SFP.BY

оптические модули, WDM трансиверы, медиаконвертеры
Телефон отдела продаж
+37517 399-99-67

Оптические модули SFP, SFP+, XFP, QSFP и CFP.

Общая информация

Применение оптических технологий при построении телекоммуникационных сетей уже давно получило массовый характер. Практически всё современное телекоммуникационное оборудование имеет на борту слоты для подключения оптических трансиверов (англ. transceiver, transmitter and receiver) различных форм факторов (GBIC, SFP, SFP+, XFP, QSFP, CFP), предназначенных для различных скоростей передачи и конкретных целей заказчиков.

оптические трасиверы SFP SFP+ XFP CFP QSFP GBIC

Рисунок 1. Разные типы модулей.

Трансиверы предназначены для преобразования электрических сигналов на передающей стороне в оптические импульсы на заданных длинах волн в волоконно-оптической линии и обратно в электрические на приёмной стороне. Ранее оптические порты монтировались в платы активного оборудования, но с ростом вариантов сопряжением оборудования с применяемыми оптическими технологиями появилась необходимость разделения частей, отвечающих за обработку информации и за ее передачу.

Оптические трансиверы представляют собой компактные сменные модули стандартизированных форм-факторов и имеющие различные параметры передачи оптических сигналов. Это позволяет унифицировать оборудование для возможности использовать в одном коммутаторе модули различных типов, например, для работы с разноудалёнными абонентами, с абонентами, работающими на разных скоростях передачи, а так же оптимизирует затраты при реконструкции оптических сетей за счёт применения систем спектрального уплотнения и мультиплексирования (WDM, CWDM, DWDM).

Оптические модули SFP

Наиболее распространённым и дешёвым стандартом сменных оптических модулей является SFP (англ. Small Form-factor Pluggable). Это модули малогабаритной конструкции в продолговатом металлическом корпусе. С одной стороны модуль имеет разъём для подключения в коммутационное оборудование, а со второй стороны в модуле имеется два оптических порта (duplex): излучателя (Tx) и фотоприемника (Rx) для работы в двухволоконном режиме, либо один оптический порт (simplex), для одноволоконных SFP. В таких модулях направление передачи и приема разделяется внутри модуля с помощью встроенного WDM-мультиплексора BOSA (англ. Bidirectional Optical Sub-Assemblies) на разных парах длин волн приёма и передачи. SFP модули так же могут иметь порт с разъёмом RJ-45 (8p8c) для подключения медного кабеля UTP. В оптических портах трансиверов применяют разъёмы типов LC и SC.

SFP модули OPL

Рисунок 2. Различные типы коннекторов SFP модулей.

Стандарт SFP предусматривает передачу информации со скоростью 100 Мбит/с и 1Гбит/с, либо только 100 Мбит/с. Для передачи более высокоскоростных потоков расширена спецификация SFP (2.5 Гбит/с), а так же существуют SFP+ (10 Гбит/с), XFP (10 Гбит/с), QSFP+ (40 Гбит/с), CFP, CFP2, CXP (100 Гбит/с). Для работы на больших скоростях применяются технологии суммирования потоков методом мультиплексирования.

Оптическое волокно

Для передачи сигналов используется два типа оптического волокна одномодовые (англ. single mode) SM и многомодовые (англ. multi mode) MM. Если в оптическом волокне возникает две и более моды – то это волокно считается многомодовым. На простом языке мода – траектория распространения светового луча. В одномодовом волокне такая траектория одна, которая как бы скользит вдоль по сердцевине. В такое волокно достаточно тяжело ввести световой луч с большой мощностью, но этот луч можно передать на большее расстояние, чем в многомодовом волокне. У многомодового волокна лучи многократно отражаются от границы сердцевины и оболочки, из-за чего световой поток быстрее затухает и появляются негативные явления в виде дисперсии, а именно, шлейф каждого светового импульса. Это происходит из-за разного расстояния траекторий прохождения световых лучей. Ввести луч света в такое волокно достаточно легко, потому вместо лазерных диодов иногда в модулях применяют светодиоды, работающие на длине волны 850 нм но дальность таких линий связи не превышает 2 км., а при увеличении скорости передачи данных до 10 Гбит/с - уменьшается до 300 м.

многомодовое оптическое волокно

Рисунок 3. Многомодовое волокно.

одномодовое оптическое волокно

Рисунок 4. Одномодовое волокно.

Для многомодовых оптических волокон применяют значения длины волны 850 и 1310 нм. Длина волны измеряется в нано метрах (нм) и передаёт значение, на котором передаётся наибольшая мощность оптического сигнала. Рабочие длины волн обычно указываются в маркировке модулей и для одномодовых волокон обычно находятся в промежутке между 1310 и 1550 нм. Благодаря применению узкополосных лазерных диодов и улучшения технологии производства оптического волокна, получила своё развитие система CWDM (англ. Coarse Wavelength Division Multiplexing), оптические каналы которой лежат в диапазоне от 1270 до 1610 нм.

Затухание оптического сигнала

Сравнение коннекторов SC-UPC и SC-APC

Рисунок 5. Коннекторы SC со шлифовкой APC и UPC.

По мере прохождения оптического сигнала по волокну его мощность теряется. Наибольшие потери происходят на разъёмных соединениях. На разъёмах с типом полировки/шлифовки PC, SPC, UPS вносимое затухание составляет примерно 0,2 дБ, на разъёмах с типом полировки/шлифовки APC оно меньше, и составляет порядка 0,3 дБ. Все коннекторы с типом APC обозначаются зелёным цветом и не совместимы с любыми другими синего цвета! Дополнительные затухания вносятся сварными соединениями и обычно не превышают 0,1 дБ, однако на практике при качественной сварке и укладке оптического волокна специалистами, часто находятся в пределах 0,01-0,06 дБ. По мере прохождения светового потока по оптическому волокну происходит ослабление его мощности. Такое затухание называется километрическим и возникает в силу того, что в оптическом волокне присутствуют различные примеси и неоднородности. Для одномодового кабеля километрическое затухание  обычно составляет 0,25-0,5 дБ/км, а для многомодового кабеля находится в пределах 1-4 дБ/км. Это значение сильно зависит от используемого типа оптического волокна и рабочих длинах распространяемых волн.

Оптический бюджет

Общее затухание волоконно-оптической линии можно рассчитать самостоятельно, сложив все разъёмные и неразъёмные соединения оптического волокна, а так же длину кабельной трассы и получить примерное (расчётное) значение, а можно измерить оптическим тестером или рефлектометром. Важными параметрами трансиверов являются: выходная мощность передатчика (англ. transmitter output power) и чувствительность приемника (англ. receiver sensitivity), это паспортные величины. Разность показаний уровня сигнала на выходе передатчика и на входе приёмника даёт нам оптический бюджет (энергетический потенциал). Оптический бюджет (англ. optical budget) трансиверов не должен превышать общего затухания волоконно-оптической линии! Чаще всего на маркировке модулей указывается значение, выраженное в километрах (км). Это позволяет не углубляться в математические расчёты, а выбрать трансивер, основываясь на общей длине волоконно-оптической трассы.

маркировка оптического модуля

Рисунок 6. Маркировка оптического модуля.

Технические особенности

Все модули поддерживают режим «горячей замены» (англ. HotSwap) и функцию цифрового диагностического мониторинга DDM (англ. Digital Diagnostics Monitoring), которая позволяет контролировать внутреннюю температуру, напряжение источника питания, ток смещения лазера, выходную мощность лазера и уровень принимаемого оптического сигнала. В модули вшита микропрограмма, которая хранит информацию о производителе (Finisar, Cisco, HP, Huawei, Avago, JDSU, INTEL, D-link, MlaxLink, OPL и др.), технических параметрах (тип коннектора, номинальная скорость передачи, поддерживаемое расстояние и др.) и серийном номере.

При заказе оптических модулей, обязательно предупреждайте менеджера, с каким оборудованием Вы собираетесь их использовать. Для некоторых типов оборудования необходимо указывать особые параметры в микропрограмме, а для некоторых типов оборудования и вовсе необходима изменённая аппаратная часть модуля.

exit 2013 - 2017