Els transceptors òptics redueixen la pèrdua de senyal

 

La degradació del senyal sempre ha estat el maldecap més gran de la transmissió de dades a llarga-distància. He treballat amb instal·lacions de xarxa on els cables de coure no podien empènyer les dades més enllà de 100 metres sense una caiguda de qualitat significativa. Aquí és ontransceptors òpticsentren en joc, i sincerament, la diferència és la nit i el dia.

 

Per què és important la pèrdua de senyal

 

Això és el que la majoria de la gent no s'adona-cada metre de cable actua com una petita resistència. Amb el coure tradicional, estàs lluitant contra la física mateixa. Els senyals elèctrics es debiliten mentre viatgen, capten interferències dels cables propers i quan arriben al seu destí? Bé, diguem que el destinatari no rep el que heu enviat.

Però a la llum no li importa les interferències electromagnètiques. Antransceptor òpticconverteix els senyals elèctrics en òptics, enviant-los a través de la fibra gairebé a la velocitat de la llum (d'acord, uns 200.000 km/s en fibra, però qui està comptant). La bellesa aquí és que els fotons no perden energia de la mateixa manera que ho fan els electrons a distància.

 

 

Els números no menteixen

 

He extret algunes dades-reals d'un projecte recent de centre de dades. Cable estàndard Cat6? Esteu observant aproximadament 20-30 dB de pèrdua per quilòmetre a 1 GHz. Fibra d'-mode únic amb transceptors de qualitat? Potser 0,3-0,5 dB/km a una longitud d'ona de 1550 nm. Això no només és millor, sinó que està en una lliga completament diferent.

Un dels projectes que vam fer l'any passat implicava una xarxa de campus de 15 quilòmetres. Amb repetidors de coure, hauríem necessitat de 7 a 8 punts d'amplificació intermedis. Utilitzant fibra i adequadatransceptors, hem anat punt-a-punt. Zero repetidors. La inversió inicial va ser més alta, és clar, però només els costos de manteniment van pagar la diferència en menys de dos anys.

 

Com funcionen realment

 

 

Dins d'aquests mòduls-i n'he obert més d'uns quants durant les sessions de resolució de problemes-tens essencialment dos components principals que treballen junts. El costat del transmissor pren el vostre senyal elèctric i utilitza un díode làser (o LED per a distàncies més curtes) per crear polsos de llum. El costat del receptor fa el contrari, utilitzant un fotodíode per convertir la llum entrant de nou en corrent elèctric.

La part intel·ligent? Els transceptors moderns inclouen una cosa anomenada diagnòstic digital. Podeu controlar els nivells de potència òptica en-temps real, la qual cosa significa que sabeu exactament quan la qualitat del senyal comença a baixar abans que es converteixi en un problema. Ens ha estalviat la cansalada més vegades de les que puc comptar.

 

Rendiment a distància que realment importa

 

Els mòduls-de curt abast (850 nm multimode) solen manejar 300-550 metres molt bé. Els fem servir constantment perquè el servidor-per-canviï les connexions dins dels bastidors. Però aquí és on es fa interessant-long{11}}abast de les versions en mode únic de 1310 nm o 1550 nm? He vist recorreguts certificats que superen els 80 quilòmetres amb la força del senyal encara dins dels paràmetres acceptables.

Hi ha una instal·lació que connecta dos edificis d'una petita ciutat. Dinou quilòmetres de fibra, transceptors 10GBASE-LR a cada extrem i la taxa d'error de bits es manté per sota de 10^-12. Prova-ho amb coure. De debò, prova-ho.

 

El que realment estàs evitant

 

Les fluctuacions de temperatura amb prou feines toquen els senyals òptics en comparació amb el coure. He supervisat els enllaços que passen per vies no-climàtiques- controlades on la temperatura ambient oscil·la 40 graus entre el dia i la nit. Les connexions elèctriques properes mostren una variació notable de rendiment. Els enllaços de fibra? Estable com la roca.

La diafonia és un altre-problema. Agrupeu 288 fils de fibra en un sol cable-cap problema. Proveu d'agrupar tants parells de coure sense blindatge especialitzat i, bàsicament, heu creat una granja d'antenes. Cada parella interfereix amb els seus veïns i tancs de qualitat de senyal.

 

 

La realitat dels costos (perquè el pressupost és important)

 

Mira, no pretendré que els transceptors siguin barats. Un mòdul SFP+ de 10G de qualitat té un cost de 200 a 500 dòlars, depenent de la marca i les especificacions. Però aquí teniu el càlcul que importa: durant un desplegament de 10 anys, gasteu potser 50 dòlars anuals per transceptor quan teniu en compte les taxes de substitució. Compareu-ho amb el consum d'energia dels repetidors de coure (uns 15-30 watts cadascun), més els costos de refrigeració i les visites de manteniment. La solució de fibra normalment es trenca al voltant de l'any 3-4, i després estalvia diners cada any.

 

Coses pràctiques d'instal·lació de les quals ningú parla

 

La neteja del connector és crucial i sovint es passa per alt. Una part de pols a l'extrem d'una fibra-estem parlant de partícules microscòpiques-pot provocar una pèrdua d'1-2 dB o més. Sempre guardo els subministraments de neteja al meu kit perquè he vist que els cables nous s'embruten directament de l'embalatge.

A més, el radi de curvatura importa més del que pensen la majoria d'instal·ladors. La fibra pot suportar una mica de flexió, però la doblegueu massa bruscament i esteu introduint microfractures que dispersen la llum. El senyal podria funcionar inicialment, però sis mesos després esteu solucionant la misteriosa pèrdua de paquets.

 

On aquesta tecnologia brilla realment

 

Els centres de dades amb enllaços 400G i 800G requereixen absolutament transmissió òptica. Simplement no hi ha cap alternativa de coure a aquestes velocitats a distàncies significatives. Fins i tot l'Ethernet 100G arriba a un màxim de 10 metres en cables twinax especialitzats, i això ho està impulsant.

Els proveïdors de telecomunicacions han estat utilitzant l'òpticatransceptorsdes de fa dècades, però el que ha canviat és el punt de cost. El que abans era tecnologia de telecomunicacions-només ara és estàndard a les xarxes empresarials, els desplegaments de campus, fins i tot algunes instal·lacions domèstiques-de gamma alta.

 

El futur es veu encara millor

 

Els mòduls de-última generació superen els 1 Tbps per longitud d'ona mitjançant esquemes de modulació avançats. Les empreses estan treballant en transceptors 1.6T connectables ara. La física de la transmissió de la llum ens dóna més marge per augmentar la velocitat que el coure.

A més, la infraestructura de fibra real sovint pot suportar transceptors més ràpids sense substituir-los. He actualitzat les xarxes d'1G a 10G a 40G utilitzant les mateixes tirades de fibra, només canviant els mòduls del transceptor. Aquesta és la flexibilitat d'actualització que no obteniu amb el coure.

 

Conclusió del camp

 

Després de treballar amb ambdues tecnologies durant anys, puc dir-vos que la reducció de la pèrdua de senyal dels transceptors òptics no és només una millora de la fitxa d'especificacions-és la diferència entre una xarxa que amb prou feines funciona i una que només funciona. El factor de fiabilitat per si sol justifica la inversió en la majoria dels escenaris on la distància supera els 100 metres o les velocitats superen els 1 Gbps.

La tecnologia no és perfecta. Necessiteu una manipulació més acurada, els connectors requereixen manteniment i els costos inicials són més elevats. Però per a la integritat del senyal a distància? No s'acosta res més. Ni tan sols al mateix estadi.