Волоконно-оптические трансиверы компании «Файбер Трейд». Часть 2

Журнал РАДИОЛОЦМАН, февраль 2018

ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНАЯ РОССИЯ

Юрий Петропавловский

В каталоге «Файбер Трейд» 2017 года представлено несколько десятков артикулов (исполнений) модулей SFP (Рисунок 5), отличающихся скоростью передачи данных (0.1-4.25 Гбит/с) и рабочим расстоянием (от 300 м до 200 км). Модули соответствуют требованиям MSA и спецификаций SFF-8472; эти спецификации поддерживают более 60 компаний, в том числе многие из перечисленных выше. Все исполнения модулей с рабочим расстоянием до 80 км выпускаются в трех климатических вариантах – 0…70 °С, –10…+80 °С, –40…+85 °С (температура окружающей среды).


Рисунок 5.	Модули SFP «Файбер Трейд».

Основные особенности и параметры модулей:

Длины волн передатчиков: 850 нм, 1310 нм, 1490 нм, 1550 нм (ближний инфракрасный диапазон спектра);
Типы модулей: одноволоконные, двухволоконные, с режимами CWDM и DWDM, с разъемами RJ45;
Напряжение питания/ток потребления: 3.3 В/300 мА;
Мощность передатчиков/чувствительность приемников: –18…+6 дБм/–37…–15 дБм;
Габариты: 58.4 × 13.9 × 12.6 мм

К этой группе относятся и Copper SFP трансиверы форматов Gigabit Ethernet и 1000BASE-T, выполненные в соответствии со стандартами IEEE 802.3-2002 и IEEE 802.3ab. Трансиверы обеспечивают передачу цифровых сигналов по витой паре со скоростью 10-1000 Мбит/с на расстояние до 100 метров.

Основные особенности всех ВОТ, выпускаемых «Файбер Трейд», приведены на Рисунке 6. Как видно из рисунка, многие модули обеспечивают режимы работы CWDM и DWDM.


Рисунок 6.	Номенклатура ВОТ «Файбер Трейд».

Технология глубокого спектрального мультиплексирования – CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) позволяет одновременно передавать несколько информационных каналов по одному оптическому волокну на различных несущих частотах (рекомендации международного союза электросвязи ITU-T.G.694.2). Передача сигналов в режиме CWDM производится в диапазоне 1260-1630 нм на 18 каналах с шагом 20 нм (распределение каналов по ITU-T. G.652 Fiber показано на Рисунке 7).


Рисунок 7.	Распределение каналов CWDM.

Технология плотного спектрального мультиплексирования – DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) позволяет одновременно передавать по одному оптическому волокну до 160 независимых информационных каналов на различных оптических несущих. Частотный план для DWDM определяется стандартом ITU G.694.1. Comancho. На Рисунке 8 показаны каналы для DWDM в С- и L-диапазонах на фоне спектрального распределения CWDM. Системы с DWDM предъявляют более высокие требования к компонентам оборудования, чем CWDM системы: важны такие параметры как ширина спектра источника излучения и качество узкополосных оптических фильтров, что отражается на стоимости систем.


Рисунок 8.	Распределение каналов DWDM.

В заключение коротко рассмотрим особенности ВОТ различных форм-факторов, представленных в каталоге «Файбер Трейд» 2017 года.

SFP+ (Enhanced Small Form-factor Pluggable)
Модули этого форм-фактора по внешнему виду и габаритам незначительно отличаются от модулей SFP. Эта улучшенная версия SFP модулей позволяет организовать симплексные и дуплексные каналы связи со скоростью передачи данных до 10 Гбит/с на длинах волн 850/1310/1550 нм в режимах CWDM/DWDM. Поддерживаемые протоколы: SONET/SDH, Fiber Channel, Gigabit Ethernet, 10Gigabit Ethernet и другие.

SFP LTE, SFP+ LTE
Модули форм-фактора SFP, предназначенные для работы в сетях сотовой связи LTE с поддержкой протоколов CPRI: 2.458/1.229/0.614 Гбит/c и OBSAI: 3.072/1.536/0.76 Гбит/с. Габариты и внешний вид – как у модулей SFP.

SFP 28
Модули форм-фактора SFP с поддержкой протокола 25G Ethernet, обеспечивающие скорость передачи данных до 25 Гбит/с (Рисунок 9).


Рисунок 9.	Модуль SFP28.

XFP (10Gbit Small Form-factor Pluggable)
Протоколо-независимые оптические трансиверы «горячей» замены (Рисунок 10). Поддерживаемые протоколы: 10-Gbit/s Sonet/SDH, 10 Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Fiber Channel, SONET OC-192 & SDH STM 64, 10GBASE-ER/EW, DWDM Networks. В модули встроена система цифрового мониторинга (DDM), позволяющая в реальном времени контролировать целый ряд параметров и режимов работы модулей, например, выходную мощность передатчика, уровень входного оптического сигнала, ток лазера, ток смещения фотоприемника, напряжение питания и другие.


Рисунок 10.	Модули XFP.

Х2
Внешний вид ВОТ этого форм-фактора показан на Рисунке 11. Модули Х2 отличаются повышенной выходной мощностью передатчика (до 5 дБм) и потребляемой мощностью (порядка 4 Вт), в связи с чем в конструкции предусмотрены теплоотводы. Приборы поддерживают различные протоколы со скоростью передачи данных до 10 Гбит/с и дальностью связи до 80 км.


Рисунок 11.	Модули Х2.

XENPAK
Эти трансиверы первого форм-фактора обеспечивают передачу данных по двум одномодовым (дальность 10-80 км) или многомодовым (до 500 м) оптическим волокнам со скоростью до 10 Гбит/с. Поддерживаемые протоколы – 10GBASE SR 10G Ethernet, 10GBASE-LR 10G Ethernet (Рисунок 12).


Рисунок 12.	Модули XENPAK.

QSFP+


Рисунок 13.	Модули QSFP+.

Компактные оптические трансиверы, выполненные в соответствии с новым промышленным стандартом Quad Small Form-factor Pluggable Plus – QSFP+ (Рисунок 13). Модули предназначены для дуплексной передачи данных по двум одномодовым или многомодовым оптическим волокнам со скоростью до 40 Гбит/с. Стандарт QSFP+ предусматривает применение твинаксиального пассивного оптического кабеля 40G QSFP+, заменяющего по своим характеристикам четыре стандартных кабеля SFP+. Для примера, на Рисунке 14 показаны четыре кабеля SFP+ и заменяющий их кабель 40G QSFP+. При использовании кабелей 40G QSFP+ в телекоммуникационном оборудовании достигается более высокая плотность портов, экономичность, и снижается энергопотребление в сравнении с системами на основе SFP+ кабелей.


Рисунок 14.	Оптические кабели.

QSFP28
Компактные модули этого форм-фактора (Рисунок 15) предназначены для портов высокой плотности в центрах обработки данных (ЦОД), в высокопроизводительных вычислительных сетях и транспортных сетях провайдеров. В модули интегрированы четыре трансивера 25 Гбит/с с лазерами, работающими на длине волны 1310 нм. Приборы соответствуют спецификациям SFF-8661.


Рисунок 15.	Модуль QSFP28.

CFP
Съемные оптические трансиверы форм-фактора С (С form-factor pluggable) предназначены для дуплексной передачи данных по четырем или десяти каналам в обоих направлениях со скоростями 25 Гбит/с или 10 Гбит/с в каждом канале с общей пропускной способностью 40 Гбит/с или 100 Гбит/с (Рисунок 16).


Рисунок 16.	Модуль CFP.

CFP2
Более компактная версия модулей CFP. Применение этих модулей позволяет увеличить плотность портов оборудования практически в два раза. Внешний вид модуля CFP2 показан на Рисунке 17.


Рисунок 17.	Модуль CFP2.

CFP4


Рисунок 18.	Модуль CFP4.

Самый компактный модуль среди трансиверов форм-фактора С (Рисунок 18). Его габариты примерно такие же, как у модулей XFP. Приборы поддерживают протокол 100G Ethernet и могут обеспечивать передачу данных на расстояние до 10 км со скоростью до 100 Гбит/с.