Оптические модули и типы коннекторов

• Оптические модули и типы коннекторов

Сетевое оборудование для передачи данных в сетях Ethernet, предоставляющее возможность подключения через оптическое волокно, имеет оптические порты. В них устанавливаются оптические модули, в которые уже может подключаться волокно. В каждый модуль встроен оптический передатчик (лазер) и приемник (фотоприемник). При классической передаче данных с их использованием предполагается использовать два оптических волокна — одно для приема, другое для передачи. На изображении снизу представлен коммутатор с оптическими портами и установленными модулями

В первую очередь модули различаются своими форм-факторами

SFP Small Form-Factor Pluggable представляет собой подключаемый модуль малого форм-фактора. Проще говоря, это небольшой трансивер, который может отправлять и получать данные по оптоволокну. Модули SFP подключаются к сетевому коммутатору или медиаконвертеру. Они поддерживают горячую замену, поэтому модули можно легко вставлять и извлекать. SFP также иногда называют miniGBIC (преобразователь гигабитного интерфейса). На данный момент SFP в основном заменяют старые и большие GBIC. Как видно из названия, модули SFP небольшие, вмещают всего 1-2 оптоволоконных разъема

SFP+ Enhanced Small Form-factor Pluggable. Имеют идентичный SFP размер. Схожий размер позволил сделать оборудование с портами, поддерживающими обычные SFP и SFP+. Такие порты могут работать в режимах 1000Base/10GBase. Лишь дальнобойные CWDM-модули имеют большую длину из-за радиатора. Используются для передачи данных на скоростях 10 Gb/s. Малые размеры придали некоторые особенности — для дальнобойных модулей бывают случаи слишком сильного нагрева. Поэтому для передачи более чем на 80 км таких модулей пока нет. На картинке снизу два модуля SFP+ — CWDM и обычный 10GEBase-LR

Описанные выше оптические модули передают сигнал в основном на длине волны 1310нм или 1550нм на двух волокнах (одно для передачи, другое для приема). Они имеют широкополосный фотоприемник и лазер, излучающий на определенной длине волны. Но имеется возможность использовать технологию WDM Wavelength Division Multiplexing (спектральное уплотнение каналов) по длине волны. Это дает возможность использовать меньшее количество волокон для организации нескольких каналов тем самым увеличивая пропускную способность одного волокна. Такие модули работают в паре, с одной стороны сигнал передается на длине волны 1310нм, с другой 1550нм. Это позволяет вместо двух волокон для организации одного канала использовать одно. Приемник на таких модулях так и остается широкополосным. Бывают как для 1GE, так и для 10GE. Снизу фотографии пары WDM-модулей с различными разъемами для подключения патч-кордов LC и SC

Оптические модули это активное оборудование, они потребляют электроэнергию и выделяют тепло. Это следует учитывать при подключении оборудования к электросети. Также коммутатор, заполненный мощными модулями под завязку, может потребовать дополнительного охлаждения

Не стоит забывать, что в оптические модули встроены лазеры, и с ними необходимо соблюдать некоторую технику безопасности. Конечно в большинстве случаев никакой угрозы они не предоставляют в силу слабой мощности, но бывали случаи, дальнобойные мощные 10GE модули могут вполне выжечь сетчатку глаза или оставить ожог, если использовать палец в качестве аттенюатора

Современные оптические модули имеют функцию DDM (Digital Diagnostics Monitoring) — в них встроен ряд сенсоров, через которые можно определить текущее значение некоторых параметров. Смотрится это через интерфейс оборудования, в которое установлен модуль. Самые важные параметры для вас — текущие принимаемая мощность и температура Порт на оборудовании (в большинстве случаев) загорается, если на модуль приходит сигнал достаточной мощности. Если соединить два двух-волоконных модуля одинарным патч-кордом (просто прием с передачей), с одной стороны, порт загорится, но работать при этом ничего не будет

Мощность может быть не только слабой. Если сигнал приходит слишком сильный, можно сжечь фотоприемник. Обычно это относится к дальнобойными мощным модулям, с дистанцией> 80 км. Для уменьшения мощности используют специальные аттенюаторы. Хотя если делаем в лабораторных условиях, можно просто намотать пару витков патч-корда на какую-нибудь ручку или карандаш

Оптические патч-корды. Нас будут интересовать следующие характеристики: дуплекс/симплекс (количество волокон), полировка (сейчас это UPC-синие или APC-зеленые), разъем (SC, LC, FC), многомодовость и длина. Конечно, важна еще и толщина сердцевины волокна, но сейчас на многомодовые обычные шнуры используют стандартную толщину

Пропускная способность

Модули SFP поддерживают скорость до 4,25 Гбит/с

Модули SFP + (расширенные сменные модули малого форм-фактора) поддерживают скорость до 16 Гбит/с

В основном вы будете встречать следующее обозначение шнуров — ШО-2SM-SC/UPC-SC/UPC-3.0. Это расшифровывается следующим образом: Шнур Оптический Дуплексный Одномодовый (Single-Mode) с разъемами SC и полировкой UPC с одной стороны и SC-UPC с другой длиной 3.0 метра. Соответственно, например, ШО-SM-LC/APC-SC/APC-15.0 — одномодовый дуплексный шнур с разъемами LC-LC и гравировкой APC длиной 15 метров