Okablowanie światłowodowe 100G: jak wybrać odpowiednie dla 100 Gigabit Ethernet

Przeskok z 10G do 100G nie jest po prostu „dziesięciokrotnie szybszy”. Jest to zasadniczo inna architektura okablowania - różne typy włókien, różne formaty złączy, różne moduły nadawczo-odbiorcze i różne ograniczenia zasięgu, które zależą od wyborów dokonanych przed pociągnięciem pojedynczego kabla.

Widziałem, jak zespoły zajmujące się centrami danych kupowały wielomodowe kable trunkingowe OM3 o wartości 40 000 dolarów tylko po to, aby odkryć, że ich optyka 100G QSFP28 wymaga minimum OM4 na pokonywane dystanse. To błąd, który nie zdarza się w 10G, gdzie margines błędu jest większy. Przy 100G specyfikacje są bardziej rygorystyczne, a koszt błędnego ustawienia jest wyższy.

Ten przewodnik omawia prawdziwe punkty decyzyjne: jaki typ światłowodu, jakie złącze, jaki transceiver i jak daleko każda kombinacja faktycznie sięga - wraz z numerami standardu IEEE na poparcie tego.

Ethernet 100G: co właściwie znajduje się w przewodzie?

Na początek istotna uwaga terminologiczna: prawidłowe oznaczenie to100G(100 Gigabit), a nie „100 GB”. „GB” oznacza gigabajty, jednostkę pamięci. „G” lub „Gb” oznacza Gigabit, szybkość transmisji. Na stronach niektórych produktów zobaczysz „100 GB” - jest to nieprawidłowe technicznie, a w arkuszach specyfikacji i zapytaniach ofertowych użycie nieprawidłowego skrótu sygnalizuje, że ktoś nie odrobił pracy domowej.

Sieć 100 Gigabit Ethernet (100GbE) jest zdefiniowana w normie IEEE 802.3ba (2010) z późniejszymi zmianami. W przeciwieństwie do sieci 10GbE, która wykorzystuje pojedynczy laser na jednej długości fali, większość implementacji sieci 100GbE dzieli sygnał nawiele pasów- 4×25G lub 10×10G -, aby osiągnąć łączną przepustowość 100G. Sposób przenoszenia tych ścieżek zależy całkowicie od typu światłowodu i modułu nadawczo-odbiorczego.

Typy włókien dla 100G: tabela zasięgu, która naprawdę ma znaczenie

To jest tabela, której potrzebuje większość kupujących, ale niewiele artykułów podaje maksymalny obsługiwany zasięg - dla każdego typu transceivera 100G dla każdego gatunku światłowodu, zgodnie ze specyfikacjami IEEE i MSA:

Jedzenie na wynos:OM3 zapewnia tylko 70 metrów przy 100G.To wystarczy w przypadku niektórych projektów centrów danych od góry--szafy do końca--rzędu, ale nie w przypadku dłuższych ciągów okablowania strukturalnego. OM4 rozciąga się do 100 metrów. Jeśli Twoja instalacja okablowania musi sięgać dalej, oznacza to, że znajdujesz się na terytorium trybu jedno-.

OM3 vs. OM4 vs. OM5: Która klasa wielomodowa dla 100G?

Wszystkie trzy mają rdzeń 50 µm i zoptymalizowane laserowo światłowód wielomodowy. Różnica jestszerokość pasma modalnego- zdolność do przesyłania-sygnałów o dużej prędkości na odległość:

Praktyczna rada:Jeśli dzisiaj ciągniesz nowy kabel wielomodowy do centrum danych 100G, OM4 to minimum. OM3 to starsza wersja, która ogranicza zasięg do 70 metrów - w przypadku niektórych wdrożeń jest w porządku, ale utrudnia pracę w miarę wzrostu gęstości szaf rack i wydłużania się tras kablowych.

OM5 dodaje możliwości szerokopasmowe dla SWDM (Shortwave Wavelength Division Multiplexing), które wysyłają 4 długości fali przez pojedynczą parę włókien dupleksowych, zamiast wymagać 8 lub 12 włókien poprzez przerwanie MPO. Światłowód kosztuje więcej za metr, ale w przypadku budynków od podstaw, w których przewiduje się migrację 200G/400G, zaleta dupleksu OM5 może znacznie obniżyć całkowity koszt okablowania.

Typy złączy: MPO vs. LC przy 100G

W tym miejscu okablowanie 100G fizycznie różni się od 10G.

100G-SR4używaZłącze MPO-12z 8 aktywnymi włóknami (4 nadawcze, 4 odbiorcze) w jednym wielowłóknowym interfejsie-push-. Jest to podejście oparte na optyce równoległej, - każdy z 4 torów ma własną parę włókien.

100G-SWDM4, DR1, FR1, LR4, ER4używaćpodwójne złącza LC- dwa włókna, jeden nadaje, drugi odbiera. Multipleksowanie odbywa się wewnątrz transceivera (multipleksacja długości fali dla SWDM4/LR4, modulacja PAM4 dla DR1/FR1).

W przypadku okablowania strukturalnego to rozróżnienie wpływa na projektowanie infrastruktury:

Optyka równoległa (MPO) dominuje obecnie we wdrożeniach centrów danych 100G, ponieważ transceivery SR4 to najtańsza dostępna optyka 100G. Jednak koszt infrastruktury łączy trunkingowych, kaset i paneli krosowych MPO sumuje się. W miarę jak transceivery SWDM4 i single-lambda 100G (DR1, FR1) dojrzewają i spadają, branża przesuwa się w stronę dupleksu dla 100G i rezerwuje równoległą optykę MPO dla 400G i 800G.

Jeśli budujesz lub modernizujesz system okablowania strukturalnego, używaj wysokiej-jakościzłącza światłowodoweIkable krosoweprzystosowane do budżetów strat wtrąceniowych wymaganych przez 100G. Przy 100G każde 0,1 dB ma większe znaczenie niż przy 10G - budżet na straty łącza jest mniejszy.

Kwestia migracji: 10G → 40G → 100G → 400G

Jedną z najmądrzejszych rzeczy, jakie możesz zrobić podczas planowania infrastruktury 100G, jest zaprojektowanieNastępnypoziom prędkości. Oto jak zazwyczaj działa ścieżka aktualizacji:

10G do 100G w trybie wielomodowym:Jeśli Twoja istniejąca instalacja to OM4, możesz ponownie wykorzystać włókno. Zamień transceivery 10G SFP+ na 100G QSFP28 SR4, zamień panele krosowe LC na panele kasetowe MPO, a będziesz korzystać z 100G na tym samym włóknie. OM3 też działa, ale tylko do 70 metrów.

100G do 400G w trybie wielomodowym:400G-SR8 wykorzystuje MPO-16 z 16 włóknami. Jeśli zainstalowałeś 24-włóknowe łącza MPO dla 100G (najlepsza praktyka), masz przepustowość 400G bez konieczności ponownego okablowania.

100G do 400G w trybie pojedynczym-:400G-DR4 wykorzystuje te same złącza MPO-12 co 100G-SR4, ale w trybie pojedynczym-OS2. Jeśli od początku zainstalowałeś tryb pojedynczy-, przejście dotyczy tylko urządzenia nadawczo-odbiorczego.

Lekcja:wyciągnij więcej błonnika, niż potrzebujesz dzisiaj. 24--włóknowe łącze MPO kosztuje minimalnie więcej niż 12-włóknowe łącze, ale zapewnia ścieżkę migracji o przepustowości 400G bez konieczności ingerencji w instalację kablową. W przypadku zastosowań jednomodowych zainstalowanie zapasowych włókien w tym samym kanale nie kosztuje prawie nic w momencie instalacji, a później pozwala zaoszczędzić fortunę.

Wskazówki dotyczące instalacji z terenu

Przetestuj każde połączenie.Przy 100G całkowity budżet strat łącza w SR4 w stosunku do OM4 wynosi około 1,9 dB - i obejmuje tłumienie kabla, straty na spawach i tłumienia wtrąceniowe na złączu. Ze złączem MPO na każdym końcu i wycięciem kasety, na ścieżce znajdują się może cztery pary złączy. Przy 0,35 dB na połączenie MPO (typowo) masz już 1,4 dB przed utratą kabla. Prawie nie ma marginesu. Każde brudne lub źle dopasowane złącze pochłania budżet, który jest już{11}}cienki jak brzytwa.

Dokładnie wyczyść złącza MPO.Tulejki MPO mają 8 lub 12 końcówek włókien w jednym złączu - jedno zanieczyszczone włókno niszczy całe łącze. Użyj środka czyszczącego-do konkretnego-kliknięcia MPO i sprawdź każdą tulejkę za pomocąZakres kontroli MPOprzed kryciem.

Nie mieszaj gatunków włókien.Uruchamianie kabla krosowego OM3 na łączu OM4 pogarsza wydajność całego łącza do wydajności OM3. Każdy element kanału - kabla magistralnego, kabla krosowego i kasety - musi być tej samej lub lepszej jakości światłowodem.

Oznacz wszystko.Przy gęstości 100G, z magistralami MPO, kasetami rozdzielczymi i podwójnymi kablami krosowymi w tej samej szafie, nieoznakowane okablowanie staje się okablowaniem niemożliwym do wykrycia. Oznacz oba końce każdego kabla, każdy port panelu i każdą pozycję kasety. Twoje przyszłe ja - lub następny technik, który dotknie tej szafki -, będzie Ci wdzięczny.

Często zadawane pytania