מקלטי משדר אופטיים מפחיתים את אובדן האות

 

השפלת האותות תמיד הייתה כאב הראש הגדול ביותר בהעברת נתונים-למרחקים ארוכים. עבדתי עם התקנות רשת שבהן כבלי נחושת לא יכלו לדחוף נתונים מעבר ל-100 מטר ללא ירידה משמעותית באיכות. זה המקום שבומשדרים אופטייםנכנסים לתמונה, ובכנות, ההבדל הוא לילה ויום.

 

מדוע אובדן אות חשוב

 

הנה הדבר שרוב האנשים לא מבינים-כל מטר כבל פועל כמו נגד זעיר. עם נחושת מסורתית, אתה נלחם בפיזיקה עצמה. האותות החשמליים נחלשים תוך כדי נסיעה, קולטים הפרעות מכבלים סמוכים, ועד שהם מגיעים ליעדם? ובכן, בוא נגיד שהקצה המקבל לא מקבל את מה ששלחת.

אבל לאור לא אכפת מהפרעות אלקטרומגנטיות. אמקלט משדר אופטיממיר אותות חשמליים לאותות אופטיים, שולח אותם דרך סיבים כמעט במהירות האור (בסדר, בערך 200,000 קמ"ש בסיבים, אבל מי סופר). היופי כאן הוא שפוטונים לא מאבדים אנרגיה כפי שהאלקטרונים מאבדים לאורך מרחק.

 

 

המספרים לא משקרים

 

הוצאתי כמה נתונים מהעולם האמיתי-מפרויקט שבוצע לאחרונה במרכז הנתונים. כבל Cat6 סטנדרטי? אתה מסתכל על אובדן של 20-30 dB בערך לקילומטר ב-1 GHz. סיב במצב יחיד{10}עם מקלטי משדר איכותיים? אולי 0.3-0.5 dB/km באורך גל של 1550nm. זה לא רק טוב יותר - זה בליגה אחרת לגמרי.

פרויקט אחד שעשינו בשנה שעברה כלל רשת קמפוסים המשתרעת על פני 15 קילומטרים. עם משחזרי נחושת, היינו צריכים 7-8 נקודות הגברה ביניים. שימוש בסיבים תקיןמשדרים, הלכנו מנקודה-לנקודה-. אפס חוזרים. ההשקעה הראשונית הייתה גבוהה יותר, כמובן, אבל עלויות האחזקה לבדן שילמו את ההפרש בתוך פחות משנתיים.

 

איך הם עובדים בפועל

 

 

בתוך המודולים האלה-ופתחתי יותר מכמה במהלך הפעלות של פתרון בעיות-יש לך בעצם שני רכיבים עיקריים שפועלים יחד. צד המשדר לוקח את האות החשמלי שלך ומשתמש בדיודה לייזר (או LED למרחקים קצרים יותר) כדי ליצור פולסי אור. צד המקלט עושה את ההיפך, באמצעות פוטודיודה כדי להמיר את האור הנכנס בחזרה לזרם חשמלי.

החלק החכם? משדרים מודרניים כוללים משהו שנקרא אבחון דיגיטלי. אתה יכול לעקוב אחר רמות הכוח האופטיות בזמן אמת-, מה שאומר שאתה יודע בדיוק מתי איכות האות מתחילה לרדת לפני שהיא הופכת לבעיה. זה הציל את הבייקון שלנו יותר פעמים ממה שאני יכול לספור.

 

ביצועי מרחק שבעצם חשובים

 

מודולים לטווח קצר-(850nm multimode) בדרך כלל מתמודדים עם 300-550 מטרים בסדר גמור. אנו משתמשים בהם ללא הרף לשרת-כדי-להחליף חיבורים בתוך מתלים. אבל כאן זה נהיה מעניין-לטווח ארוך-גרסאות במצב יחיד של 1310nm או 1550nm? ראיתי ריצות מוסמכות של יותר מ-80 קילומטרים עם עוצמת האות עדיין בתוך הפרמטרים המקובלים.

יש מתקן אחד שמחבר שני בניינים ברחבי עיר קטנה. תשעה עשר קילומטרים של סיבים, משדרים של 10GBASE-LR בכל קצה, ושיעור שגיאות הסיביות נשאר מתחת ל-10^-12. נסה את זה עם נחושת. ברצינות, נסה את זה.

 

ממה אתה בעצם נמנע

 

תנודות טמפרטורה בקושי נוגעות לאותות אופטיים בהשוואה לנחושת. עקבתי אחר קישורים שעוברים דרך מסלולים לא-אקלים-מבוקרים שבהם טמפרטורת הסביבה משתנה ב-40 מעלות בין יום ללילה. חיבורי החשמל בקרבת מקום מראים שינויים ניכרים בביצועים. קישורי הסיבים? יציב כסלע יסוד.

הצלבה היא עוד בעיה שאינה-. צרור 288 גדילי סיבים יחד בכבל אחד-אין בעיה. נסה לאגד כל כך הרבה זוגות נחושת ללא מיגון מיוחד, ויצרת בעצם חוות אנטנות. כל זוג מפריע לשכניו, ומאותת על טנקים איכותיים.

 

 

מציאות העלות (כי תקציב חשוב)

 

תראה, אני לא אעמיד פנים שמקלטי משדר זולים. מודול 10G SFP+ איכותי פועל 200-500 דולר בהתאם למותג ולמפרט. אבל הנה החישוב שחשוב: במהלך פריסה של 10 שנים, אתה מוציא אולי 50 דולר בשנה על כל מקלט משדר כאשר אתה מביא בחשבון את שיעורי ההחלפה. השווה זאת לצריכת החשמל של מחזרי נחושת (בערך 15-30 וואט כל אחד), בתוספת עלויות קירור, בתוספת ביקורי תחזוקה. תמיסת הסיבים בדרך כלל משתפרת בסביבות שנה 3-4, ואז חוסכת כסף כל שנה לאחר מכן.

 

דברים מעשיים להתקנה שאף אחד לא מדבר עליהם

 

ניקיון המחברים הוא קריטי ולעתים קרובות מתעלמים ממנו. כתם אבק על קצה סיב-אנחנו מדברים על חלקיקים מיקרוסקופיים-יכול לגרום לאובדן של 1-2 dB או יותר. אני תמיד מחזיק חומרי ניקוי בערכה שלי מכיוון שראיתי כבלים חדשים לגמרי מלוכלכים ישר מהאריזה.

כמו כן, רדיוס הכיפוף משנה יותר ממה שרוב המתקינים חושבים. סיבים יכולים להתמודד עם כיפוף מסויים, אבל מעקמים אותו בצורה חדה מדי ואתה מציג שברים מיקרו שמפזרים אור. האות עשוי לעבוד בהתחלה, אבל שישה חודשים לאחר מכן אתה פותר בעיות אובדן מנות מסתורי.

 

איפה הטכנולוגיה הזו באמת זורחת

 

מרכזי נתונים המריצים קישורי 400G ו-800G דורשים שידור אופטי לחלוטין. פשוט אין אלטרנטיבה נחושת במהירויות האלה לאורך מרחקים משמעותיים. אפילו 100G Ethernet מגיע למרחק של אולי 10 מטר בכבלי twinax מיוחדים, וזה דוחף את זה.

ספקי תקשורת השתמשו באופטימשדריםכבר עשרות שנים, אבל מה שהשתנה הוא נקודת העלות. מה שהיה פעם טכנולוגיית טלקום-רק היא כעת סטנדרטית ברשתות ארגוניות, פריסות בקמפוס, אפילו כמה התקנות ביתיות-מתוקות.

 

העתיד נראה אפילו טוב יותר

 

מודולי-הדור הבא דוחפים מעבר ל-1 Tbps לכל אורך גל באמצעות סכימות אפנון מתקדמות. חברות עובדות כעת על מקלטי משדר 1.6T הניתנים לחיבור. הפיזיקה של העברת האור נותנת לנו יותר מרווח גחון לעליות מהירות ממה שנחושת יכולה אי פעם.

בנוסף, תשתית הסיבים בפועל יכולה לעתים קרובות לתמוך במקלטי משדר מהירים יותר ללא החלפה. שדרגתי רשתות מ-1G ל-10G ל-40G באמצעות אותן ריצות סיבים, רק החלפתי מודולי משדר. זו גמישות שדרוג שאתה לא מקבל עם נחושת.

 

שורה תחתונה מהשטח

 

לאחר שעבדתי עם שתי הטכנולוגיות במשך שנים, אני יכול לומר לך שהפחתת אובדן האות ממקלטי משדר אופטיים היא לא רק שיפור של גיליון מפרט-זה ההבדל בין רשת שבקושי מתפקדת לרשת שפשוט עובדת. גורם האמינות לבדו מצדיק את ההשקעה ברוב התרחישים שבהם המרחק עולה על 100 מטר או המהירויות עולות על 1 Gbps.

הטכנולוגיה לא מושלמת. אתה זקוק לטיפול זהיר יותר, המחברים דורשים תחזוקה, והעלויות הראשוניות גבוהות יותר. אבל לשלמות האות על פני מרחק? שום דבר אחר לא מתקרב. אפילו לא באותו מגרש כדורים.