14 марта в 15:22

Темные секреты «светлого бюджета»

Каким образом рассчитать бюджет оптики (света) и выбрать лучший оптический тап (ответвитель) для работы.



Используя пассивные оптические тапы компании IXIA, инженеры часто просят проверить бюджет оптики для того, чтобы выбрать тапы с наиболее подходящим коэффициентом деления, так как от коэффициента деления зависит и вносимое затухание.





Так что же это такое – «бюджет света», и как он считается?


На любом конце оптического линка находится трансивер. Трансивер как передает данные с помощью света на заданном уровне мощности, так и принимает свет. При приеме свет должен быть на достаточном уровне, чтобы поддерживать Bit Error Rate (BER) линка. Получение слишком низкого уровня света приводит к увеличению частоты ошибок. Большинство документации трансиверов указывает требуемый уровень светового сигнала (чувствительность фотоприемника – Receiver Sensitivity) для данного BER. Например, BER лучше, чем 10^-12 (десять в минус двенадцатой степени) должен иметь значение мощности лучше, чем -24 дБм. Если трансивер имеет мощность излучателя 4 дБм, то это значит, что суммарное затухание по тракту передачи должно быть менее 28 дБ. Это Максимальное Значение Затухания.


Фактическое затухание складывается из потерь, вносимых самим оптоволокном, любыми коннекторами на пути (в том числе патч-панелями) и любыми пассивными оптическими тапами, которые присутствуют в тракте. Кроме того, существуют хроматические дисперсионные эффекты, которые могут возникать при прогибах волокон и еще более ухудшают рабочие характеристики – они также должны быть включены в любые вычисления затухания. Суммирование потерь называется бюджетом затухания, и бюджет затухания всегда должен быть меньше, чем Максимальное Значение Затухания.


Давайте посмотрим на все параметры, которые составляют расчеты бюджета света (оптики).


1. Значения затухания трансиверов – уровни мощности излучателя и чувствительности приемника изменяются в зависимости от технологии и производителя. Ниже указаны мощность излучателя и чувствительность приемника одного из ведущих производителей 1G и 10G трансиверов.



Обращаем внимание, что значение затухания должно быть меньше разницы худшей средней мощности передатчика и чувствительности приемника. Как видно из таблицы, характеристики передаваемых мощностей могут широко варьироваться (часто более 6 дБ). Насколько реальное значение мощности ближе к лучшему теоретическому значению зависит от производителя и качества трансиверов.


2. Затухание кабеля – потери в кабеле зависят как от длины волны, так и от режима передачи света. Разница между поставщиком высококачественного волокна и поставщиком кабеля низкого качества также может быть значительной. Потери также будут варьироваться в зависимости от пройденного расстояния.


Типичные потери:


Многомод – (850 nm) 3дБ/км – кабель ОМ4 ближе к 2.5дБ/м, а ОМ3 – ближе к 3.5дБ/км;
Одномод – (1310 nm) 0.4дБ/км (тип OS 2);
Одномод – (1550 nm) 0.3дБ/км (тип OS 2).


Таким образом, в дата-центрах с использованием оптоволоконного кабеля 100 м потери для многомода значительны, но для одномода это не так важно. Вывод – если в дата-центре проблемы с бюджетом оптики (затухание), используйте одномод. Также применяйте более высокое качество (OM4), чтобы минимизировать затухание.


3. Затухание коннекторов– потери коннекторов зависят от того, как и где соединено оптоволокно. Наименьшее затухание возникает в случае качественного соединения коннектора с оптическим кабелем. Типичные потери:


Многомод – (850 nm) 0.3 дБ;
Одномод – (1310/1550 nm) 0.2 дБ.


«Полевые» соединения, которые сделаны «на скорую руку», вносят больше затухания, возможно до 1.0 дБ. Вывод – нужно по возможности избегать некачественных соединений «на скорую руку» и сводить к минимуму количество соединений на протяжении тракта.


4. Потери при сращивании – иногда более выгодно сращивать оптоволокно, чем использовать коннекторы. В данном случае затухание многомода аналогично с механическими коннекторами (около 0.3 дБ), хотя сращивание «сваркой», которое часто используется для одномодового кабеля, может быть лучше, чем 0.1 дБ. «Сварка» также более предпочтительна в экстремальных условиях использования.


5. Чистота волокна – одна пылинка может серьезно ухудшить характеристики оптики. Поэтому важно иметь защиту и заглушки на коннекторах, трансиверах и тапах.


6. Другие затухания – для одномодовых волоконно-оптических линий на длинных расстояниях допускается хроматическая дисперсия из-за того, что излучается не одна длина волны, а спектр незначительно отличающихся длин волн, которые распространяются с разной скоростью. Это влияние обычно можно игнорировать в дата-центрах.


Как только общий бюджет света (оптики) будет рассчитан, правильный коэффициент деления в тапах можно выбрать на основе вносимых потерь.


Примеры:


Рассмотрим два рабочих примера в дата-центре.


Случай 1: линия 5 метров внутри стойки используя 1G многомодовое оптоволокно.


А. Значение затухания света 9.00дБ.
B. Затухание кабеля 0.03дБ.
C. Затухание коннекторов 2*0.3дБ=0.6дБ.
D. Суммарное затухание A-B-C 8.37дБ.


В данном случае есть 8.37 дБ «бюджета света», доступный для использования любого из тапов. Затухание, вносимое Ixia Flex Taps, указано в даташитах на сайте производителя. В данном случае вносимое затухание многомод тапом 1G с коэффициентом деления 50/50 равно 4.5 дБ (без учета коннекторов). Значит, в данном случае никаких проблем не предвидится при использовании стандартного тапа 50/50.


Случай 2: линия 100 метров, используя 10G одномодовый кабель.


A. Значение затухания света 4.40 дБ.
B. Затухание кабеля 0.04 дБ.
C. Затухание коннекторов 4*0.2 дБ=0.8 дБ.
D. Суммарное затухание 3.56 дБ.


В данном случае при использовании оптического тапа может быть всего 3.5 дБ вносимого затухания. 10G одномодовый тап вносит затухание 3.7 дБ, что выше нужного лимита. Поэтому в данном случае целесообразно использовать тап с меньшим затуханием. Одномодовый Ixia Flex Tap с коэффициентом деления 60/40 вносит 2.8 дБ в линк, поэтому использование именно этого тапа снижает риски будущих проблем.


Автор: @Orest_ua
МУК
рейтинг 80,86

Комментарии (0)

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

Самое читаемое Администрирование