سوئیچ های فیبر نوری به پورت های تخصصی نیاز دارند

 

 

من حدود هفت سال است که با زیرساخت‌های شبکه کار می‌کنم، و اگر چیزی وجود دارد که هنوز افراد را غافلگیر می‌کند-حتی افراد باتجربه فناوری اطلاعات{1}}این است که کل وضعیت پورت تخصصی فیبرسوئیچ های نوری. شما فکر می کنید یک پورت فقط یک پورت است، درست است؟ وصل و بازی؟ حتی نزدیک نیست.

 

 

مشکل بندر هیچ کس به اندازه کافی درباره آن صحبت نمی کند

 

اتفاقی که می افتد این است: شرکت تصمیم می گیرد به فیبر ارتقاء دهد زیرا "سریع تر است" (اینطور است، اما این موضوع مهم نیست). آن‌ها این سوئیچ‌ها را می‌خرند، سوئیچ‌های گران‌قیمت را نیز می‌خرند، و سپس یک نفر-معمولاً کارشناس ارشد که نی کوتاه را کشیده است-به کابل‌های فیبر متصل می‌شود و متوجه می‌شود که پورت‌ها با چیزی که قبلاً دیده‌اند مطابقت ندارند. اسلات های SFP خالی هستند. این لحظه وحشت وجود دارد. آنجا بوده است.

موضوع این است که سوئیچ‌های فیبر نوری مانند سوئیچ‌های مسی در پورت‌های داخلی{0} ارائه نمی‌شوند. آنها از این فرستنده‌های گیرنده مدولار استفاده می‌کنند، و رایج‌ترین آن‌هایی که با آن‌ها مواجه خواهید شد، ماژول‌های SFP (Small Form-factor Pluggable) و SFP+ هستند. قرارداد نامگذاری آزاردهنده است زیرا به نظر می رسد SFP+ باید نسخه بهتری از SFP باشد، که از نظر فنی چنین است، اما آنها همیشه قابل تعویض نیستند و تفاوت سرعت بسیار بیشتر از آنچه فکر می کنید مهم است. SFP حداکثر 1 گیگابیت در ثانیه است در حالی که SFP+ سرعت 10 گیگابیت در ثانیه را مدیریت می کند. سپس QSFP برای 40 گیگابیت بر ثانیه، QSFP28 برای 100 گیگابیت در ثانیه وجود دارد، و صادقانه بگویم که سوپ الفبای آن همچنان ادامه دارد.

 

چرا این مدولاریت وجود دارد (و چرا هم درخشان و هم خسته کننده است)

 

 

رویکرد مدولار در واقع زمانی معنا پیدا می کند که از سردرد اولیه عبور کنید. انواع فیبرهای مختلف نیاز به نوری متفاوت دارند. شما فیبر تک حالته ای دارید که می تواند کیلومترها-به معنای واقعی کلمه 40 کیلومتر، 80 کیلومتر بدود، برخی حتی با تجهیزات مناسب از 100 کیلومتر عبور می کنند-و سپس یک حالت چند حالته وجود دارد که ارزان تر است اما حدود 550 متر را برای سرعت 10G محدود می کند. شما نمی توانید از یک فرستنده گیرنده برای هر دو استفاده کنید زیرا طول موج ها کاملاً متفاوت است.

حالت تکی معمولاً در طول موج‌های 1310 نانومتر یا 1550 نانومتر اجرا می‌شود. چند حالته؟ معمولا 850 نانومتر اپتیک باید مطابقت داشته باشد وگرنه فقط نور را به کابل می‌تابانید و به بهترین‌ها امیدوار هستید، که کار نمی‌کند. اصلا من دیده ام که مردم تلاش می کنند.

چیزی که واقعاً مرا جلب می کند این است که حتی در همان دسته بندی، شما تغییراتی دارید. ماژول‌های SFP+ را برای-فیبر حالت تک حالت-دریافت کنید، نسخه‌هایی برای 10 کیلومتر (LR)، 40 کیلومتر (ER)، 80 کیلومتر (ZR) و حتی مسافت‌های طولانی‌تر رتبه‌بندی شده‌اند. هر کدام از آنها از تکنولوژی لیزر متفاوت، بودجه های نوری متفاوت استفاده می کنند. ماژول 80 کیلومتری ممکن است پنج برابر بیشتر از نسخه 10 کیلومتری قیمت داشته باشد و از بیرون یکسان به نظر می رسد. شما باید برچسب ریز کناری را بخوانید و موفق باشید این کار را در یک اتاق سرور با نور ضعیف انجام دهید.

 

واقعیت مالی

 

اینجاست که بسته به وضعیت بودجه شما، همه چیز جالب یا افسرده می شود. یک شاسی سوئیچ فیبر{1}در سطح سازمانی مناسب ممکن است بین 8000 تا 15000 دلار هزینه داشته باشد. گران به نظر می رسد، اما صبر کنید-این فقط جعبه خالی است. آن گیرنده های SFP+؟ هر کدام بسته به برند و مشخصات می تواند بین 150 تا 800 دلار باشد. به 24 پورت نیاز دارید؟ حساب کن و خدای ناکرده به ماژول های برد گسترده یا چیزهای DWDM نیاز دارید.

برخی از افراد سعی می کنند با خرید{0}}فرستنده گیرنده شخص ثالث در پول خود صرفه جویی کنند. گاهی اوقات این کار خوب است. گاهی اوقات کاملاً اینطور نیست، و شما در حال عیب یابی از دست دادن بسته های فانتوم در ساعت 3 صبح هستید، زیرا سیستم عامل سوئیچ با اپتیک های مارک خاموش- کاملاً خوب بازی نمی کند. Cisco به دلیل سختگیری در این مورد معروف است-سوئیچ های آنها اغلب کد فروشنده را در فرستنده گیرنده بررسی می کنند و در صورت عدم تایید آن هشدار می دهند. معمولاً می توانید این هشدارها را نادیده بگیرید، اما پس از آن قرارداد پشتیبانی خود را باطل کرده اید. اوقات سرگرم کننده

 

بازی اتصال

سپس کل وضعیت اتصال وجود دارد که سزاوار فحاشی خاص خود است. کانکتورهای LC در حال حاضر برای کاربردهای تک حالته تقریباً استاندارد هستند-کوچک و دوطرفه هستند و با یک کلیک رضایت‌بخش در جای خود قفل می‌شوند. اما گاهی اوقات نصب های چند حالته هنوز از کانکتورهای SC استفاده می کنند، که این موارد مربع بزرگتر هستند که باید آنها را فشار دهید و بچرخانید. و اگر با زیرساخت‌های قدیمی‌تر کار می‌کنید، ممکن است با اتصالات ST مواجه شوید که گرد با قفل-سبک سرنیزه هستند. تلاش برای پیگیری اینکه کدام یک از کابل‌های وصله برای کدام نصب نیاز دارید، چالش سازمانی خاص خود است.

یک بار یک بعدازظهر تمام به دنبال یک کابل وصله فیبر LC{{0}به-SC در یک مرکز داده بودم، زیرا شخصی گنجه مدیریت کابل را به جای نوع رابط «سازماندهی» کرده بود. کابل نارنجی بود. هر چیزی که فیبر است در حالت تک- نارنجی یا زرد یا گاهی آبی است. بسیار مفید است.

 

 

قطبیت و واقعیت دو{0}فیبر

 

در اینجا چیزی است که در اکثر اسناد به خوبی توضیح داده نمی شود: فیبر یک طرفه است. شما به دو رشته{1}}یکی برای انتقال، یکی برای دریافت نیاز دارید. فرستنده و گیرنده یک سمت TX و یک سمت RX دارد و شما کاملاً باید قطبیت را به درستی دریافت کنید. TX را به TX و RX را به RX وصل کنید، و شما در آنجا نشسته اید و فکر می کنید که چرا این لینک بالا نمی آید. از من بپرس از کجا می دانم.

برخی از فناوری‌های جدیدتر مانند اپتیک BiDi (دو جهته) می‌توانند هر دو جهت را روی یک رشته فیبر با استفاده از طول موج‌های مختلف اجرا کنند، که واقعاً هوشمندانه است. اما آن‌ها تخصصی هستند، گران‌تر هستند، و نمی‌توانید آنها را بدون بررسی سازگاری در یک پیکربندی استاندارد تغییر دهید. همه چیز در فیبر نیاز به بررسی سازگاری دارد. طاقت فرسا است.

کل مسئله قطبیت با اتصالات MPO/MTP که در برنامه های 40G و 100G استفاده می شود، پیچیده تر می شود. اینها کانکتورهای روبانی با 12 یا 24 فیبر در یک دوشاخه هستند، و مانند سه استاندارد قطبیت متفاوت وجود دارد-روش A، روش B، و روش C. قطبیت را در یک تنه فیبر 24- اشتباه بگیرید و نه تنها یک پیوند را تعمیر نمی‌کنید، بلکه به طور بالقوه می‌توانید مجدداً یک C را خاتمه دهید. من نمی خواهم در مورد اینکه چقدر طول می کشد صحبت کنم.

 

تطبیق سرعت و مذاکره خودکار (یا عدم وجود آن)

 

اترنت مسی دارای مذاکره خودکار است. این کامل نیست، اما بیشتر اوقات کار می کند. دو دستگاه با هم دست می‌دهند، سریع‌ترین سرعت رایج را دریابید، و شروع می‌کنید. فیبر؟ ها فرستنده‌های فیبری سرعت ثابتی دارند-. یک ماژول SFP 1G است. یک ماژول SFP+ 10G است. اگر سوئیچ آن را پشتیبانی کند و آن را به صورت دستی پیکربندی کنید، گاهی اوقات می توانید یک ماژول 10G را با سرعت 1G اجرا کنید، اما خودکار نیست و قطعا تضمینی نیست.

این باعث ایجاد مشکلات واقعی در محیط‌های{0}}سرعت مختلط می‌شود. شما نمی توانید فقط یک سرور با یک NIC فیبر 10G را به یک پورت سوئیچ با یک ماژول SFP 1G وصل کنید و انتظار داشته باشید که کار کند، حتی اگر از نظر فیزیکی کانکتور به خوبی متناسب باشد. اپتیک همگام نمی شود. لینک پایین می ماند. سپس در حال خرید ماژول های مختلف یا پیکربندی مجدد توپولوژی شبکه خود هستید.

 

درجه بندی دما بیشتر از آنچه فکر می کنید اهمیت دارد

فرستنده‌های{0}}صنعتی به دلایلی وجود دارند. اپتیک های تجاری استاندارد برای 0 درجه تا 70 درجه رتبه بندی می شوند. این برای یک مرکز داده{5}}کنترل شده با آب و هوا خوب است. اما اگر سوئیچ‌ها را در یک انبار، یا یک سایت برج تلفن همراه یا هر جایی که واقعاً گرم یا واقعاً سرد است نصب می‌کنید، به ماژول‌های صنعتی-با درجه حرارت -40 درجه تا 85 درجه نیاز دارید. اینها به طور قابل توجهی هزینه بیشتری دارند.

من روی پروژه‌ای کار کردم که در آن شخصی از ماژول‌های تجاری-SFP+ در نصب کابینت در فضای باز استفاده کرد. در بهار خوب کار کرد تابستان ضربه خورد، دمای کابینت داخلی از 75 درجه فراتر رفت و فرستنده و گیرنده ها به طور تصادفی شروع به خرابی کردند. خرابی های متناوب بدترین نوع هستند زیرا شما روزها را صرف عیب یابی می کنید قبل از اینکه متوجه شوید مشکل دماست. ما در نهایت 32 ماژول را جایگزین کردیم. نسخه‌های{9}}دمای توسعه‌یافته حدود 40 درصد بیشتر برای هر واحد هزینه دارند.

 

 

بودجه برق و تلفات نوری

 

این به سرعت فنی می شود، اما ایده اصلی این است که هر اتصال فیبر باعث از دست رفتن می شود. کانکتورها هر کدام حدود 0.5 دسی بل تلفات اضافه می کنند. اتصالات 0.1 تا 0.3 دسی بل اضافه می کنند. فیبر خود میرایی دارد-معمولاً حدود 0.5 دسی بل در کیلومتر برای حالت تک-در 1310 نانومتر، کمتر در 1550 نانومتر. شما همه اینها را جمع می کنید و از دست دادن کل لینک خود را دریافت می کنید.

فرستنده و گیرنده دارای بودجه توان است{0}تفاوت بین قدرت انتقال و حساسیت گیرنده. برای یک ماژول LR معمولی 10G، ممکن است قدرت انتقال -1 دسی بل و حساسیت گیرنده -14.4 دسی بل داشته باشید که به شما 13.4 دسی بل بودجه انرژی می دهد. از دست دادن لینک شما باید کمتر از آن باشد، و در طول زمان مقداری حاشیه برای تخریب وجود دارد.

در عمل، دیگر به ندرت این محاسبات را به صورت دستی انجام می دهید، زیرا اسناد تولیدکنندگان معتبر ماژول، فاصله امتیازی را به شما می گوید. اما زمانی که مسافت‌ها را به حد مجاز نزدیک می‌کنید، یا زمانی که در حال عیب‌یابی یک لینک حاشیه‌ای هستید، درک بودجه‌های توان نوری بسیار مهم می‌شود. شما به یک برق سنج نوری نیاز دارید که بسته به ویژگی ها 300 تا 2000 دلار دیگر است.

 

سوراخ خرگوش DWDM

 

Multiplexing تقسیم طول موج متراکم جایی است که همه چیز به درستی پیچیده می شود. به جای استفاده از یک طول موج در هر فیبر، DWDM به شما امکان می دهد چندین طول موج-32، 48، 96، حتی بیشتر را روی یک رشته فیبر اجرا کنید. هر طول موج در اصل یک کانال 10G یا 100G جداگانه است.

فرستنده و گیرنده های DWDM بر روی طول موج های خاصی در شبکه ITU تنظیم شده اند. 96 کانال با فاصله 50 گیگاهرتز در باند C (منطقه 1530 تا 1565 نانومتر) وجود دارد. شما باید ردیابی کنید که کدام فرستنده و گیرنده در کدام طول موج قرار دارد، و رنگ آنها کد شده-اما رنگها به هیچ وجه با طول موج مطابقت ندارند. کانال 29 بنفش است. کانال 30 صورتی است. چرا؟ دلیل خوبی نداره

DWDM در برنامه‌های کاربردی طولانی-و اتصالات مرکز داده که رشته‌های فیبر محدود و گران هستند استفاده می‌شود. فرستنده و گیرنده ها هزینه بیشتری دارند، شما به تجهیزات مالتی پلکسر/دی مولتی پلکسر نیاز دارید، و پایداری دما بسیار مهم تر می شود زیرا رانش طول موج می تواند باعث تداخل کانال شود.

 

پیکربندی نرم افزار همیشه ساده نیست

حتی پس از نصب فرستنده و گیرنده فیزیکی مناسب، کارتان تمام نشده است. بسیاری از سوئیچ ها از شما می خواهند که سرعت پورت، حالت دوبلکس (که باید برای فیبر پر باشد، اما اشکالات عجیبی دیده ام) و گاهی اوقات پورت را به صورت دستی فعال کنید. برخی از فروشندگان به طور پیش فرض پورت ها را غیرفعال می کنند.

اگر از کابل‌های DAC (اتصال مستقیم مسی) برای اجراهای کوتاه به‌جای فرستنده‌های نوری استفاده می‌کنید-که برای سوئیچ-برای{2}}تعویض پیوندها در یک رک رایج است{3}}این کابل دارای فرستنده‌های گیرنده در هر دو سر است. اما سوئیچ همچنان اینها را به عنوان پورت های SFP+ می بیند و شما همچنان باید آنها را پیکربندی کنید. کابل های DAC ارزان تر از فیبر به علاوه دو فرستنده گیرنده هستند، اما آنها به حدود 5 متر محدود می شوند و ضخیم و غیر قابل انعطاف هستند. مدیریت کابل با کابل های DAC جالب نیست.

 

قفل فروشنده-و سازگاری

 

فروشندگان سوئیچ بزرگ-سیسکو، جونیپر، آریستا، HPE-همه از شما می خواهند که فرستنده گیرنده های مارک آنها را خریداری کنید. اینها اغلب فقط ماژول‌های تغییر نام تجاری از تولیدکنندگان واقعی اپتیک مانند Finisar، Lumentum، یا Avago هستند، اما با برنامه‌نویسی EEPROM مخصوص فروشنده-. نشانه گذاری می تواند 300٪ یا بیشتر باشد.

اپتیک های شخص ثالث از شرکت هایی مانند fs.com یا 10Gtek اغلب اوقات خوب کار می کنند. نکته کلیدی این است که ماژول های کدگذاری شده ای را دریافت کنید که خود را به درستی در سوئیچ شناسایی کنند. برخی از فروشندگان این کار را آسان تر از دیگران می کنند. Arista در مورد{6}}نوری شخص ثالث کاملاً باز است. سیسکو... کمتر. در واقع یک صنعت کلبه از شرکت های اپتیک وجود دارد که در ماژول های "سازگار" که چک های فروشنده را پاس می کنند، تخصص دارند.

نکته واقعا ناامید کننده زمانی است که شما در حال نصب چند فروشنده- هستید و اپتیک هر فروشنده از مشخصات کمی متفاوت حتی برای سرعت اسمی و مسافت یکسان استفاده می کند. در نهایت می‌توانید پیوندهایی داشته باشید که کار می‌کنند اما نرخ خطای بالایی را نشان می‌دهند، یا پیوندهایی که در ابتدا خوب کار می‌کنند اما سریع‌تر از حد انتظار تخریب می‌شوند.

 

نظافت و نگهداری

 

هیچ کس دوست ندارد در مورد تمیز کردن فیبر صحبت کند، اما این کاملاً حیاتی است. یک ذره گرد و غبار در سطح انتهایی یک اتصال فیبر می تواند باعث از دست دادن قابل توجه سیگنال یا شکست کامل لینک شود. سطوح انتهایی برای قطر هسته فیبر تک حالته-حدود 9 میکرون هستند. یک ذره گرد و غبار در مقایسه بسیار بزرگ است.

شما قرار است هر اتصال فیبر را تمیز کنید. واقعیت؟ این همیشه در محیط‌های تولیدی که در آن برای بازیابی خدمات عجله دارید، اتفاق نمی‌افتد. اما باید اتفاق بیفتد. از ابزارهای تمیز کننده الیاف مناسب-دستمال مرطوب و چوب های تمیز کننده مخصوص استفاده کنید، نه از پیراهن خود. با میکروسکوپ فیبر بررسی کنید. پورت ها را با هوای فشرده خارج کنید.

من "فرستنده گیرنده های بد" را که در واقع فقط اتصالات کثیف بودند عیب یابی کرده ام. فیبر را تمیز کنید، مشکل حل شد. اما شما نمی توانید کثیفی ها را با چشم غیر مسلح خود ببینید، بنابراین وقت خود را با تعویض ماژول ها و اجرای عیب یابی ابتدا تلف می کنید.

 

رفع{{0}سردردهای آینده

زمانی که در حال طراحی یک شبکه فیبر هستید، باید به رشد و نیازهای آینده پهنای باند فکر کنید. باشه خوبه اما چقدر در آینده است؟ SFP+ در 10G ده سال پیش بیش از حد به نظر می رسید. اکنون در حال تبدیل شدن به پایه برای اتصالات سرور است. آیا از فیبر چند حالته OM3 استفاده می‌کنید که برای 10G مناسب است، یا بیشتر روی OM4 هزینه می‌کنید که بتواند 40G و 100G را در فواصل معقول تحمل کند؟

فیبر یک حالته-«آینده-اثبات است» به این دلیل که فیبر خود می‌تواند هر سرعتی را که بعدا می‌آید کنترل کند-عامل محدودکننده گیرنده‌ها و پورت‌های سوئیچ است. اما یک حالت{4}}هزینه بیشتری برای نصب دارد، به فرستنده‌های گیرنده گران‌تری نیاز دارد، و شما برای قابلیتی که ممکن است برای سال‌ها به آن نیاز نداشته باشید، هزینه می‌کنید. یا ممکن است سال آینده به آن نیاز داشته باشید. چه کسی می داند؟

مشکل تعداد پورت مربوط است. شما یک سوئیچ با 48 پورت می خرید. شما در ابتدا 30 نفر از آنها را پر می کنید. خوب به نظر می رسد دو سال بعد شما به 52 پورت نیاز دارید و سوئیچ دیگری را نصب می‌کنید که با پیکربندی‌های انباشته یا پارچه سروکار دارد و پیچیدگی را اضافه می‌کند. آیا باید سوئیچ بزرگتر را از قبل خریداری می کردید؟ شاید، اما هزینه آن 50٪ بیشتر است و هیچ تضمینی وجود ندارد که شما واقعاً در آن رشد کنید.

 

وقتی همه چیز اشتباه می شود

عیب یابی مشکلات فیبر مجموعه مهارت های خود است. لینک خراب است. چرا؟ می تواند:

کانکتورهای کثیف (تمیز کنید و دوباره بررسی کنید)

نوع فرستنده گیرنده اشتباه (مشخصات را بررسی کنید)

فیبر آسیب دیده (اگر دارید تست OTDR را انجام دهید، اگر ندارید موفق باشید)

امتیاز فاصله بیش از حد (اندازه گیری طول کابل واقعی)

عدم تطابق طول موج (هر دو انتها را تأیید کنید)

پورت پیکربندی نشده است (پیکربندی سوئیچ را بررسی کنید)

فرستنده و گیرنده معیوب (تعویض و تست)

قطبیت معکوس (اتصالات TX/RX را بررسی کنید)

بیش از بودجه توان (اندازه گیری توان نوری)

اشکال نرم افزار در سیستم عامل سوئیچ (به روز رسانی و دعا)

مشکل این است که این شکست ها اغلب از بیرون یکسان به نظر می رسند. "بدون پیوند" تنها چیزی است که دریافت می کنید. شما شروع به کار در لیست می کنید، اجزاء را عوض می کنید تا زمانی که چیزی کار کند. شیک نیست

مسائل متناوب بدتر هستند. تکان دادن لینک، از دست دادن بسته که می آید و می رود، خطاهایی که تحت بارگذاری افزایش می یابند. این می تواند ناشی از قدرت نوری حاشیه ای، نوسانات دما، لرزش بر روی صندلی اتصال دهنده، EMI در صورتی که در نزدیکی تجهیزات برق کار می کنید، یا حدود ده ها مورد دیگر باشد.

 

آنچه ای کاش کسی به من می گفت

با یک سیستم مستندسازی خوب شروع کنید. ردیابی کنید که چه فرستنده‌های گیرنده در چه پورت‌هایی هستند، چه نسخه‌های میان‌افزاری در حال اجرا هستند، چه نوع کابل‌ها و طول‌هایی نصب شده‌اند. از برچسب های مناسب استفاده کنید. لوازم یدکی را در دسترس داشته باشید زیرا فرستنده و گیرنده‌ها از کار می‌افتند و انتظار برای ارسال زمانی که تولید متوقف می‌شود جالب نیست.

از فروشندگان معتبر خرید کنید حتی اگر هزینه بیشتری داشته باشد. ارزان ترین اپتیک ممکن ممکن است در ابتدا باعث صرفه جویی در هزینه شود، اما عیب یابی مشکلات سازگاری عجیب رایگان نیست. زمان شما ارزش دارد

قبل از استقرار همه چیز را تست کنید. سطوح توان نوری، میزان خطا، تست های سرعت. تصور نکنید که فقط به این دلیل که لینک بالا می آید کار می کند.

و شاید مهمتر از همه: پورت های تخصصی یک باگ نیستند، بلکه یک ویژگی هستند. ماژولار بودن به شما انعطاف پذیری برای مطابقت با نوع فیبر دقیق، فاصله و سرعت مورد نیاز برای هر اتصال می دهد. فقط این است که منحنی یادگیری تندتر از آن چیزی است که هر کسی از قبل اعتراف کند.

فناوری کار می کند. هنگامی که متوجه شدید که با چه چیزی سر و کار دارید، فیبر نوری قابل اعتماد و سریع است و نیازهای پهنای باند شبکه های مدرن را بهتر از هر چیز دیگری برطرف می کند. اما آن بخش "یک بار فهمیدی"؟ این کار به زمان، اشتباهات و احتمالاً برخی از شب‌ها خیره شدن به LEDهای درگاه روشن نمی‌طلبد و فکر می‌کنید چه اشتباهی انجام داده‌اید.

خوب است. همه از آن عبور می کنند.