מתגי סיבים אופטיים דורשים יציאות מיוחדות

 

 

אני עובד עם תשתית רשת כבר כשבע שנים, ואם יש דבר אחד שעדיין תופס אנשים-אפילו אנשי IT מנוסים-זה כל מצב הנמלים המיוחדים עם סיביםמתגים אופטיים. אפשר לחשוב שנמל הוא רק נמל, נכון? Plug and play? אפילו לא קרוב.

 

 

בעיית הנמל שאף אחד לא מדבר עליו מספיק

 

זה מה שקורה: החברה מחליטה לשדרג לסיבים כי "זה מהיר יותר" (זה כן, אבל זה לא לעניין). הם קונים את המתגים האלה, גם יקרים, ואז מישהו-בדרך כלל הטכנאי הזוטר ששאב את הקש הקצר- הולך לחבר את כבלי הסיבים ומבין שהיציאות לא תואמות לשום דבר שהוא ראה בעבר. חריצי SFP ריקים. יש את הרגע הזה של פאניקה. היה שם.

העניין הוא שמתגי סיבים אופטיים לא מגיעים עם יציאות-מובנות כמו שמתגי נחושת. הם משתמשים במקלטי משדר מודולריים אלה, והנפוצים ביותר שתתקלו בהם הם מודולי SFP (Small Form-factor Pluggable) ו-SFP+. מוסכמות השמות מעצבנת מכיוון ש-SFP+ נשמע כאילו היא צריכה להיות גרסה טובה יותר של SFP, מה שכן, מבחינה טכנית, אבל הם לא תמיד ניתנים להחלפה והבדלי המהירות חשובים הרבה יותר ממה שאתה חושב. SFP מגיע עד 1 Gbps בעוד SFP+ מטפל ב-10 Gbps. אז יש QSFP עבור 40 Gbps, QSFP28 עבור 100 Gbps, והאמת, מרק האלפבית פשוט ממשיך.

 

מדוע המודולריות הזו קיימת (ומדוע היא מבריקה ומתסכלת כאחד)

 

 

הגישה המודולרית למעשה הגיונית ברגע שאתה עובר את כאב הראש הראשוני. סוגי סיבים שונים זקוקים לאופטיקה שונה. יש לך סיב מצב יחיד- שיכול לרוץ לאורך קילומטרים-פשוטו כמשמעו 40 ק"מ, 80 ק"מ, חלקם אפילו עוברים את ה-100 ק"מ עם הציוד המתאים-ואז יש מולטימוד שהוא זול יותר אבל מסתיים בסביבות 550 מטר למהירויות של 10G. אתה לא יכול להשתמש באותו מקלט משדר עבור שניהם כי אורכי הגל שונים לחלוטין.

מצב יחיד- פועל בדרך כלל באורכי גל של 1310nm או 1550nm. מולטי מצב? בדרך כלל 850 ננומטר. האופטיקה צריכה להתאים או שאתה פשוט יורה אור לכבל ומקווה לטוב, מה שלא עובד. בִּכלָל. ראיתי אנשים מנסים.

מה שבאמת משביע אותי הוא שאפילו בתוך אותה קטגוריה, יש לך וריאציות. קח מודולי SFP+ עבור סיבים-יחידים במצב-ישנן גרסאות המדורגות ל-10 ק"מ (LR), 40 ק"מ (ER), 80 ק"מ (ZR), ואפילו למרחקים ארוכים יותר. כל אחד משתמש בטכנולוגיית לייזר שונה, תקציבים אופטיים שונים. מודול ה-80 ק"מ עשוי לעלות פי חמישה מגרסת ה-10 ק"מ, והם נראים זהים מבחוץ. אתה צריך לקרוא את התווית הקטנה בצד, ובהצלחה לעשות את זה בחדר שרתים מואר גרוע.

 

המציאות הפיננסית

 

זה המקום שבו הדברים הופכים למעניינים, או מדכאים, בהתאם למצב התקציב שלך. מארז הגון של מתג סיבים-לארגוני עשוי להעלות לך $8,000 עד $15,000. נשמע יקר, אבל רגע-זו רק הקופסה הריקה. מקלטי SFP+ האלה? כל אחד יכול להיות בכל מקום מ-$150 ל-$800, תלוי במותג ובמפרט. צריך 24 יציאות? תעשה את החישוב. וחס וחלילה אתה צריך את מודולי הטווח המורחב או את חומרי ה-DWDM.

יש אנשים שמנסים לחסוך כסף על ידי קניית-מקלטי משדר של צד שלישי. לפעמים זה עובד מצוין. לפעמים זה ממש לא, ואתה פותר בעיות אובדן מנות פנטום בשעה 3 לפנות בוקר מכיוון שקושחת המתג לא ממש משחקת יפה עם האופטיקה של המותג-כבויה. סיסקו ידועה לשמצה בכך שהיא בררנית בעניין זה-המתגים שלהם בודקים לעתים קרובות את קוד הספק במקלט המשדר וזורקים אזהרות אם הוא לא "מאושר". בדרך כלל אתה יכול לעקוף את האזהרות האלה, אבל אז ביטלת את חוזה התמיכה שלך. זמנים מהנים.

 

משחק המחבר

ואז יש את כל מצב המחבר, שראוי לטרטור משלו. מחברי LC הם די סטנדרטיים כעת עבור יישומי-מצב יחיד-הם קטנים, דופלקסים, והם ננעלים במקומם בלחיצה מספקת. אבל מתקנים מולטי-מודים לפעמים עדיין משתמשים במחברי SC, שהם הדברים המרובעים הגדולים יותר שאתה צריך לדחוף פנימה ולסובב. ואם אתה עובד עם תשתית ישנה יותר, אתה עלול להיתקל במחברי ST, שהם עגולים עם מנעול בסגנון-כידון. הניסיון לעקוב אחר כבלי תיקון אתה צריך עבור איזו התקנה הוא סוג מיוחד של אתגר ארגוני.

פעם ביליתי אחר צהריים שלם בחיפוש אחר כבל תיקון סיבים LC-ל-SC במרכז נתונים כי מישהו "ארגן" את ארון ניהול הכבלים לפי צבע במקום סוג מחבר. הכבל היה כתום. כל סיבים הם כתום או צהוב או מדי פעם כחול אם זה במצב יחיד-. מאוד מועיל.

 

 

קוטביות ומציאות שני-הסיבים

 

הנה משהו שלא מוסבר היטב ברוב התיעוד: הסיבים הם חד-כיווניים. אתה צריך שני גדילים-אחד לשידור, אחד לקבלה. למקלט המשדר יש צד TX וצד RX, ואתה בהחלט צריך לקבל את הקוטביות הנכונה. חבר TX ל-TX ו-RX ל-RX, ואתה יושב שם ותוהה למה הקישור לא יעלה. שאל אותי איך אני יודע.

כמה טכנולוגיות חדשות יותר כמו אופטיקה BiDi (דו-כיוונית) יכולות להפעיל את שני הכיוונים על גדיל סיב אחד באמצעות אורכי גל שונים, וזה באמת חכם. אבל אלה מיוחדים, יקרים יותר, ואי אפשר פשוט להחליף אותם לתצורה סטנדרטית מבלי לבדוק תאימות. כל דבר בסיבים דורש בדיקת תאימות. זה מתיש.

כל סוגיית הקוטביות נעשית מורכבת עוד יותר עם מחברי MPO/MTP המשמשים ביישומי 40G ו-100G. אלו הם מחברי סרט עם 12 או 24 סיבים בתקע בודד, ויש כמו שלושה תקני קוטביות שונים-שיטה A, שיטה B ושיטה C. ​​השגת קוטביות שגויה במטען 24-סיבים ואתה לא רק מתקן קישור אחד, אתה עלול לסיים מחדש מסלול שלם של כבל. אני לא רוצה לדבר על כמה זמן זה לוקח.

 

התאמת מהירות ומשא ומתן אוטומטי (או היעדרם)

 

נחושת Ethernet יש משא ומתן אוטומטי. זה לא מושלם, אבל זה עובד רוב הזמן. שני מכשירים לוחצים ידיים, מוצאים את המהירות הנפוצה המהירה ביותר, ויוצאים לדרך. סִיב? הא. מקלטי סיבים הם-מהירות קבועה. מודול SFP הוא 1G. מודול SFP+ הוא 10G. לפעמים אתה יכול להפעיל מודול 10G במהירויות 1G אם המתג תומך בזה ואתה מגדיר אותו ידנית, אבל זה לא אוטומטי וזה בהחלט לא מובטח.

זה יוצר בעיות אמיתיות בסביבות{0}}מהירות מעורבות. אתה לא יכול פשוט לחבר שרת עם NIC של 10G סיבים ליציאת מתג עם מודול 1G SFP ולצפות שהוא יעבוד, למרות שמבחינה פיזית המחבר מתאים. האופטיקה לא תסתנכרן. הקישור נשאר למטה. אז אתה קונה מודולים שונים או מגדיר מחדש את טופולוגיית הרשת שלך.

 

דירוגי הטמפרטורה חשובים יותר ממה שאתה חושב

מקלטים תעשייתיים-קיימים מסיבה מסוימת. אופטיקה מסחרית סטנדרטית מדורגת עבור אולי 0 מעלות עד 70 מעלות. זה בסדר עבור מרכז נתונים מבוקר-אקלים. אבל אם אתה מתקין מתגים במחסן, או באתר מגדל סלולרי, או בכל מקום שממש מתחמם או ממש קר, אתה צריך מודולי טמפ' תעשייתיים- בדירוג של -40 מעלות עד 85 מעלות. אלה עולים משמעותית יותר.

עבדתי על פרויקט שבו מישהו השתמש במודולי SFP+‎-מסחריים בהתקנת ארון חיצוני. עבד מצוין באביב. פגע בקיץ, טמפרטורת הארון הפנימית עלתה על 75 מעלות, ומקלטי המשדר החלו להיכשל באופן אקראי. כשלים לסירוגין הם מהסוג הגרוע ביותר מכיוון שאתה מבלה ימים בפתרון בעיות לפני שאתה מבין שזו בעיית טמפרטורה. בסופו של דבר החלפנו 32 מודולים. הגרסאות הזמניות המורחבות- עולות כ-40% יותר ליחידה.

 

 

תקציבי כוח ואובדן אופטי

 

זה נהיה מהיר טכני, אבל הרעיון הבסיסי הוא שכל חיבור סיבים מציג אובדן. מחברים מוסיפים כ-0.5 dB של אובדן כל אחד. חיבורים מוסיפים 0.1 עד 0.3 dB. לסיב עצמו יש הנחתה-בדרך כלל בסביבות 0.5 dB/km עבור מצב יחיד-ב-1310nm, פחות ב-1550nm. אתה מוסיף את כל זה ותקבל את אובדן הקישור הכולל שלך.

למקלט המשדר יש תקציב כוח-ההבדל בין הספק שידור לרגישות המקלט. עבור מודול LR טיפוסי של 10G, ייתכן שיהיה לך כוח שידור של -1 dBm ורגישות מקלט של -14.4 dBm, מה שנותן לך תקציב של 13.4 dBm. אובדן הקישור שלך צריך להיות פחות מזה, עם מרווח מסוים להתדרדרות לאורך זמן.

בפועל, אתה רק לעתים רחוקות עושה את החישובים האלה באופן ידני, כי תיעוד מיצרני מודולים מוכרים אומר לך את המרחק המדורג. אבל כאשר אתה דוחף מרחקים קרוב לגבול, או כאשר אתה פותר בעיות בקשר שולי, הבנת תקציבי הספק אופטי הופכת קריטית. אתה צריך מד כוח אופטי, שהוא עוד $300 עד $2000 תלוי בתכונות.

 

חור הארנב של DWDM

 

חלוקת אורך גל צפופה היא המקום שבו דברים הופכים מורכבים כהלכה. במקום להשתמש באורך גל אחד לכל סיב, DWDM מאפשר לך להריץ מספר אורכי גל -32, 48, 96, אפילו יותר על גדיל סיב בודד. כל אורך גל הוא בעצם ערוץ נפרד של 10G או 100G.

מקלטי המשדר עבור DWDM מכוונים לאורכי גל ספציפיים ברשת ה-ITU. ישנם 96 ערוצים במרווחים של 50 גיגה-הרץ זה מזה בפס C- (אזור 1530 ננומטר עד 1565 ננומטר). אתה צריך לעקוב אחר מקלט משדר באיזה אורך גל, והם מקודדים בצבע- אבל הצבעים אינם תואמים לאורך הגל בשום דרך אינטואיטיבית. ערוץ 29 סגול. ערוץ 30 ורוד. מַדוּעַ? אין סיבה טובה.

DWDM משמש ביישומים-ארוכים ובחיבורי מרכז נתונים שבהם גדילי הסיבים מוגבלים ויקרים. מקלטי המשדר עולים יותר, אתה צריך ציוד מרובה/דה-מולטיפלקס, ויציבות הטמפרטורה הופכת לקריטית עוד יותר מכיוון שהסחף באורך הגל יכול לגרום להצלבה בין הערוצים.

 

תצורת התוכנה אינה תמיד פשוטה

גם אחרי שהתקנת את מקלט המשדר הפיזי הנכון, לא סיימת. מתגים רבים מחייבים אותך להגדיר את מהירות היציאה, מצב דופלקס (שאמור להיות מלא עבור סיבים, אבל ראיתי באגים מוזרים), ולפעמים להפעיל את היציאה באופן ידני. ספקים מסוימים משביתים יציאות כברירת מחדל.

אם אתה משתמש בכבלי DAC (Direct Attach Copper) לטווחים קצרים במקום במקלטי משדר אופטיים-שמשותף למעבר-ל-החלפת קישורים באותו מתלה-לכבל יש מקלטי משדר מובנים בשני הקצוות. אבל המתג עדיין רואה את אלה כיציאות SFP+ ואתה עדיין צריך להגדיר אותן. כבלי DAC זולים יותר מסיבים פלוס שני מקלטי משדר, אך הם מוגבלים לכ-5 מטרים והם עבים ובלתי גמישים. ניהול כבלים עם כבלי DAC זה לא כיף.

 

נעילת-ספק ותאימות

 

ספקי המתגים הגדולים-Cisco, Juniper, Arista, HPE-כולם רוצים שתקנה את מקלטי המשדר הממותגים שלהם. לרוב מדובר רק במודולים ממותגים מחדש מיצרני אופטיקה אמיתיים כמו Finisar, Lumentum או Avago, אבל עם תכנות EEPROM ספציפיות-לספק. הסימון יכול להיות 300% או יותר.

אופטיקה של צד שלישי- של חברות כמו fs.com או 10Gtek עובדת מצוין רוב הזמן. המפתח הוא להשיג מודולים מקודדים המזהים את עצמם כראוי למתג. יש ספקים שמקלים על זה מאחרים. Arista די פתוח לגבי אופטיקה של צד שלישי-. סיסקו... פחות. למעשה יש תעשיית קוטג'ים של חברות אופטיקה שמתמחות במודולים "תואמים" שעוברים בדיקות ספקים.

הדבר המתסכל באמת הוא כשאתה מבצע התקנה מרובה-ספקים והאופטיקה של כל ספק משתמשת במפרט מעט שונה אפילו לאותה מהירות ומרחק נומינליים. אתה יכול בסופו של דבר לקבל קישורים שעובדים אבל מציגים שיעורי שגיאה גבוהים, או קישורים שעובדים בסדר בהתחלה אבל מתכלים מהר מהצפוי.

 

ניקיון ותחזוקה

 

אף אחד לא אוהב לדבר על ניקוי סיבים, אבל זה קריטי לחלוטין. חלקיק אבק בודד על קצהו של מחבר סיבים עלול לגרום לאובדן אות משמעותי או לכשל מוחלט בקישור. הקצוות זעירים-בסביבות 9 מיקרון עבור קוטר ליבת סיבים-יחיד. חלקיק אבק הוא עצום בהשוואה.

אתה אמור לנקות כל חיבור סיבים, בכל פעם. מְצִיאוּת? זה לא תמיד קורה בסביבות ייצור שבהן אתה ממהר לשחזר את השירות. אבל זה צריך לקרות. השתמש בכלים מתאימים לניקוי סיבים-מגבונים מיוחדים ומקלות ניקוי, לא בחולצה שלך. בדוק עם מיקרוסקופ סיבים. נשפו את היציאות עם אוויר דחוס.

צילמתי בעיות ב"משדרים גרועים" שהיו למעשה רק חיבורים מלוכלכים. נקה את הסיבים, הבעיה נפתרה. אבל אתה לא יכול לראות את הלכלוך בעין בלתי מזוינת, אז אתה מבזבז זמן על החלפת מודולים והפעלת אבחון תחילה.

 

כאבי ראש עתידיים-

כאשר אתה מעצב רשת סיבים, אתה אמור לחשוב על הצמיחה ועל צרכי רוחב הפס העתידיים. בסדר, בסדר. אבל כמה רחוק אל העתיד? SFP+ ב-10G נראה כמו מוגזם לפני עשר שנים. עכשיו זה הופך לקו הבסיס לחיבורי שרתים. האם אתה מפעיל סיב OM3 מולטי-מוד שמתאים ל-10G, או מוציא יותר על OM4 שיכול להתמודד עם 40G ו-100G במרחקים סבירים?

סיב במצב-יחיד הוא "הוכחה-לעתיד בכך שהסיב עצמו יכול להתמודד עם המהירויות הבאות-הגורם המגביל הוא המשדרים ויציאות המתג. אבל מצב יחיד- עולה יותר להתקנה, דורש מקלטי משדר יקרים יותר, ואתה משלם עבור יכולת שאולי לא תזדקק לה במשך שנים. או שאולי תזדקק לזה בשנה הבאה. מי יודע?

בעיית ספירת היציאות קשורה. אתה קונה מתג עם 48 יציאות. אתה מאכלס 30 מהם בהתחלה. נראה בסדר. שנתיים לאחר מכן אתה צריך 52 יציאות ואתה מתקין מתג נוסף, עוסק בערימה או בתצורות בד, מוסיף מורכבות. האם היית צריך לקנות את המתג הגדול יותר מראש? אולי, אבל זה עלה 50% יותר ואין שום ערובה שבאמת תגדל לתוך זה.

 

כשדברים משתבשים

פתרון בעיות בסיבים הוא מערך המיומנויות שלו. הקישור מושבת. מַדוּעַ? יכול להיות:

מחברים מלוכלכים (נקה ובדוק מחדש)

סוג מקלט משדר שגוי (בדוק מפרט)

סיב פגום (הפעל בדיקת OTDR אם יש לך, בהצלחה אם אין לך)

דירוג המרחק חרג (מדוד את אורך הכבל בפועל)

אי התאמה של אורך גל (אמת את שני הקצוות)

יציאה לא מוגדרת (בדוק את תצורת המתג)

מקלט משדר פגום (החלפה ובדיקה)

קוטביות הפוכה (בדוק חיבורי TX/RX)

חרג מתקציב ההספק (מדוד הספק אופטי)

באג תוכנה בקושחת מתג (עדכן והתפלל)

הבעיה היא שכשלים אלו נראים לרוב זהים מבחוץ. "אין קישור" זה כל מה שאתה מקבל. אתה מתחיל לעבוד על הרשימה, להחליף רכיבים, עד שמשהו עובד. זה לא אלגנטי.

בעיות לסירוגין גרועות יותר. נפנוף קישורים, אובדן מנות שמגיע והולך, שגיאות שמתגברות תחת עומס. אלה יכולים להיגרם על ידי כוח אופטי שולי, תנודות טמפרטורה, רעידות המשפיעות על מושב המחברים, EMI אם אתה רץ ליד ציוד חשמל, או כתריסר דברים אחרים.

 

מה שהלוואי שמישהו היה אומר לי

התחל עם מערכת תיעוד טובה. עקוב אחר מקלטי משדר באילו יציאות, אילו גרסאות קושחה פועלות, אילו סוגי כבלים ואורכים מותקנים. השתמש בתוויות מתאימות. שמור חלקי חילוף בהישג יד מכיוון שמקלטי משדר אכן נכשלים והמתנה למשלוח כשהייצור מושבת זה לא כיף.

קנה מספקים מוכרים גם אם זה עולה יותר. האופטיקה הזולה ביותר האפשרית עשויה לחסוך כסף בתחילה, אך פתרון בעיות תאימות מוזרות אינו בחינם. לזמן שלך יש ערך.

בדוק הכל לפני הפריסה. רמות הספק אופטיות, שיעורי שגיאה, בדיקות מהירות. אל תניח שזה עובד רק בגלל שהקישור עולה.

ואולי הכי חשוב: יציאות מיוחדות הן לא באג, הן תכונה. המודולריות מעניקה לך גמישות כדי להתאים את סוג הסיבים המדויק, המרחק והמהירות עבור כל חיבור. רק שעקומת הלמידה תלולה יותר ממה שמישהו מודה מראש.

הטכנולוגיה עובדת. ברגע שאתה מבין עם מה אתה מתמודד, סיבים אופטיים הם אמינים ומהירים ומטפלים בדרישות רוחב הפס של רשתות מודרניות טוב יותר מכל דבר אחר. אבל הקטע הזה של "ברגע שתבין"? זה לוקח זמן, טעויות, וכנראה כמה לילות מאוחרים בהייה בנוריות LED לא מוארות ותוהים מה עשית לא בסדר.

זה בסדר. כולם עוברים את זה.