Enojna vlakna: kdaj uporabljati BiDi optiko, kdaj ne in kako izbrati pravi par

Enojno vlakno je metoda prenosa z optičnimi vlakni, ki prenaša oddajni in sprejemni promet po enem optičnem vlaknu namesto po običajnih dveh vlaknih. V omrežjih Ethernet se to skoraj vedno izvaja z oddajniki-sprejemniki BiDi, včasih imenovanimi dvosmerni ali moduli SFP z eno-optičnimi vlakni.

Če želite kratko različico: enojno vlakno je smiselno, ko je jeder vlaken malo, ko je vlečenje novega kabla skozi vod ali preko kampusa drago ali ko je zakupljen par temnih vlaken že razpadel. To ni prava privzeta vrednost za povsem-gradnjo novega strukturnega kabla in kaznuje vsako ekipo, ki pred naročilom ne uskladi natančno valovnih dolžin, optičnega proračuna in združljivosti stikal.

Ta vodnik opisuje, kako tehnologija dejansko deluje na optičnih vlaknih, kdaj jo izbrati namesto dupleksnih optičnih vlaken, kje pogosto odpove na terenu in natančna preverjanja, ki jih mora izvesti inženir, preden kupi par BiDi SFP ali SFP+.

Kaj je enojno vlakno?

Enojno vlakno, včasih imenovano eno-prenos vlaken ali prenos preprostih vlaken, uporablja eno optično vlakno za prenos prometa v obe smeri hkrati.

Tradicionalna dupleksna optična povezava uporablja dve niti: eno vlakno oddaja, drugo sprejema. Enojna vlaknena povezava zamenja ta par z enim pramenom tako, da loči obe smeri v domeni valovnih dolžin namesto v prostorski domeni. S pravimi oddajniki-sprejemniki na vsakem koncu poteka -dupleksna povezava Ethernet prek enega fizičnega vlakna.

Klasični objavljeni primer je vmesnik 1000BASE-BX-D/U, opredeljen v IEEE 802.3ah: en konec oddaja pri 1490 nm in sprejema pri 1310 nm, medtem ko nasprotni konec oddaja pri 1310 nm in sprejema pri 1490 nm. Zahteve osnovnega fizičnega sloja lahko preberete vStandard IEEE 802.3 Ethernet.

Enojno prameno vlakno proti Simpleks vlaknu proti Dupleks vlaknu

Ti trije izrazi se nenehno mešajo, zlasti pri vstopnicah za nakup.

• Simpleksno vlaknose nanaša na kabel, ki fizično vsebuje en pramen vlaken, običajno z enim priključkom LC, SC ali FC na vsakem koncu.
• Duplex vlaknase nanaša na kabel, ki vsebuje dve vlakneni niti, običajno zaključeni kot seznanjeni konektor.
• Enojna vlaknaopisuje način prenosa: en pramen, ki prenaša obe smeri, ne glede na to, ali je spodnji kabel tehnično enostranski povezovalni kabel ali en pramen večjega debla.

Povezava z enožilnimi vlakni je torej skoraj vedno povezana s povezovalnim kablom simpleks, vendar izraz "simpleks" opisuje kabel, medtem ko "enojno vlakno" opisuje optično shemo.

Kako deluje enojno vlakno

Prenos BiDi in WDM znotraj modula

Večina povezav Ethernet z enosmernimi vlakni uporablja prenos BiDi. BiDi je okrajšava za dvosmerno. Namesto ločevanja obeh smeri tako, da daje vsakemu svoje vlakno, ju BiDi optika loči po valovni dolžini z uporabo majhnemultipleksiranje z delitvijo valovnih dolžinfilter znotraj oddajnika. Ta filter, ki se pogosto imenuje diplekser, združuje odhodni laser in dohodni signal na enih skupnih vratih.

Eno tipično združevanje je videti takole:

Zato povezava z enim vlaknom ne more uporabljati dveh enakih modulov: oba diplekserja bi pričakovala oddajanje na isti barvi svetlobe in povezava se ne bi nikoli pojavila. Tu je zajeta globlja razčlenitev diplekserja in laserske razporeditveRazlaga tehnologije oddajnika BiDi.

Pogosti pari valovnih dolžin BiDi

Različne hitrosti in dosegi uporabljajo različne pare valovnih dolžin. Spodnja tabela prikazuje kombinacije, s katerimi se inženirji najpogosteje srečujejo v poslovnih in dostopovnih omrežjih.

Izdelovalci modulov ne uporabljajo vsi enakih oznak. Nekateri natisnejo "BX-U" in "BX-D" (navzgor in navzdol), drugi natisnejo neposredno "TX1310/RX1490". Mešanje oznak različnih prodajalcev je ena najlažjih napak pri inventarju, zato je pred naročanjem vredno standardizirati poimenovanje v skladišču.
 

Vlakno z eno nitjo in vlakno z dvema nitma

Enojna in dvožilna vlakna bodo vodila zanesljive povezave Ethernet, če so pravilno zasnovana. Prava izbira je odvisna od tega, kaj primanjkuje: niti vlaken, časa, denarja ali zahtevnosti operacij.

Izberite BiDi, ko je število vlaken omejitev. Izberite dupleks, ko so bolj pomembni standardizacija,-dostopnost rezervnih delov in preprostost operaterja.
 

Kontrolni seznam za izbiro enosmernih vlaken

Uporabite ta kontrolni seznam kot tabelo odločitev, preden oddate naročilo. Vsaka vrstica predstavlja vrsto situacije, ki pristane na mizi omrežnega inženirja, z ustreznim klicem.

Ko je enojno vlakno prava izbira

1. Imate omejeno število obstoječih vlaken

Najmočnejši razlog za enojno vlakno je pomanjkanje navadnih vlaken. Povezava-z-zgradbo ima morda en neuporabljen pramen v 12-žilnem dvižnem vodu ali pa je vod kampusa morda prepoln, da bi lovil drug kabel. Z ujemajočim se parom BiDi lahko ta en rezervni niz prenese novo ethernetno povezavo s polnim dupleksom brez civilnega dela.

Pogosti scenariji, ko se to zgodi:

• Povezave poslovnih kampusov med stavbami na starajočih se dvižnih stolpcih
• Industrijska mesta z omejeno količino vlaken v oklepnih kabelskih progah
• Občinska omrežja, ki ponovno uporabljajo obstoječi kanalski prostor
• Dostop do omrežij ISP, kjer ima vsak naročniški podajalnik kratke niti
• CCTV in varnostne hrbtenice dodane po prvotni namestitvi
• Brezžična povratna povezava, kjer so optična vlakna od-strehe do-strehe pritrjena

2. Vleka novih vlaken je predraga

Stroški oddajnika so redko prevladujoča številka v projektu. Kopanje jarkov, dostop do cevi, vstop v zgradbo, spajanje, testiranje OTDR, delo po-urnem delu in izpadi so običajno manjši. Če par BiDi odstrani gradbena dela, je proračun projekta pogosto nižji, tudi če sama optika stane več na vrata kot standardni dvostranski SFP-ji.

3. Izboljšati morate uporabo vlaken v obstoječem obratu

Enojno vlakno ne razširi čarobno pasovne širine enega optičnega kanala. Kar spremeni, je število fizičnih pramenov na povezavo. Na nameščenem kablu, ki že izvaja več storitev, lahko sprostitev enega pramena na povezavo preloži projekt razširitve vlaken za več let.

4. Povezava je preprosta točka-do-točke

Optika BiDi blesti pri enostavnih povezavah od-do-točke: stikalo na stikalo, stikalo na medijski pretvornik, usmerjevalnik na stikalo za dostop, oddaljena omarica na jedro ali zgradba A na zgradbo B. Ujemajoč se par na čisti poti preprostih vlaken je običajno vse, kar je potrebno.

Kdaj ne smete uporabljati enosmernih vlaken

Enojna vlakna so orodje, ne privzeto. Namesto tega posezite po dvožilnih vlaknih, kadar je kaj od tega res:

• Stran ima že več kot dovolj rezervnih parov vlaken
• Operativna ekipa bi raje založila eno SKU duplex SFP kot dve SKU modulov A/B BiDi
• Določen optični vmesnik, ki ga potrebujete, je na voljo le v dupleksni obliki
• Projekt je nov-zgrajen podatkovni center visoke gostote z že zasnovanim strukturiranim dupleksnim kablom
• Pred uvedbo ne morete z gotovostjo potrditi združevanja valovnih dolžin, optičnega proračuna, poliranja priključka in kodiranja stikala
• Vlakna ima visoko odbojnost ali neznano zgodovino, kjer bo dodajanje kompleksnosti A/B upočasnilo odpravljanje težav

Pri uvedbah na terenu je napaka le redko samo vlakno. Skoraj vedno gre za napačen par modulov A/B na napačnem koncu ali pa modul z dolgim-dosegom črpa preveč moči v kratko povezavo.

Kako izbrati rešitev za enosmerna vlakna

1. korak: potrdite vrsto vlakna

Večina enožilnih ethernetnih povezav BiDi je običajno zasnovanih za eno-optično vlaknoOS2 eno-optično vlaknopri uvedbah v podjetjih in operaterjih. Ne domnevajte, da je povezovalni kabel v vaši roki prave vrste samo zato, ker se priključek prilega vratom.

Kaj preveriti pred naročilom:

• Vrsta vlakna: eno-način (OS2 najpogostejši) ali večnačin
• Vrsta priključka: LC, SC, FC ali drugo
• Poljski: UPC ali APC
• Patch panel in tip adapterja na vsakem koncu
• Razdalja od-do-konca, vključno s povezovalnimi kabli, ki potekajo znotraj obeh prostorov
• Število spojin in spojenih konektorjev na poti

2. korak: Izberite hitrost in faktor oblike

Uskladite oddajnik-sprejemnik z vrati stikala. Najpogostejše možnosti so 1G BiDi SFP, 10G BiDi SFP+ in 25G BiDi SFP28; 40G in 100G različici z enim-vlaknom obstajajo, vendar so manj standardizirane. Modul 10G SFP+ se ne bo pogajal pri 1G v vratih, ki izrecno ne podpirajo delovanja z dvojno-hitrostjo, kar je pogost problem pri ponovni uporabi starejših stikal za dostop. Uporabno ozadje, ki ga preberete tukaj, je praktična razlika medeno-modalni in večmodalni moduli SFPpri načrtovanju mešane flote.

3. korak: Ujemanje valovnih dolžin TX/RX

To je korak, ki najpogosteje prekine povezave. BiDi par potrebuje komplementarne valovne dolžine na obeh koncih. Vedno preberite nalepko ali podatkovni list za dejanske številke TX in RX, namesto da zaupate številki dela.

4. korak: Preverite razdaljo in optični proračun

Številka, natisnjena na kletki ("10 km", "40 km") je ocena dosega in ne navodilo. Pomemben je optični proračun za vašo specifično povezavo. Pred naročilom izvlecite vsako od teh številk:

• Oddajna moč (TX min / max)
• Občutljivost sprejemnika
• Prag preobremenitve sprejemnika
• Slabljenje vlaken na kilometer
• Izguba na-konektor in število povezanih parov
• Izguba spoja in število spojev
• Varnostna meja (običajno 2–3 dB)

Tu se skrivata dva načina napake. Prva je premajhna moč, očitna. Drugi, manj očiten, je prevelika moč: 40 km modul na 500 m vlaknu lahko požene sprejemnik nad prag preobremenitve in povzroči bitne napake ali pa sploh ni povezave. Kratki skoki z optiko z dolgim-dosegom pogosto potrebujejo fiksni vgrajeni dušilnik. Za globlji vpogled v to, kam gre vsak decibel, glejte ta pregledvnesene izgube v optičnih omrežjih.

5. korak: potrdite združljivost priključka in naprave

Pred oddajo naročila preverite:

• Znamka in natančen model stikala, usmerjevalnika ali medijskega pretvornika
• Hitrost vrat in podpora za-dvojno hitrost
• Zahteve za kodiranje proizvajalca (nekatere platforme zavračajo nekodirano optiko)
• Vrsta priključka in ujemanjeSimplex LC priključekna vsakem patch kablu
• Poljski tip (UPC proti APC) od konca do konca
• Podpora za spremljanje DOM/DDM na modulu in gostitelju
• Razpon delovne temperature, če je optika nameščena v omari ob cesti ali strešnem ohišju

DOM/DDM je vredno vklopiti, kadar koli platforma to podpira. Izpostavi prejeto optično moč, moč TX, temperaturo in prednapetostni tok laserja, ki vam skupaj omogočijo, da opazite slabšo povezavo tedne, preden močno odpove.

Pogoste napake pri uvajanju enosmernih vlaken

Napaka 1: Priključitev standardnega dupleksnega SFP v eno vlakno

Običajen duplex SFP pričakuje dve vlakni. Če povežete samo eno, bo povezava trajno nedotaknjena. Namesto tega uporabite ustrezen BiDi ali oddajnik/sprejemnik z eno-optičnimi vlakni.

Napaka 2: Nakup dveh enakih BiDi modulov

BiDi optika se prodaja in zalaga kot A/B pari. Dva enaka modula oddajata na isti valovni dolžini in povezava se ne vzpostavi. SKU A in B imejte vidno ločeni v svojem inventarju in ju označite na stojalu.

Napaka 3: Ignoriranje optičnega proračuna

Pravilen par valovnih dolžin še vedno ne uspe, če je sprejeta moč zunaj okna sprejemnika. Izmerite ali ocenite izgubo, preden določite optiko-dolgega dosega, in nikoli ne domnevajte, da bo sveže preizkušena povezava po nekaj ponovnih-popravkih ostala na dan-izgubi.

Napaka 4: Mešanje priključkov APC in UPC

APC in UPC loščila niso zamenljiva. Njihovo parjenje povzroči slab fizični stik, visoko vstavljeno izgubo in včasih resne-težave z odbojem nazaj. Rastlina vlaken uporablja enega ali drugega konca do konca. Za osvežitev o tem, kako polirska geometrija vpliva na odbojnost, glejte ta vodnikSC/APC konektorji in vrste poliranja.

Napaka 5: Pozabljena združljivost stikala

Nekatera stikala uveljavljajo strogo kodiranje sprejemnika in oddajnika in tiho onemogočajo nekodirano optiko ali optiko tretjih-izdelovalcev. Potrdite združljivost z natančno različico vdelane programske opreme, preden oddate naročilo, še posebej na poslovnih stikalih, OLT-jih in ONU-jih.

Napaka 6: skladiščenje rezervnih delov brez načrta A/B

Presenetljivo število izpadov po-urah je posledica rezervnih delov, za katere se izkaže, da so napačna polovica para. Ločeno sledite SKU-jem A in B, označite omare, s katerimi končnimi uporabniki jih uporablja, in enega od vsakega hranite na tovornjaku.

Kako odpraviti težave z enosmerno optično povezavo

Ko se povezava BiDi ne prikaže, pojdite po tem zaporedju, namesto da bi naključno zamenjali dele:

1. Preberite natisnjene valovne dolžine TX/RX na obeh modulih. Potrdite, da se dopolnjujeta, ne enaka.
2. Preberite vrednosti DOM na obeh koncih. RX moč -40 dBm ali "izguba signala" običajno pomeni težavo z vlakni, konektorjem ali valovno dolžino in ne težavo z modulom.
3. Očistite obe končni ploskvi LC z znanim-dobrim čistilom za kasete in preglejte z daljnogledom. Večina "zlomljenih" BiDi povezav so umazane končne strani.
4. Preizkusite povratno zanko vsakega modula na znanem-dobrem paru vlaken z uporabo dušilnika, da dokažete, da je optika živa.
5. Če je moč RX neobičajno visoka (na primer −2 dBm na 40 km optiki preko 200 m vlaken), dodajte vgrajeni dušilnik velikosti, da bo nivo prenesel v okno sprejemnika.
6. Preverite, ali je poliranje konektorja (UPC proti APC) enakomerno od konca do konca. En sam adapter APC, vstavljen v verigo UPC, bo tiho drag.
7. Če se vse optično preveri, vendar se vrata še vedno ne prikažejo, zamenjajte kodiranje oddajnika-sprejemnika (-kodirano proti generičnemu), da izključite zavrnitev-na strani stikala.

Final Take

Enojna vlakna so eno najbolj uporabnih razpoložljivih orodij, ko so vlakna redka, so gradbena dela draga ali pa mora obstoječi kabelski obrat zagotoviti več povezav brez rasti. To ni privzeto za nove gradnje in kaznuje vsako ekipo, ki naroča samo po dosegu in hitrosti.

Zanesljiva uvedba se zmanjša na kratek seznam preverjanj: prava vrsta vlakna, prava hitrost in faktor oblike, komplementarni par valovnih dolžin TX/RX, optični proračun, ki pristane znotraj okna sprejemnika, dosledno poliranje priključka od konca do konca in gostitelj, ki sprejme modul. Enkrat zaženite te preglede, dokumentirajte inventar A/B in povezava se bo obnašala leta.

Če načrtujete projekt z enojnim vlaknom, začnite z razdaljo povezave, obstoječo vrsto vlakna, poliranjem konektorja, zahtevano hitrostjo in modelom stikala. Izberite ujemajoči se par BiDi okoli teh omejitev in ne obratno.