Cáp quang 100G: Cách chọn loại cáp phù hợp cho Ethernet 100 Gigabit

Bước nhảy từ 10G lên 100G không chỉ “nhanh hơn 10 lần”. Về cơ bản, đó là một kiến ​​trúc cáp khác biệt - các loại sợi khác nhau, định dạng đầu nối khác nhau, mô-đun thu phát khác nhau và giới hạn phạm vi tiếp cận khác nhau tùy thuộc vào các lựa chọn bạn thực hiện trước khi kéo một cáp.

Tôi đã xem các nhóm trung tâm dữ liệu mua cáp trung kế đa chế độ OM3 trị giá 40.000 đô la chỉ để phát hiện ra rằng quang học 100G QSFP28 của họ cần tối thiểu OM4 cho quãng đường họ đang chạy. Đó là một sai lầm không xảy ra ở 10G, nơi mà biên độ lỗi rộng hơn. Ở 100G, thông số kỹ thuật chặt chẽ hơn và chi phí cho sai sót sẽ cao hơn.

Hướng dẫn này bao gồm các điểm quyết định thực sự: loại sợi nào, đầu nối nào, bộ thu phát nào và mỗi tổ hợp thực sự đạt đến mức - bao xa với các số tiêu chuẩn IEEE để sao lưu.

Ethernet 100G: Thực sự có gì trên dây?

Đầu tiên, một lưu ý về thuật ngữ quan trọng: tên gọi chính xác là100G(100 Gigabit), không phải "100GB." "GB" có nghĩa là Gigabyte, một đơn vị lưu trữ. "G" hoặc "Gb" có nghĩa là Gigabit, tốc độ truyền tải. Bạn sẽ thấy "100GB" trên một số trang sản phẩm - nó sai về mặt kỹ thuật và trong bảng thông số kỹ thuật và RFP, sử dụng từ viết tắt sai để báo hiệu rằng ai đó chưa làm bài tập về nhà.

100 Gigabit Ethernet (100GbE) được xác định bởi IEEE 802.3ba (2010) và các sửa đổi tiếp theo. Không giống như 10GbE, sử dụng một tia laser trên một bước sóng duy nhất, hầu hết các triển khai 100GbE đều phân chia tín hiệu thànhnhiều làn đường- 4×25G hoặc 10×10G - để đạt được thông lượng tổng cộng 100G. Những làn đường đó được truyền như thế nào phụ thuộc hoàn toàn vào loại sợi và mô-đun thu phát.

Các loại sợi cho 100G: Bảng phạm vi tiếp cận thực sự quan trọng

Đây là bảng mà hầu hết người mua cần nhưng rất ít bài viết cung cấp - phạm vi tiếp cận được hỗ trợ tối đa cho từng loại bộ thu phát 100G trên mỗi loại sợi, theo thông số kỹ thuật của IEEE và MSA:

Bài học mang đi:OM3 chỉ giúp bạn đi được 70 mét ở mức 100G.Chừng đó đủ cho-của-giá đến cuối-của-hàng trong một số thiết kế trung tâm dữ liệu, nhưng không đủ cho các hệ thống cáp có cấu trúc dài hơn. OM4 kéo dài đến 100 mét. Nếu nhà máy cáp của bạn cần vươn xa hơn thế thì bạn đang ở trong khu vực-chế độ đơn.

OM3 so với OM4 so với OM5: Loại đa chế độ nào cho 100G?

Cả ba đều là sợi quang đa chế độ có lõi 50 µm,-được tối ưu hóa bằng laser. Sự khác biệt làbăng thông phương thức- khả năng truyền tín hiệu tốc độ cao-trong khoảng cách:

Lời khuyên thiết thực:Nếu hôm nay bạn đang kéo cáp đa chế độ mới cho trung tâm dữ liệu 100G thì OM4 là mức tối thiểu. OM3 là cấp độ cũ giới hạn phạm vi tiếp cận của bạn ở mức 70 mét - phù hợp đối với một số hoạt động triển khai, nhưng nó sẽ dồn bạn vào chân tường khi mật độ giá đỡ tăng lên và đường dẫn cáp dài hơn.

OM5 bổ sung khả năng băng rộng cho SWDM (Ghép kênh phân chia bước sóng ngắn), gửi 4 bước sóng qua một cặp sợi song công thay vì yêu cầu 8 hoặc 12 sợi thông qua đột phá MPO. Chi phí cáp quang trên mỗi mét cao hơn, nhưng đối với các tòa nhà mới có dự đoán di chuyển 200G/400G, lợi thế song công của OM5 có thể giảm đáng kể tổng chi phí cáp.

Các loại đầu nối: MPO so với LC ở 100G

Đây là điểm khác biệt về mặt vật lý của cáp 100G với 10G.

100G-SR4sử dụng mộtĐầu nối MPO-12với 8 sợi hoạt động (4 sợi phát, 4 sợi nhận) trong một giao diện-đẩy{4}}nhiều sợi quang. Đây là phương pháp quang học song song - mỗi làn trong số 4 làn có cặp sợi quang riêng.

100G-SWDM4, DR1, FR1, LR4, ER4sử dụngđầu nối LC song công- hai sợi, một sợi truyền, một sợi nhận. Quá trình ghép kênh diễn ra bên trong bộ thu phát (chuyển đổi bước sóng cho điều chế SWDM4/LR4, PAM4 cho DR1/FR1).

Đối với hệ thống cáp có cấu trúc, sự khác biệt này thúc đẩy thiết kế cơ sở hạ tầng:

Quang học song song (MPO) chiếm ưu thế trong việc triển khai trung tâm dữ liệu 100G hiện tại vì bộ thu phát SR4 là loại quang học 100G rẻ nhất hiện có. Nhưng chi phí cơ sở hạ tầng của trung kế MPO, băng cassette và bảng vá lỗi sẽ tăng lên. Khi các bộ thu phát SWDM4 và-lambda 100G đơn (DR1, FR1) phát triển và giảm giá, ngành này đang chuyển sang hướng song công cho 100G và dành riêng quang học song song MPO cho 400G và 800G.

Nếu bạn đang xây dựng hoặc nâng cấp hệ thống cáp có cấu trúc, hãy sử dụng-chất lượng caođầu nối cáp quangVàdây váđược xếp hạng cho mức tổn thất chèn mà 100G yêu cầu. Ở 100G, cứ 0,1 dB sẽ quan trọng hơn ở 10G - khả năng tổn thất liên kết sẽ chặt chẽ hơn.

Câu hỏi di chuyển: 10G → 40G → 100G → 400G

Một trong những điều thông minh nhất bạn có thể làm khi lập kế hoạch cơ sở hạ tầng 100G là thiết kế choKế tiếpbậc tốc độ. Đây là cách đường dẫn nâng cấp thường hoạt động:

10G đến 100G trên đa chế độ:Nếu nhà máy hiện tại của bạn là OM4, bạn có thể tái sử dụng sợi. Thay thế bộ thu phát 10G SFP+ bằng 100G QSFP28 SR4, đổi bảng vá LC lấy bảng cassette MPO và bạn đang chạy 100G trên cùng một sợi quang. OM3 cũng hoạt động được nhưng chỉ ở khoảng cách 70 mét.

100G đến 400G trên đa chế độ:400G-SR8 sử dụng MPO-16 với 16 sợi. Nếu bạn đã lắp đặt các đường trục MPO 24 sợi quang cho 100G (cách tốt nhất), bạn sẽ có dung lượng cho 400G mà không cần nối lại cáp.

100G đến 400G ở chế độ-đơn:400G-DR4 sử dụng cùng dấu chân đầu nối MPO-12 như 100G-SR4 nhưng ở chế độ đơn{10}}OS2. Nếu bạn đã cài đặt chế độ đơn ngay từ đầu thì quá trình chuyển đổi chỉ diễn ra ở bộ thu phát.

Bài học:kéo nhiều chất xơ hơn bạn cần ngày hôm nay. Đường trục MPO 24{5}}sợi có giá cao hơn một chút so với đường trục 12 sợi nhưng cung cấp cho bạn đường di chuyển 400G mà không cần chạm vào nhà máy cáp. Đối với các hoạt động ở chế độ đơn, việc lắp đặt các sợi dự phòng trong cùng một ống dẫn hầu như không tốn chi phí lúc lắp đặt và tiết kiệm được rất nhiều tiền sau này.

Mẹo cài đặt từ hiện trường

Kiểm tra mọi kết nối.Ở 100G, tổng mức suy hao liên kết trên SR4 so với OM4 là khoảng 1,9 dB - bao gồm suy hao cáp, suy hao mối nối và suy hao chèn đầu nối. Với một đầu nối MPO ở mỗi đầu cộng với một đầu nối băng cassette, bạn có thể có bốn cặp đầu nối ghép đôi trên đường dẫn. Ở mức 0,35 dB trên mỗi kết nối MPO (điển hình), bạn đã ở mức 1,4 dB trước khi mất cáp. Hầu như không có lợi nhuận. Mọi đầu nối bẩn hoặc không thẳng hàng đều tiêu tốn một khoản ngân sách vốn đã mỏng{11}}như dao cạo.

Làm sạch các đầu nối MPO một cách cẩn thận.Ống nối MPO có 8 hoặc 12 mặt cuối sợi trong một đầu nối duy nhất - một sợi bị nhiễm bẩn sẽ giết chết toàn bộ liên kết. Sử dụng trình dọn dẹp nhấp chuột-cụ thể cho MPO-và kiểm tra mọi ống sắt bằng mộtPhạm vi kiểm tra MPOtrước khi giao phối.

Không trộn lẫn các loại chất xơ.Chạy dây vá OM3 trên đường trục OM4 sẽ làm giảm toàn bộ liên kết đến hiệu suất của OM3. Mọi thành phần trong cáp trung kế kênh -, dây nối, băng cassette - phải cùng loại sợi hoặc tốt hơn.

Dán nhãn mọi thứ.Ở mật độ 100G, với các đường trục MPO, băng cassette và dây vá song công đều nằm trong cùng một tủ, hệ thống cáp không có nhãn sẽ trở thành hệ thống cáp không thể theo dõi được. Dán nhãn cả hai đầu của mỗi dây cáp, mỗi cổng bảng điều khiển, mỗi vị trí cassette. Bản thân tương lai của bạn - hoặc công nghệ tiếp theo chạm vào chiếc tủ này - sẽ cảm ơn bạn.

Câu hỏi thường gặp