Који каблови раде за оптичке преносаче?

Успоређивање врста кабела са интерфејсима оптичких преносача

Како интерфејси СФП+, КСФП28, ОСФП и ЦОБО диктују компатибилност кабла

Различити интерфејси оптичких преносача као што су СФП+, КСФП28, ОСФП и ЦОБО имају своје специфичне захтеве када је у питању физички простор, електричне везе и управљање топлотом, што све утиче на то која врста каблова може заправо радити са њима. СФП+ портови управљају брзинама од 10Г до 25Г и узимају или ЛЦ дуплексно влакно или оне пасивне или активне ДАЦ кабеле које већина људи познаје. Прелазак на QSFP28 за 100G значи да се морамо бавити густијим MPO-12 влаконним или DAC каблима којима је потребно веома пажљиво усоглашавање импеданце. Затим постоји новији OSFP стандард који подржава масивне опсеге од 400G до 800G кроз дубље посуде и боље системе хлађења. За то су потребни или МПО-16 каблови или специјални биљни бакарни каблови способни за управљање преко 56 Гбит/с по ленји. И на крају, имамо COBO, скраћеница за Конзорцијум за оптика на броду, који иде још даље и потпуно елиминише оне прикључне коннекторе. Уместо тога, оптике се интегришу директно на плочу штампаних кола прекидача, што значи да техничарима требају прилагођени каблови на нивоу плоче уместо само замене делова у пољу. Покушавање да се примори погрешан тип кабла, рецимо стављање OSFP кабела у QSFP28 порт, често резултира оштећеним опремом због разлика у величини између компоненти, нешто против чега OSFP MSA Спецификација верзија 3.0 дефинитивно упозорава.

Интегритет електричног против оптичког сигнала: Зашто избор кабела утиче на буџет и БЕР везе

Избор кабла игра критичну улогу у одржавању интегритета сигнала, посебно када је у питању буџет веза и стопа грешке бита (БЕР). Медни кабли за директно причвршћивање (ДАЦ) имају тенденцију да пате од значајног губитка уноса, понекад достижу око 30 ДБ на километар брзинама од 25 Гбит / с. Ови бакарни каблови се такође лако покваре због електромагнетних интерференција (ЕМИ), што ограничава њихову поуздану радничку удаљеност на око 7 метара максимум. Оптичко влакно пружа много боље перформансе у погледу губитка сигнала. Једномодно влакно (СМФ) обично показује само око 0,4 ДБ на км, док мултимодно влакно (ММФ) генерално пада негде између 2,5 и 3,5 ДБ на км у зависности од специфичне класе влакана и оперативне таласне дужине. Али постоји улов са ММФ-ом на већим брзинама - модална дисперзија почиње да постаје главни допринос BER проблемима када пређемо 25G брзине, посебно када удаљености прелазе 100 метара. Недавна истраживања објављена у часопису ИЕЕЕ Фотоника 2023. године показала су да ОМ5 влакна смањују БЕР за отприлике 60% у поређењу са старијим ОМ3 влакнама када раде на 400G преко 150 метара. Ово истиче сложену интеракцију између својстава опсежног опсега влакана, карактеристика дисперзије и како су наши преносачи заправо осетљиви. Када се укупни губитак сигнала акумулише изван онога што преносач може да управља (као што су обични КСФП28 модули којима је потребна снага сигнала најмање -12 дБм), проблеми настају због ствари као што су прекомерни губици кабела или рефлексије које узрокују джи То на крају доводи до тога да се пакети трајно изгубе. Дакле, инжењери не би требали гледати само на основне брзине података када процењују системе. Они заиста треба да провере стварне параметре кабла као што су нивои атенуације, мерења повратних губитака и дисперзије према захтевима изводилаца за одређени буџет везе и стандардима тестирања у складу са стандардима, уместо да се ослањају само на рекламиране могућности брзине.

Оптички кабли за оптичке преносаче дугих досега

Једномодно влакно (СМФ) против мултимодно влакно (ММФ): Раздаљина, опсег и разбијање

Када се размотри оптичка веза изнад 300 метара, одлучивање између једномодног влакана (SMF) и мултимодног влакана (MMF) заправо се свезује на три главна фактора: колико далеко сигнал треба да иде, колико дисперзије систем може да носи и шта има смисла са бюджетног становишта. СМФ има ову малу величину језгра од око 8 до 10 микрометара што значи да носи само један начин ширења. Ово елиминише те узнемирујуће проблеме са модалном дисперзијом и омогућава сигналима да путују преко 100 километара без потребе за понављачима, због чега се телекомуникационе компаније и оператери метро мреже толико ослањају на то. Плус, СМФ има прилично импресивно ниску стопу атенуације од око 0,4 ДБ по километру када ради на таласним дужинама од 1550 НМ. А када се комбинујемо са модулима за компензацију дисперзије или кохерентном оптичком технологијом, можемо да продужимо те удаљености још даље. С друге стране, ММФ влакна имају много веће језгра у распону од 50 до 62,5 микрометра. Они олакшавају повезивање са VCSEL базирани преносницима, али долазе са својим главобољом због модалне дисперзије која ограничава стварне радне удаљености. На пример, OM4 влакно може да нас одведе до 150 метара са брзинама 400G-SR8, док старије OM3 влакно тежи да прође преко 70 метара. Оба типа влакана се баве проблемима хроматске дисперзије, иако слатка тачка СМФ-а на таласној дужини око 1310 нм у комбинацији са установљеним методама компензације даје му предност у маржинама перформанси. Чак и ММФ са подељеним индексима покушава да се бори против модалног ширења побољшањем дизајна, али на крају се суочава са неизбежним компромисима у вези са просеком ленте и удаљеношћу који долазе са ширењем сигнала на више путева.

OM3/OM4/OM5 Водич за избор ММФ-а за распоређивање оптичких пријемника у центрима података

За центри података ограничени на удаљености испод 150 метара, ММ3, ОМ4 и ОМ5 мултимод влакана пружају све боље перформансе када се користе са паралелним оптичким преносачима као што су СР4, СР8 или СВДМ4. Хајде да погледамо детаље. OM3 може да управља 10 Гигабит Етернет сигналима до 300 метара, док подржава 40 или 100 ГбЕ везе у оквиру 100 метара. OM4 иде даље проширећи ове опсеге на око 400 метара за 10ГбЕ и 150 метара за 40/100ГбЕ јер има много већу ефикасну модалну опсегу од 4.700 МГц·км. Затим постоји ОМ5 који одржава компатибилност са ОМ4 хардвером али доноси нешто додатно на сто. Она проширује могућности опсежног распона између таласних дужина 850 и 953 нанометра, чиме је могуће покренути кратковолно дивизијско мултиплексирање (SWDM) за брзине од 40 до 400 ГбЕ користећи само један пар влакана уместо вишеструких. На таласној дужини од 953 nm, ОМ5 нуди минимални ефикасни модални опсег од 6.000 МГц.км, тако да пуне 400G-SWDM4 операције добро раде на удаљености од 150 метара са смањеном количином влакана и једноставнијим уређењима кабловања. Иако ОМ5 обично кошта око 20 посто више од ОМ4, ова инвестиција се исплаћује јер припрема мреже за будуће технологије преносача без потребе за скупим пројектима рекаблирања касније. Међутим, једна ствар која вреди напоменути је да је прави одговарајући однос веома важан. Сви ови типови влакана треба пажљиво спајати са специфичним емитерским преносачима као што је VCSEL оптимизовано мултимодно влакно, а не старије опције ЛЕД класе. Такође је важно осигурати исправне подешавања таласне дужине током инсталације како би се спречили проблеми са кашњењем диференцијалног режима који би могли да смањи стопе грешке бита током времена.

Кабели на бази бакра за интерконнекције оптичких преносача кратке достига

За оптичке преносиве међусобно повезивање испод 7 метаракао што су везе унутар рака или суседних кабинетакабели на бази бакра пружају убедљиве предности у трошковима, ефикасности енергије и једноставности. Они елиминишу потребу за оптичко-електричном конверзијом, смањујући латентност и број компоненти, док одржавају верност сигнала у њиховој оперативној обвивци.

Директно причвршћени бакарни кабли: Трошкови, снага и топлотне границе до 7 м

ДАЦ каблови комбинују двоосилне бакарне проводнике са модулима за пријем преноса као што су СФП+ и КУСФП28 како би обезбедили пасивне везе са веома малом латентношћу. Ови каблови обично долазе око 30 до 50 посто јефтиније по порту у поређењу са куповином оба оптичка преносила и фиберних пач кабела одвојено. Пошто нема активних компоненти унутар њих, ДАЦ не троше никакву додатну енергију и готово да не производе топлоту, што ствари олакшава када се дизајнирају системи за хлађење густих серверских реков и прекидача. Али постоји и улов. Начин на који шаљу сигнале електрично значи да пате од губитка сигнала који се погоршава с повећањем фреквенције, плус интерференција између суседних жица постаје проблем. То ограничава даљину на коју могу да раде поуздано на око седам метара за 25G NRZ брзине и само три метра за 56G PAM4 везе. Када прођемо око пет метара, електромагнетне интерференције постају стварни проблем посебно ако су у близини напајача који се укључе и искључе или других извора радио фреквенције. И док се брзине преноса података повећавају заједно са дужином кабела, сами кабли почињу да се загревају, па већина произвођача препоручује додавање грејача за све изнад 25 Г када се ради континуирано на пуном капацитету.

Активни оптички каблови (АОЦ): Алтернативи са малом касношћу и отпорним на ЕМИ са проширеним дометом

Активни оптички каблови имају мале оптичке компоненте унутар њихових конектора, посебно ВЦСЕЛ-е и фотодиоде, који заправо претварају електричне сигнале у светлост у средини самог кабла. То значи да они задржавају исту једноставну функционалност за прикључавање и играње као и обични ДАЦ каблови, али могу да се протежу на много дуже растојање, било где од 30 метара до 100 метара у зависности од брзине коју су потребни подаци и коју врсту модулације сигнала се Ови каблови имају веома ниску кашњење, додајући мање од пола наносекунди кашњења, и не могу бити померани ни електромагнетним интерференцијама. То их чини савршеним за места као што су фабрички под пуни машинерија или подручја близу моћне радио фреквентне опреме. Иако АОЦ кошта око 20 до 30 посто више од стандардних пасивних ДАЦ-а, они штеде новац током времена јер генеришу мање топлоте. Потрошња енергије обично је између 1,5 и 2,5 вата у поређењу са око 3 до 4 вата за активне ДАЦ-е са сличним брзинама. Плус, пошто ови каблови боље управљају вибрацијама и нису погођени проблемима са заземљавањем, они посебно добро раде у апликацијама као што су високофреквентни трговачки системи или компјутери са крајем где свака микросекунда рачуна за перформансе.

Често постављене питања

Који су главни фактори који одређују компатибилност кабела са интерфејсима оптичких преносача као што су СФП+, КСФП28, ОСФП и ЦОБО?

Компатибилност кабла одређује се захтевима за физички простор, електричне везе и управљање топлотом специфичним за сваки интерфејс оптичког пријемника. Коришћење правог типа кабла је од суштинског значаја да би се избегло оштећење опреме због разлика у величини између компоненти.

Како се бакарни кабли за директну причвршћивање (ДАЦ) упоређују са оптичким влаконцем у погледу интегритета сигнала?

Бакарни ДАЦ доживљавају већи губитак уноса и подложни су електромагнетним интерференцијама, што ограничава њихову радној удаљености. Једномодно оптичко влакно нуди бољу перформансу са мањим губитком сигнала и дужим дометом, иако се мултимодно оптоварење дисперира на већим брзинама.

Које су предности активних оптичких кабела (АОЦ) у односу на кабеле од бакра (ДАЦ)?

Активни оптички каблови користе оптичке компоненте унутар кабла за претварање електричних сигнала у светлост, омогућавајући дуже растојање без електромагнетних интерференција. Они одржавају ниску латентност и ефикаснији су у погледу потрошње енергије и производње топлоте током времена, у поређењу са ДАЦ-овима.