 mikrosaat setiap kilometer adalah baik untuk-anggaran pas pertama bagi kependaman gentian bagi setiap kilometer.

 

Dua pembolehubah mensabotaj angka bersih di lapangan. Yang pertama ialah inflasi laluan, kerana gentian mengikut hak-jalan-dan bukannya garis lurus, jadi kaca antara dua titik kerap melebihi jarak peta dengan jidar yang bermakna. Yang kedua ialah suhu. Kelewatan perambatan gentian mod tunggal- hanyut dengan indeks biasannya dan indeks biasan hanyut dengan haba; yangpekali kelewatan suhugentian mod tunggal-biasa terletak sekitar 7 × 10⁻⁶ setiap Kelvin, cukup bahawa pautan pemasaan ketepatan perlu memantau dan mengimbanginya daripada menganggap kelewatan sebagai pemalar (arXiv). Untuk protokol penyegerakan yang bertolak ansur hanya beberapa nanosaat asimetri setiap rentang, hanyut itu bukan akademik.

 

Jadi formula yang jujur ​​adalah penyebaran ditambah kelewatan peranti yang diukur, bukan penyebaran sahaja. Terima itu, dan kerja sebenar beralih ke peranti, di mana yang terbesar dan paling kurang-difahami pada pautan ialah transceiver.

 

Transceiver, DSP dan FEC tidak melengahkan sesiapa yang meletakkan dalam hamparan

 

Potongan kependaman rangkaian gentian yang boleh diperolehi terbesar dalam pautan moden biasanya terletak dalam pemprosesan isyarat digital di dalam optik, bukan dalam gentian, dan kami boleh menunjukkannya daripada menegaskannya. Himpunan AEC kami sendiri mengukur 85 hingga 110 nanosaat kelewatan tambahan. Sebaliknya, DSP yang koheren, membelanjakan mikrosaat untuk pampasan penyebaran kromatik, penjejakan polarisasi dan pembetulan ralat ke hadapan, setiap blok dilaksanakan dalam masa nyata. Modul pengesanan langsung-langkau kebanyakan pemprosesan itu dan bayar untuknya dalam jangkauan. Itulah keseluruhan koheren vs langsung-mengesan pertukaran kependaman dalam satu ayat dan refleks untuk menentukan koheren di mana-mana kerana ia kelihatan unggul secara teknikal ialah bagaimana pautan pendek akhirnya membawa mikrosaat kelewatan DSP yang tidak pernah mereka perlukan.

 

Pembetulan ralat ke hadapan berhak mendapat perenggannya sendiri, kerana kebanyakan jurutera menganggapnya sebagai cukai tetap sedangkan ia sebenarnya adalah dail. FEC menambah bit berlebihan pada pemancar supaya penerima boleh membina semula data yang rosak tanpa meminta penghantaran semula, dan semakin kuat kod, semakin lama penyahkodan. Itulah sebabnya aPautan Ethernet 400Gtidak berjalan pada 400 gigabit. Ia berjalan lebih hampir kepada 425 untuk membawa pengekodan RS-544, kira-kira 12.5 peratus overhed kependaman FEC yang membeli daya tahan ralat pada kos kedua-dua pemprosesan dan masa pemprosesan. Pada pautan yang bersih dan pendek, anda selalunya boleh beralih kepada kod yang lebih ringan dan menuntut semula kependaman secara langsung.

 

Dua lagi penyumbang peringkat-peranti bersembunyi dalam-reka bentuk jarak jauh. Modul pampasan penyebaran, dibina dengan cara tradisional, menambah sekurang-kurangnya 60 nanosaat setiap satu pada jarak 80 km 1550 nm dalam ukuran bangku kami sendiri, dan berpuluh-puluh nanosaat itu bertindan merentasi setiap rentang pada laluan; jeriji Bragg gentian melakukan kerja yang sama dengan hampir tiada kelewatan tambahan, itulah sebabnya -pengendali yang terobsesi menentukannya. Penukaran optik-elektrik-optik dalam transponder dan muxponder ialah satu lagi, yang selalunya menelan kos beberapa mikrosaat bagi setiap penukaran, jadi setiap titik penjanaan semula yang tidak perlu pada laluan adalah kependaman yang anda bersetuju tanpa perasan. Tiada satu pun daripada nombor ini muncul dalam kalkulator jarak, dan setiap satu daripadanya adalah milik anda untuk mereka bentuk.

 

 

Apabila nanosaat bernilai berjuta-juta

 

Perakaunan ini tidak lebih kejam daripada perdagangan frekuensi tinggi-, di mana firma telah menghabiskan sedekad membuktikan bahawa kependaman ialah item baris pada P&L. Anggaran industri yang sering-dipetik bahawa satu milisaat kelebihan boleh bernilai pada susunan seratus juta dolar setahun untuk operasi dagangan utama ialah jenis nombor yang menyusun semula keseluruhan strategi infrastruktur.

 

Ekonomi itulah sebabnya firma perdagangan berkolokasi, menyewa ruang rak di dalam kemudahan bursa itu sendiri untuk mengecilkan kabel antara pelayan mereka dan enjin yang sepadan kepada beberapa nanosaat transit. Itulah sebabnya -laluan HFT jarak jauh dialihkan ke gelombang mikro, yang mengikut garisan-yang lebih lurus-laluan penglihatan melalui udara daripada mana-mana gentian terkubur, dan mengapa getaran tanah mikroskopik daripada pembinaan jauh, cukup untuk menyuntik kelewatan ratusan nanosaat, dianggap sebagai kecemasan operasi. Dan itulah sebabnya batu terakhir secara senyap-senyap bertukar kepada gentian teras-ongga, di mana cahaya bergerak hampir dengan kelajuan-angkasa bebasnya kira-kira 300,000 kilometer sesaat berbanding hampir 200,000 yang dikendalikannya dalam silika pepejal, perambatan mencakar ke belakang melambatkan indeks biasan sebaliknya dikenakan.

 

Memotong kependaman gentian tanpa membeli laluan yang lebih lurus

 

Andaikan anda tidak boleh mengalihkan bangunan anda dan tidak boleh-memotong semula laluan anda. Masih terdapat kependaman yang bermakna untuk dipulihkan, dan hampir kesemuanya adalah keputusan pemilihan dan bukannya projek pembinaan. Tuas, dalam susunan kasar bayaran:

 

• Padankan kelas modul dengan capaian, bukan dengan helaian spesifikasi.Terus-kesan di mana jarak membenarkannya, koheren hanya di tempat anda benar-benar memerlukannya, kerana lebih-menentukan optik koheren pada pautan pendek mengimport mikrosaat kelewatan DSP tanpa faedah.

 

• Tune FEC ke pautan, bukan kebiasaan.Pautan pendek yang bersih jarang memerlukan kod yang paling berat, dan yang lebih ringan mengembalikan masa pemprosesan secara langsung.

 

• Reka bentuk O-E-O yang berlebihan.Setiap titik penjanaan semula transponder yang anda boleh hilangkan menjimatkan beberapa mikrosaat.

 

• Lebih suka pampasan serakan kelewatan-rendah.Kisi gentian Bragg di atas modul penyebaran pukal di mana sahaja reka bentuk membenarkan.

 

• Hormati lapisan fizikal.Satu selekoh melepasi jejari minimum, atau penyambung yang tercemar, boleh memaksa pautan ke mod yang lebih perlahan dan lebih banyak dibetulkan, secara senyap-senyap menghabiskan kependaman yang telah anda bayar.

 

Perkara yang perlu dicari pada -lembaran data transceiver latensi rendah

 

Apabila kependaman adalah keperluan, lembaran data memberitahu anda lebih daripada jangkauan dan panjang gelombang jika anda tahu baris yang hendak dibaca. Utamakan jitter modul, kadar ralat bitnya dan ketelusan diagnostiknya berbanding kelajuan tajuknya. Angka-angka tersebut hanya bermakna apabila anda mengetahui cara ia diukur dan sama ada ia berpegang pada tumbuhan gentian anda.

 

Jitter ialah baris pertama. -Kegelisahan picosaat dan gambar rajah mata bersih merentasi setiap lorong ialah perkara yang menghalang pautan daripada jatuh secara senyap ke dalam keadaan yang lebih perlahan dan lebih banyak diperbetulkan, dan modul yang memetik kadar ralat sedikit di bawah 10⁻¹² pada capaian penuh memberitahu anda bahawa ia mempunyai jidar yang perlu dibelanjakan daripada margin yang telah dibelanjakan. Piawaian lapisan-fizikal tergolong dalam senarai semak yang sama: penyambung dipadankan dipegang padaIEC 61300-3-35standard kebersihan muka akhir, dan kelas jangkauan 800G disimpan di dalamIEEE 802.3cksisipan-belanjawan kerugian, kerana pautan yang gagal dengan senyap-senyap membayarnya dalam kerja FEC tambahan dan menambahkan kelewatan.

 

Soalan Lazim