Οι οπτικοί πομποδέκτες μειώνουν την απώλεια σήματος

 

Η υποβάθμιση του σήματος ήταν πάντα ο μεγαλύτερος πονοκέφαλος στη μετάδοση δεδομένων σε μεγάλες αποστάσεις. Έχω δουλέψει με εγκαταστάσεις δικτύου όπου τα χάλκινα καλώδια δεν μπορούσαν να ωθήσουν δεδομένα πέραν των 100 μέτρων χωρίς σημαντική πτώση της ποιότητας. Εκεί είναι πουοπτικούς πομποδέκτεςμπείτε στο παιχνίδι, και ειλικρινά, η διαφορά είναι νύχτα και μέρα.

 

Γιατί έχει σημασία η απώλεια σήματος

 

Αυτό είναι το πράγμα που οι περισσότεροι άνθρωποι δεν συνειδητοποιούν-κάθε μέτρο καλωδίου λειτουργεί σαν μια μικροσκοπική αντίσταση. Με τον παραδοσιακό χαλκό, πολεμάτε την ίδια τη φυσική. Τα ηλεκτρικά σήματα εξασθενούν καθώς ταξιδεύουν, αναλαμβάνουν παρεμβολές από κοντινά καλώδια και μέχρι να φτάσουν στον προορισμό τους; Λοιπόν, ας πούμε απλώς ότι το τέλος λήψης δεν παίρνει αυτό που στείλατε.

Αλλά το φως δεν ενδιαφέρεται για τις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. Εναοπτικός πομποδέκτηςμετατρέπει τα ηλεκτρικά σήματα σε οπτικά, στέλνοντάς τα μέσω ινών με σχεδόν την ταχύτητα του φωτός (εντάξει, περίπου 200.000 km/s σε ίνα, αλλά ποιος μετράει). Η ομορφιά εδώ είναι ότι τα φωτόνια δεν χάνουν ενέργεια όπως τα ηλεκτρόνια σε απόσταση.

 

 

Οι αριθμοί δεν λένε ψέματα

 

Έβγαλα μερικά πραγματικά-δεδομένα από ένα πρόσφατο έργο κέντρου δεδομένων. Τυπικό καλώδιο Cat6; Εξετάζετε περίπου 20-30 dB απώλειας ανά χιλιόμετρο στο 1 GHz. Μονόμορφη ίνα{10}}με ποιοτικούς πομποδέκτες; Ίσως 0,3-0,5 dB/km σε μήκος κύματος 1550 nm. Αυτό δεν είναι απλώς καλύτερο - είναι σε ένα εντελώς διαφορετικό πρωτάθλημα.

Ένα έργο που κάναμε πέρυσι αφορούσε ένα δίκτυο πανεπιστημιουπόλεων μήκους 15 χιλιομέτρων. Με χάλκινους επαναλήπτες, θα χρειαζόμασταν 7-8 ενδιάμεσα σημεία ενίσχυσης. Χρησιμοποιώντας φυτικές ίνες και σωστήπομποδέκτες, πήγαμε από σημείο-από σημείο σε-πόντο. Μηδενικοί επαναλήπτες. Η αρχική επένδυση ήταν σίγουρα υψηλότερη, αλλά μόνο το κόστος συντήρησης πλήρωσε τη διαφορά σε λιγότερο από δύο χρόνια.

 

Πώς λειτουργούν στην πραγματικότητα

 

 

Μέσα σε αυτές τις ενότητες-και έχω ανοίξει περισσότερες από μερικές κατά τη διάρκεια συνεδριών αντιμετώπισης προβλημάτων-έχετε ουσιαστικά δύο βασικά στοιχεία που συνεργάζονται. Η πλευρά του πομπού λαμβάνει το ηλεκτρικό σας σήμα και χρησιμοποιεί μια δίοδο λέιζερ (ή LED για μικρότερες αποστάσεις) για να δημιουργήσει παλμούς φωτός. Η πλευρά του δέκτη κάνει το αντίθετο, χρησιμοποιώντας μια φωτοδίοδο για να μετατρέψει το εισερχόμενο φως ξανά σε ηλεκτρικό ρεύμα.

Το έξυπνο κομμάτι; Οι σύγχρονοι πομποδέκτες περιλαμβάνουν κάτι που ονομάζεται ψηφιακή διάγνωση. Μπορείτε να παρακολουθείτε τα επίπεδα οπτικής ισχύος σε πραγματικό-χρόνο, πράγμα που σημαίνει ότι γνωρίζετε ακριβώς πότε αρχίζει να πέφτει η ποιότητα του σήματος προτού γίνει πρόβλημα. Έχει σώσει το μπέικον μας περισσότερες φορές από όσες μπορώ να μετρήσω.

 

Απόσταση Απόσταση που έχει πραγματικά σημασία

 

Οι μονάδες μικρής-προσέγγισης (πολυτρόπος λειτουργίας 850 nm) συνήθως χειρίζονται 300-550 μέτρα μια χαρά. Τα χρησιμοποιούμε συνεχώς για διακομιστή-για-εναλλαγή συνδέσεων εντός rack. Αλλά εδώ είναι που γίνονται ενδιαφέρουσες οι εκδόσεις μονής λειτουργίας-μακράς-μακριάς προσέγγισης 1310nm ή 1550nm; Έχω δει πιστοποιημένες διαδρομές που ξεπερνούν τα 80 χιλιόμετρα με την ισχύ του σήματος να παραμένει σε αποδεκτές παραμέτρους.

Υπάρχει αυτή η μία εγκατάσταση που συνδέει δύο κτίρια σε μια μικρή πόλη. Δεκαεννέα χιλιόμετρα ίνας, πομποδέκτες 10GBASE-LR σε κάθε άκρο και το ποσοστό σφάλματος bit παραμένει κάτω από 10^-12. Δοκιμάστε το με χαλκό. Σοβαρά, δοκιμάστε το.

 

Αυτό που στην πραγματικότητα αποφεύγετε

 

Οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας αγγίζουν ελάχιστα οπτικά σήματα σε σύγκριση με τον χαλκό. Παρακολούθησα συνδέσμους που διέρχονται από μη ελεγχόμενες από το κλίμα Οι ηλεκτρικές συνδέσεις κοντά παρουσιάζουν αξιοσημείωτη διακύμανση απόδοσης. Οι σύνδεσμοι ινών; Σταθερό ως θεμέλιο.

Το Crosstalk είναι άλλο ένα μη-πρόβλημα. Συνδέστε 288 κλώνους ινών μαζί σε ένα μόνο καλώδιο-κανένα πρόβλημα. Δοκιμάστε να συνδυάσετε τόσα ζεύγη χαλκού χωρίς εξειδικευμένη θωράκιση και βασικά δημιουργήσατε ένα αγρόκτημα κεραιών. Κάθε ζεύγος παρεμβαίνει με τους γείτονές του και τις δεξαμενές ποιότητας σήματος.

 

 

Η πραγματικότητα του κόστους (Επειδή ο προϋπολογισμός έχει σημασία)

 

Κοίτα, δεν θα προσποιηθώ ότι οι πομποδέκτες είναι φθηνοί. Μια ποιοτική μονάδα 10G SFP+ κοστίζει 200-500 $ ανάλογα με τη μάρκα και τις προδιαγραφές. Αλλά εδώ είναι ο υπολογισμός που έχει σημασία: για μια 10ετή ανάπτυξη, ξοδεύετε ίσως 50 $ ετησίως ανά πομποδέκτη όταν λαμβάνετε υπόψη τα ποσοστά αντικατάστασης. Συγκρίνετε το με την κατανάλωση ενέργειας των χάλκινων αναμεταδοτών (περίπου 15-30 watt το καθένα), συν το κόστος ψύξης, συν τις επισκέψεις συντήρησης. Το διάλυμα ινών συνήθως σπάει ακόμη και γύρω στο έτος 3-4 και στη συνέχεια εξοικονομεί χρήματα κάθε χρόνο μετά.

 

Πράγματα Πρακτικής εγκατάστασης Για τα οποία κανείς δεν μιλάει

 

Η καθαριότητα των συνδετήρων είναι ζωτικής σημασίας και συχνά παραβλέπεται. Ένα κομμάτι σκόνης στην τελική επιφάνεια μιας ίνας-μιλάμε για μικροσκοπικά σωματίδια-μπορεί να προκαλέσει απώλεια 1-2 dB ή περισσότερο. Διατηρώ πάντα τα αναλώσιμα καθαρισμού στο κιτ μου γιατί έχω δει ολοκαίνουργια καλώδια να λερώνονται κατευθείαν από τη συσκευασία.

Επίσης, η ακτίνα κάμψης έχει μεγαλύτερη σημασία από όσο πιστεύουν οι περισσότεροι εγκαταστάτες. Οι ίνες μπορούν να χειριστούν κάποια κάμψη, αλλά τις τσακίζουν πολύ έντονα και εισάγετε μικροκατάγματα που διασκορπίζουν το φως. Το σήμα μπορεί να λειτουργήσει αρχικά, αλλά έξι μήνες αργότερα αντιμετωπίζετε προβλήματα μυστηριώδους απώλειας πακέτων.

 

Όπου αυτή η τεχνολογία λάμπει πραγματικά

 

Τα κέντρα δεδομένων που εκτελούν συνδέσμους 400G και 800G απαιτούν απολύτως οπτική μετάδοση. Απλώς δεν υπάρχει εναλλακτική λύση χαλκού σε αυτές τις ταχύτητες σε σημαντικές αποστάσεις. Ακόμη και το 100G Ethernet ξεπερνά τα 10 μέτρα σε εξειδικευμένα καλώδια twinax, και αυτό το πιέζει.

Οι πάροχοι τηλεπικοινωνιών χρησιμοποιούν οπτικάπομποδέκτεςεδώ και δεκαετίες, αλλά αυτό που έχει αλλάξει είναι το σημείο κόστους. Αυτό που ήταν μόνο η τεχνολογία τηλεπικοινωνιών-είναι πλέον στάνταρ σε εταιρικά δίκτυα, σε εγκαταστάσεις πανεπιστημιούπολης, ακόμη και σε ορισμένες-υψηλού επιπέδου οικιακές εγκαταστάσεις.

 

Το μέλλον φαίνεται ακόμα καλύτερο

 

Οι λειτουργικές μονάδες επόμενης-γενιάς υπερβαίνουν το 1 Tbps ανά μήκος κύματος χρησιμοποιώντας προηγμένα σχήματα διαμόρφωσης. Οι εταιρείες εργάζονται τώρα σε συνδεόμενους πομποδέκτες 1.6T. Η φυσική της μετάδοσης του φωτός μας δίνει περισσότερο περιθώριο για αύξηση της ταχύτητας από ό,τι θα μπορούσε ποτέ ο χαλκός.

Επιπλέον, η πραγματική υποδομή οπτικών ινών μπορεί συχνά να υποστηρίξει ταχύτερους πομποδέκτες χωρίς αντικατάσταση. Έχω αναβαθμίσει τα δίκτυα από 1G σε 10G σε 40G χρησιμοποιώντας τις ίδιες διαδρομές οπτικών ινών, απλώς ανταλλάσσοντας μονάδες πομποδέκτη. Αυτή είναι η ευελιξία αναβάθμισης που δεν έχετε με τον χαλκό.

 

Κατώτατη γραμμή από το πεδίο

 

Αφού δουλέψαμε και με τις δύο τεχνολογίες για χρόνια, μπορώ να σας πω ότι η μείωση της απώλειας σήματος από τους οπτικούς πομποδέκτες δεν είναι απλώς μια βελτίωση του φύλλου προδιαγραφών-είναι η διαφορά μεταξύ ενός δικτύου που μόλις και μετά βίας λειτουργεί και ενός δικτύου που απλώς λειτουργεί. Ο παράγοντας αξιοπιστίας από μόνος του δικαιολογεί την επένδυση στα περισσότερα σενάρια όπου η απόσταση υπερβαίνει τα 100 μέτρα ή οι ταχύτητες υπερβαίνουν το 1 Gbps.

Η τεχνολογία δεν είναι τέλεια. Χρειάζεστε πιο προσεκτικό χειρισμό, οι σύνδεσμοι απαιτούν συντήρηση και το αρχικό κόστος είναι υψηλότερο. Αλλά για την ακεραιότητα του σήματος σε απόσταση; Τίποτα άλλο δεν πλησιάζει. Ούτε καν στο ίδιο γήπεδο.