Οι πομποδέκτες μικρής μορφής παράγονται για αποτελεσματικότητα

 

Το στάδιο βαθμονόμησης δεν μιλάει κανείς

 

Η κατασκευή ενός πομποδέκτη SFP που πραγματικά λειτουργεί απαιτεί τη σωστή βαθμονόμηση την πρώτη φορά. Δεν υπάρχει δεύτερη ευκαιρία εδώ-εάν ο συντονισμός του πομπού και του δέκτη πάει στο πλάι κατά την αρχική ενεργοποίηση-, η μονάδα καταρρέει.

Η υπό δοκιμή συσκευή είναι συνδεδεμένη σε μια εξειδικευμένη πλακέτα, ενώ οι τεχνικοί-ή όλο και περισσότερο, αυτοματοποιημένα συστήματα-τρέχουν μέσω μετρήσεων τάσης, ανάλυσης ματιών-και μετρήσεων οπτικής ισχύος. Αυτό το διάγραμμα των ματιών; Είναι ουσιαστικά ένα οπτικό δακτυλικό αποτύπωμα που δείχνει εάν ο πομποδέκτης μπορεί να διακρίνει καθαρά μεταξύ ενός και μηδενικού με ταχύτητα. Οι κατασκευαστές έχουν εμμονή με κάτι που ονομάζεται "περιθώριο μάσκας", το οποίο λέει ο μηχανικός-για το πόσο χώρο αναπνοής υπάρχει μεταξύ του πραγματικού σήματος και του ελάχιστου αποδεκτού σήματος. Περισσότερο περιθώριο σημαίνει λιγότερες αποδόσεις.

Αυτό που είναι ενδιαφέρον είναι ότι τα εξαρτήματα TOSA και ROSA-τα οπτικά δευτερεύοντα συγκροτήματα πομπού και δέκτη-δοκιμάζονται πριν καν εγκατασταθούν. Οι προμηθευτές αποστέλλουν αυτά τα ανταλλακτικά εκ των προτέρων-. Μια ελαττωματική δίοδος λέιζερ που ανακαλύφθηκε μετά από πλήρη συναρμολόγηση σπαταλά τον χρόνο όλων.

 

Οι προϋπολογισμοί ισχύος έχουν γίνει γελοίοι

 

Οι τυπικές μονάδες SFP έλκουν κάπου μεταξύ 0,8 και 1,5 watt. Αυτό ακούγεται ασήμαντο μέχρι να στριμώξετε σαράντα-οκτώ από αυτά σε ένα σασί με έναν διακόπτη. Ξαφνικά βλέπετε τα 72 watt μόνο από πομποδέκτες-πριν μετρήσετε τα γενικά έξοδα επεξεργασίας του ίδιου του διακόπτη, τους ανεμιστήρες ψύξης και την αναποτελεσματικότητα του τροφοδοτικού.

Οι παραλλαγές 10G είναι πιο ζεστές. Οι μονάδες SFP+ καταναλώνουν συνήθως 1 έως 2 watts η καθεμία και οι μονάδες χαλκού 10GBASE-T ήταν διαβόητες τροφοδοτικές τροφοδοσίας, μερικές φορές φτάνοντας τα 5 έως 8 Watt ανά θύρα. Οι πρόσφατες εξελίξεις των τσιπ το έχουν μειώσει στα 1-3 Watt για καλύτερες υλοποιήσεις, αλλά η θερμική ιστορία δεν έχει αλλάξει: οι πυκνές αναπτύξεις εξακολουθούν να χρειάζονται ενεργή ψύξη ή προσεκτικά σχεδιασμένο αερισμό.

Εδώ είναι κάτι που οι κατασκευαστές δεν διαφημίζουν: το ίδιο το λέιζερ αντιπροσωπεύει περίπου το 60% της κατανάλωσης ενέργειας της μονάδας. Ορισμένοι πωλητές έχουν πειραματιστεί με το να βάζουν το λέιζερ να κοιμάται σε περιόδους αδράνειας και μετά να το αφυπνίζουν σε λιγότερο από 100 χιλιοστά του δευτερολέπτου όταν ξαναρχίζει η κυκλοφορία. Έξυπνο, αλλά προσθέτει πολυπλοκότητα στο υλικολογισμικό και μπορεί να μπερδέψει ορισμένα εργαλεία παρακολούθησης δικτύου.

 

Μέσα στο μεταλλικό κέλυφος

Ο ενισχυτής transimpedance (TIA) αξίζει να αναφερθεί επειδή κάνει βαριά ανύψωση που σπάνια αναγνωρίζεται. Τα εισερχόμενα φωτόνια παράγουν θλιβερά μικρά ρεύματα στη φωτοδίοδο-το TIA τα μετατρέπει σε χρησιμοποιήσιμα επίπεδα τάσης. Χωρίς αυτό, το ηλεκτρικό σήμα θα ήταν πολύ αδύναμο για επεξεργασία κατάντη.

Οι αμφίδρομες μονάδες-BiDi SFP-προσθέτουν ένα φίλτρο WDM για πολυπλεξία μετάδοσης και λήψης μήκη κύματος σε ένα μόνο σκέλος ίνας. Η μηχανική εδώ είναι πιο δύσκολη από όσο ακούγεται. Ζητάτε από ένα εξάρτημα να διαχωρίσει τέλεια τα 1310 nm και τα 1550 nm χωρίς παρεμβολές, ενώ τα τοποθετεί όλα στον ίδιο παράγοντα μορφής.

 

Δοκιμές που θα σας κούραζαν (αλλά έχει σημασία)

 

Οι δοκιμές γήρανσης εκτελούν πομποδέκτες σε υψηλές θερμοκρασίες για εκτεταμένες περιόδους για να επιφανειακά ελαττώματα βρεφικής θνησιμότητας. Η θεωρία είναι απλή: οι αδύναμοι σύνδεσμοι συγκόλλησης, τα οριακά εξαρτήματα και οι οριακές δίοδοι λέιζερ θα αποτύχουν υπό πίεση πριν φτάσουν στους πελάτες. Οι κατασκευαστές υψηλής ποιότητας-υποβάλλουν κάθε μονάδα σε αυτό. Παραγωγοί κατώτερης-βαθμίδας... λοιπόν, κάνουν ό,τι επιτρέπει η τιμή.

Η δοκιμή μεταγωγής ακολουθεί-συνδέοντας πομποδέκτες στον πραγματικό εξοπλισμό δικτύου και επαληθεύοντας την πραγματική-λειτουργικότητα του κόσμου. Τα επίπεδα οπτικής ισχύος ελέγχονται, η εγκατάσταση σύνδεσης επιβεβαιώνεται και τυχόν παραξενιές συμβατότητας με συγκεκριμένο υλικολογισμικό διακόπτη τεκμηριώνονται. Ή δεν τεκμηριώνεται, ανάλογα με την κουλτούρα ποιότητας του κατασκευαστή.

Η ακρίβεια του μήκους κύματος έχει μεγαλύτερη σημασία από όσο νομίζετε. Ένας πομποδέκτης 1310 nm του οποίου το λέιζερ πραγματικά κορυφώνεται στα 1340 nm θα λειτουργήσει καλά μεμονωμένα, αλλά μπορεί να προκαλέσει προβλήματα σε πολυπλεξικά συστήματα CWDM όπου τα κανάλια μήκους κύματος βρίσκονται σε στενή απόσταση. Οι αναλυτές φάσματος πιάνουν αυτές τις παρεκκλίσεις.

 

 

Το θερμικό πρόβλημα που δεν υποχωρεί

 

Οι στοιβαγμένοι κλωβοί-αυτές οι ρυθμίσεις 1x4 ή 2x6 των θυρών SFP-δημιουργούν εφιάλτες θερμικής διαχείρισης. Η ροή αέρα φτάνει στις εξωτερικές θύρες αρκετά εύκολα. Τα εσωτερικά λιμάνια μαγειρεύουν.

Ορισμένα σχέδια κλουβιών περιλαμβάνουν πλέον διατρήσεις πλευρικών-τοίχων και οπές αερισμού στις πλάκες κλειδώματος. Αυτές οι φαινομενικά μικρές τροποποιήσεις μπορούν να ρίξουν τις εσωτερικές θερμοκρασίες κατά 15-20 βαθμούς Κελσίου. Η διαφορά μεταξύ ενός πομποδέκτη που λειτουργεί στις 68 μοίρες και ενός πομποδέκτη που χτυπά 85 μοίρες είναι η διαφορά μεταξύ των προδιαγραφών πληρότητας και της υπέρβασης των απόλυτων μέγιστων χαρακτηρισμών.

Το EMI είναι το άλλο μισό αυτού του παζλ. Σήματα υψηλής Οι πλάκες συγκράτησης φλάντζας και τα δευτερεύοντα στοιχεία θωράκισης στα συγκροτήματα μανδάλωσης αντιμετωπίζουν αυτό το πρόβλημα, αν και προσθέτουν κόστος που φαίνεται κάπου.

 

Γιατί η συμμόρφωση με το MSA δεν είναι προαιρετική

 

Το πλαίσιο συμφωνίας πολλαπλών-πηγών υπάρχει επειδή οι διαχειριστές δικτύου θα πρέπει να μπορούν να ανταλλάξουν έναν πομποδέκτη Finisar με έναν πομποδέκτη- Cisco χωρίς να ρυθμίσουν ξανά τίποτα. Στην πράξη, το κλειδωμένο υλικολογισμικό{3}}προμηθευτή μερικές φορές παρεμβαίνει, αλλά οι φυσικές και ηλεκτρικές προδιαγραφές παραμένουν τυποποιημένες μεταξύ των κατασκευαστών.

Αυτή η τυποποίηση επέτρεψε την εκρηκτική ανάπτυξη σε-αγορές πομποδέκτη τρίτων. Είτε αυτό είναι καλό (ανταγωνιστική τιμολόγηση) είτε προβληματικό (παραλλαγή ποιότητας) εξαρτάται από το ποιον ρωτάτε και τι πουλάει.

 

Η εξίσωση της απόδοσης

 

Η σύγχρονη κατασκευή SFP αντικατοπτρίζει μια σύγκλιση περιορισμών: απαιτήσεις πυκνότητας λιμένων από κέντρα δεδομένων υπερκλίμακας, προϋπολογισμοί ενέργειας που επιβάλλονται από πρωτοβουλίες βιωσιμότητας, θερμικοί φάκελοι που ορίζονται από την υπάρχουσα υποδομή ψύξης και πιέσεις κόστους που δεν υποχωρούν ποτέ.

Η κωδικοποίηση 64b/66b που χρησιμοποιείται σε πρότυπα 10G και ταχύτερα αντιπροσωπεύει ένα είδος κέρδους απόδοσης-περισσότερο ωφέλιμο φορτίο ανά baud σε σύγκριση με το παλαιότερο σχήμα 8b/10b. Η διαμόρφωση PAM4 σε 100G SFP-μονάδες DD αντιπροσωπεύει μια άλλη, στριμώχνοντας δύο bit ανά σύμβολο για να διπλασιάσει την απόδοση χωρίς διπλασιασμό των ρυθμών γραμμής.

Αλλά ίσως η πιο υποτιμημένη βελτίωση της απόδοσης είναι απλώς η αξιοπιστία που προέρχεται από ώριμες διαδικασίες παραγωγής. Ένας πομποδέκτης που αποτυγχάνει μετά από τρία χρόνια κοστίζει περισσότερο-σε χρόνο αντιμετώπισης προβλημάτων, logistics αντικατάστασης και χρόνο διακοπής δικτύου-από έναν πομποδέκτη που κοστίζει 20% περισσότερο εκ των προτέρων, αλλά λειτουργεί για μια δεκαετία.

Τα εργοστάσια που παράγουν αυτές τις μονάδες έχουν επαναλάβει χιλιάδες βελτιώσεις στη διαδικασία. Πρωτόκολλα καθαρισμού φακών που αποτρέπουν τη μικρο-μόλυνση από την υποβάθμιση της σύζευξης λέιζερ. Προφίλ επαναροής συγκόλλησης βελτιστοποιημένα για μείωση της θερμικής καταπόνησης. Αυτοματοποιημένη οπτική ευθυγράμμιση που επιτυγχάνει ακρίβεια σε επίπεδο μικρών-. Τίποτα από αυτά δεν είναι λαμπερό. Όλα αυτά συμβάλλουν στους πομποδέκτες που λειτουργούν σωστά όταν τους συνδέετε και συνεχίζουν να λειτουργούν όταν έχετε ξεχάσει ότι υπάρχουν.

Το οποίο, τελικά, είναι ακριβώς αυτό που σημαίνει αποτελεσματικότητα σε αυτό το πλαίσιο: αόρατη αξιοπιστία σε κλίμακα.