نوع ردیاب با الزامات پروتکل مطابقت دارد

 

انتخاب نوع ردیاب بستگی به تطبیق مشخصات آن با الزامات پروتکل از جمله نرخ داده، فاصله انتقال، نوع فیبر و استانداردهای شبکه دارد. این پروتکل تعیین می‌کند که آیا شما به ماژول‌های اترنت SFP برای محیط‌های LAN، فرستنده‌های کانال فیبر برای شبکه‌های ذخیره‌سازی یا ماژول‌های SONET/SDH برای زیرساخت‌های مخابراتی نیاز دارید.

 

 

درک پروتکل-الزامات خاص فرستنده گیرنده

 

پروتکل های مختلف شبکه الزامات متمایزی را در انتخاب فرستنده گیرنده تحمیل می کنند. فرستنده‌های اترنت با استانداردهای IEEE 802.3 مطابقت دارند و در شبکه‌های محلی و گسترده کار می‌کنند و از سرعت 1Gbps تا 800Gbps پشتیبانی می‌کنند. فرستنده‌های کانال فیبر از استانداردهای FCP (پروتکل کانال فیبر) پیروی می‌کنند و برای تحویل سفارش برای شبکه‌های منطقه ذخیره‌سازی با سرعت‌های 1 گیگابیت بر ثانیه تا 128 گیگابیت بر ثانیه، بدون تلفات اولویت دارند. فرستنده‌های SONET/SDH از استانداردهای مخابراتی برای انتقال داده‌های همزمان پیروی می‌کنند.

پروتکل مشخصه های حیاتی فرستنده گیرنده را تعیین می کند. پروتکل‌های اترنت به ماژول‌هایی نیاز دارند که ارتباطات مبتنی بر بسته{1}} را با مکانیسم‌های تشخیص و تصحیح خطا مدیریت کنند. کانال فیبر به فرستنده‌های گیرنده نیاز دارد که بتوانند داده‌های بلوک خام را بدون از دست دادن بسته تحویل دهند، که آنها را برای مأموریت‌های{3}}کاربردهای حیاتی که در آن یکپارچگی داده نمی‌تواند به خطر بیفتد ضروری می‌سازد. هر پروتکل همچنین فاکتورهای فرم سازگار را مشخص می کند که SFP، SFP+، SFP28، QSFP+ و QSFP28 رایج ترین آنها هستند.

 

دسته بندی پروتکل های کلیدی

 

پروتکل های اترنت

فرستنده‌های اترنت بر استقرار مراکز داده و سازمانی تسلط دارند. استاندارد IEEE 802.3 چندین گونه اترنت را تعریف می کند که هر کدام به انواع ردیاب خاصی نیاز دارند. 1000BASE-T از ماژول های SFP مسی با اتصالات RJ45 برای انتقال 100{9}} متری از طریق کابل Cat5e یا Cat6 استفاده می کند. 1000BASE{13} wave{13}multiple{13}{13}}S5. تا 550 متر فاصله دارد، در حالی که 1000BASE{14}}LX از فیبر تک حالته در 1310 نانومتر برای دستیابی به 10 کیلومتر استفاده می‌کند.

پروتکل‌های اترنت با سرعت بالاتر، نیازمند فناوری فرستنده گیرنده پیشرفته هستند. 10GBASE-ماژول‌های +SR SFP از سرعت 10 گیگابیت در ثانیه روی فیبر چند حالته برای 300 متر پشتیبانی می‌کنند، مناسب برای اتصالات مرکز داده. 25GBASE-ماژول‌های SR SFP25G و تحویل ماژول‌های SR SFP25G در هر خط ماژول‌های 100GBASE{11}}SR4 QSFP28 چهار خط 25 گیگابیت بر ثانیه را برای انتقال چند حالته 100{18}} متری جمع می‌کنند. جدیدترین ماژول‌های 400GBASE{21}}DR4 از چهار خط 100 گیگابیت بر ثانیه روی فیبر تک حالته-برای مراکز داده نسل بعدی استفاده می‌کنند.

پروتکل های کانال فیبر

فرستنده‌های کانال فیبر به شبکه‌های فضای ذخیره‌سازی خدمات می‌دهند که در آن قابلیت اطمینان بیشتر از سرعت خام است. این ماژول ها از لایه بندی مدل OSI متفاوت از اترنت پیروی می کنند و به عنوان یک سیستم امنیتی طبیعی عمل می کنند که در آن لایه های ذخیره سازی و داده ایزوله باقی می مانند. ماژول‌های FC از سرعت 1GFC تا 128GFC با 256GFC و 512GFC در نقشه‌های راه توسعه پشتیبانی می‌کنند.

استقرارهای فعلی عمدتاً از ماژول های 8GFC، 16GFC و 32GFC در فاکتورهای شکل SFP+، SFP28 و QSFP28 استفاده می کنند. این فرستنده‌ها باید الزامات زمان‌بندی دقیقی داشته باشند و از پروتکل لایه{7}بالایی FCP پشتیبانی کنند که دستورات SCSI را از طریق شبکه‌های کانال فیبر منتقل می‌کند. برخلاف ماژول‌های اترنت، فرستنده‌های FC به‌طور خاص برای ذخیره‌سازی بلوک با ویژگی‌هایی طراحی شده‌اند که انتقال داده‌های بدون تلفات و تحویل سفارشی را تضمین می‌کنند.

پروتکل های SONET/SDH

شبکه های مخابراتی بر فرستنده گیرنده های SONET (شبکه نوری همزمان) و SDH (سلسله مراتب دیجیتال سنکرون) متکی هستند. این ماژول ها از انتقال همزمان با نرخ های استاندارد مانند OC-3 (155Mbps)، OC-12 (622Mbps)، OC-48 (2.5Gbps) و OC-192 (10Gbps) پشتیبانی می کنند. ماهیت همزمان پروتکل نیازمند زمان بندی دقیق و عملکردهای بازیابی ساعت است که در فرستنده گیرنده تعبیه شده است.

 

تطبیق سرعت فرستنده گیرنده با الزامات پروتکل

 

تطبیق نرخ داده برای سازگاری پروتکل اساسی است. نصب یک ماژول 1 گیگابیت در ثانیه در یک برنامه کاربردی 10 گیگابیت بر ثانیه یک گلوگاه ایجاد می کند، در حالی که استفاده از یک فرستنده گیرنده 10 گیگابیت در ثانیه در یک پورت 1 گیگابیت بر ثانیه ممکن است با سرعت کمتری کار کند اما منابع و بودجه را هدر می دهد.

سلسله مراتب سرعت

اکوسیستم نوع ردیاب یک پیشرفت سرعت واضح را دنبال می کند. ماژول‌های استاندارد SFP تا 4.25 گیگابیت بر ثانیه را مدیریت می‌کنند، اگرچه بیشتر آنها با سرعت 1 گیگابیت در ثانیه برای اترنت گیگابیت یا 2 گیگابیت بر ثانیه/4 گیگابیت در ثانیه برای کانال فیبر کار می‌کنند. ماژول های SFP+ با استفاده از رمزگذاری 8b/10b، کارایی را به 10 گیگابیت در ثانیه دو برابر می کنند. ماژول های SFP28 از رمزگذاری 64b/66b برای انتقال 25 گیگابیت بر ثانیه در یک خط استفاده می کنند.

ماژول‌های QSFP معماری چند{0}خطی را معرفی می‌کنند. QSFP+ چهار کانال 10 گیگابیت بر ثانیه را برای پهنای باند کل 40 گیگابیت بر ثانیه جمع می کند. QSFP28 از چهار خط 25 گیگابیت بر ثانیه برای سرعت 100 گیگابیت بر ثانیه استفاده می کند. QSFP جدیدتر{10}}DD (Double Density) رابط الکتریکی را به هشت خط دوبرابر می‌کند و امکان انتقال 200Gbps، 400Gbps و 800Gbps را فراهم می‌کند.

مشخصات پروتکل اغلب الزامات حداقل سرعت را الزامی می کند. یک شبکه اترنت 10G حداقل به ماژول های 10GBASE-SR یا 10GBASE-LR نیاز دارد. استفاده از فرستنده‌های آهسته‌تر ناسازگاری ایجاد می‌کند، در حالی که ماژول‌های سریع‌تر سازگار با عقب-با سرعت‌های کاهش‌یافته کار می‌کنند. به عنوان مثال، پورت‌های +SFP ماژول‌های استاندارد SFP را می‌پذیرند اما آن‌ها را به ۱ گیگابیت بر ثانیه محدود می‌کنند و پورت‌های ۲۵G می‌توانند ماژول‌های ۱۰G را با نرخ‌های پایین‌تر در خود جای دهند.

ملاحظات سازگاری رو به جلو

معماران شبکه باید نیازهای فعلی را با رشد آینده متعادل کنند. نصب زیرساخت 25G زمانی که امروزه تنها به 10G نیاز است، مسیرهای ارتقا را بدون تعویض کابل فراهم می کند. با این حال، این رویکرد هزینه‌های اولیه را افزایش می‌دهد زیرا فرستنده‌های 25G معمولاً 40 تا 60 درصد بیشتر از معادل‌های 10G قیمت دارند.

سازگاری فاکتور فرم مهاجرت تدریجی را امکان پذیر می کند. ماژول های SFP28 ابعاد فیزیکی یکسانی با ماژول های SFP و SFP+ دارند که امکان استفاده مجدد از زیرساخت را فراهم می کند. به طور مشابه، ماژول‌های QSFP28 متناسب با پورت‌های QSFP+ هستند، اگرچه با سرعت‌های کاهش‌یافته کار می‌کنند. این سازگاری عقب مانده از سرمایه گذاری های زیرساختی در طول انتقال فناوری محافظت می کند.

 

 

فاصله و انتخاب نوع فیبر

 

الزامات فاصله انتقال مستقیماً بر انتخاب نوع ردیاب تأثیر می گذارد. پروتکل ها حداکثر دسترسی را مشخص می کنند، اما فواصل استقرار واقعی تعیین می کند که فیبر چند حالته یا تک حالته مناسب است.

چند حالته در مقابل یک-تجارت حالت-

فیبر چند حالته برای کاربردهای مسافت کوتاه{0} تا 500-600 متر مناسب است. فیبر OM1 (هسته 62.5 میکرومتر) از انتقال 1G تا 275 متر پشتیبانی می کند، در حالی که فیبر OM3 (هسته 50 میکرومتر) 10G را تا 300 متر گسترش می دهد. فیبر OM4 این را تا 400 متر در 10G بهبود می بخشد و فیبر OM5 عملکرد مالتی پلکسی تقسیم طول موج را افزایش می دهد.

فیبر تک حالته، انتقال از مسافت طولانی بیش از 10 کیلومتر را انجام می دهد. هسته کوچکتر آن (8-9μm) انتشار حالت تک نور را امکان پذیر می کند و پراکندگی را به حداقل می رساند. ماژول‌های استاندارد تک حالته (LX، LR) 10 کیلومتر را در طول موج 1310 نانومتر پوشش می‌دهند. ماژول‌های برد طولانی (EX) به 40 کیلومتر می‌رسند، ماژول‌های برد بلند (ZX) به 80 کیلومتر می‌رسند و ماژول‌های برد بلند (EZX) به 120 تا 160 کیلومتر در 1550 نانومتر می‌رسند.

تفاوت هزینه بین اجزای چند حالته و تک حالته-روی تصمیمات تأثیر می گذارد. فرستنده‌های گیرنده چند حالته 30-40% کمتر از معادل‌های تک حالته با سرعت‌های مشابه قیمت دارند. با این حال، کابل فیبر چند حالته به ازای هر متر هزینه بیشتری نسبت به فیبر یک حالته- دارد. برای کاربردهای مرکز داده که در آن فواصل به ندرت از 300 متر تجاوز می کند، چند حالته اقتصاد بهینه را فراهم می کند. شبکه های پردیس که چندین کیلومتر را در بر می گیرند، علی رغم هزینه های بالای فرستنده گیرنده، به زیرساخت تک حالته نیاز دارند.

تطبیق پروتکل مبتنی بر فاصله-

کاربردهای مختلف قابلیت های فاصله خاصی را می طلبد. سرور مرکز داده{1}}جهت تغییر{2}}ارتباطات معمولاً 5-30 متر است که در آن کابل‌های مسی متصل مستقیم (DAC) جایگزین‌های مقرون به صرفه-برای فرستنده‌های نوری هستند. اتصالات رک-به{10}}راک در فاصله 100 متری از فرستنده گیرنده های چند حالته مانند ماژول های 10GBASE{12}}SR یا 25GBASE-SR استفاده می کنند.

ایجاد پیوندهای-به-در سراسر محیط های دانشگاهی نیازمند دسترسی گسترده. 10GBASE-مژول های LR 10 کیلومتری روی فیبر یک حالته- است که برای اتصال مراکز داده به ساختمان های اداری مناسب است. شبکه‌های شهری از ماژول‌های 10GBASE-ER یا 10GBASE{10}}ZR استفاده می‌کنند که به 40 تا 80 کیلومتر می‌رسند، که اتصالات سایت بازیابی بلایا را بدون تجهیزات میانی امکان‌پذیر می‌سازد.

شبکه های فضای ذخیره سازی ملاحظات فاصله منحصر به فردی را ارائه می دهند. آرایه‌های ذخیره‌سازی اولیه معمولاً در 500 متری منابع محاسباتی قرار دارند و به ماژول‌های کانال فیبر چند حالته اجازه می‌دهند. با این حال، انعکاس همزمان داده‌ها برای بازیابی فاجعه به ماژول‌های FC مسافت طولانی. 32GFC-مژول‌های LR از تکرار همزمان 10-کیلومتر پشتیبانی می‌کنند، در حالی که 32GFC-ER با استفاده از فناوری تقسیم طول موج متراکم (DWDM) تا 40 کیلومتر گسترش می‌یابد.

 

طول موج و مشخصات نوری

 

انتخاب طول موج هم بر قابلیت فاصله و هم سازگاری نوع فیبر تأثیر می گذارد. پروتکل های مختلف برای باندهای طول موج خاص بر اساس ویژگی های انتقال و ملاحظات هزینه بهینه می شوند.

باندهای طول موج رایج

فرستنده‌های{0}}طول موج کوتاه در 850 نانومتر کار می‌کنند که استاندارد برای انتقال فیبر چند حالته است. فناوری VCSEL ({3}}سطح حفره عمودی-لیزر ساطع کننده) به دلیل هزینه کم و مصرف انرژی بر برنامه‌های 850 نانومتری غالب است. این ماژول ها برای محیط های مرکز داده که در آن فاصله کمتر از 500 متر باقی می ماند مناسب است.

فرستنده‌های{0}}طول موج از 1310 نانومتر یا 1550 نانومتر برای انتقال فیبر یک حالته- استفاده می‌کنند. طول موج 1310 نانومتر پراکندگی کم و انتقال مقرون به صرفه تا 10 کیلومتر را فراهم می کند. طول موج 1550 نانومتر تضعیف را به حداقل می‌رساند و امکان ارسال{10}}فوق‌العاده-در مسافت بیش از 80 کیلومتر را فراهم می‌کند. سیستم های DWDM چندین کانال 1550 نانومتری را با فاصله طول موج دقیق (معمولاً 0.8 نانومتر یا 100 گیگاهرتز) چندگانه می کنند تا ظرفیت فیبر را به حداکثر برسانند.

گیرنده های BiDi (دو جهته) از تقسیم طول موج چندگانه بر روی رشته های فیبر منفرد استفاده می کنند. یک ماژول 1000BASE{2}}BX ممکن است در 1310 نانومتر در حالی که در 1490 نانومتر دریافت می‌کند ارسال کند، یا برعکس برای ماژول جفت شده. این فناوری نیاز فیبر را تا 50٪ کاهش می دهد، اما نیاز به هماهنگی دقیق طول موج بین نقاط پایانی دارد.

بودجه برق نوری

الزامات پروتکل شامل مشخصات توان نوری است که فرستنده و گیرنده باید رعایت کنند. توان انتقال معمولاً از -5dBm تا +3dBm برای ماژول‌های دسترسی کوتاه- و -3dBm تا +5dBm برای ماژول‌های دوربرد متغیر است. حساسیت گیرنده حداقل سیگنال قابل تشخیص را مشخص می کند، معمولا بین -14dBm و -28dBm بسته به سرعت و مسافت.

بودجه توان نشان‌دهنده تفاوت بین توان ارسالی و حساسیت گیرنده است که شامل تضعیف فیبر، تلفات اتصال و تلفات اتصال می‌شود. یک ماژول 10GBASE{2}}LR با قدرت انتقال -3dBm و حساسیت گیرنده -14dBm، بودجه انرژی 11dB را فراهم می‌کند. فیبر تک حالته تقریباً 0.5 دسی بل در هر کیلومتر در 1310 نانومتر ضعیف می شود و امکان انتقال 10 کیلومتری با 5 دسی بل باقی مانده برای اتصالات (هر کدام 0.5 دسی بل) و حاشیه سیستم را فراهم می کند.

طراحان شبکه باید کفایت بودجه برق را برای تاسیسات واقعی بررسی کنند. کانکتورهای کثیف فیبر تلفات درج را 1 تا 3 دسی بل افزایش می دهند. خمیدگی فیبر بیش از حداقل شعاع باعث تلفات می شود. تغییرات دما بر روی خروجی فرستنده و حساسیت گیرنده تأثیر می گذارد. حفظ حاشیه ایمنی 3dB عملکرد قابل اعتماد را با وجود این متغیرها تضمین می کند.

 

فرم فاکتور و سازگاری فیزیکی

 

فاکتور شکل فیزیکی تعیین می کند که آیا یک نوع ردیاب از نظر فیزیکی با تجهیزات شبکه مطابقت دارد یا خیر. الزامات پروتکل اغلب حداقل عوامل شکل را بر اساس الزامات سرعت و چگالی دیکته می کند.

فاکتورهای فرم استاندارد

ابعاد ماژول های SFP تقریباً 56.5 × 13.4 × 8.5 میلی متر است که از سرعت 100 مگابیت بر ثانیه تا 4.25 گیگابیت بر ثانیه پشتیبانی می کند. ضریب شکل کوچک تراکم پورت بالا را با 48 سوئیچ-پورت 1GbE که در محیط های سازمانی رایج است، امکان پذیر می کند. طراحی با قابلیت تعویض داغ امکان تعویض ماژول را بدون خاموش شدن سیستم، به حداقل رساندن پنجره های تعمیر و نگهداری می دهد.

SFP+ ابعاد فیزیکی SFP را حفظ می کند در حالی که از انتقال 10 گیگابیت بر ثانیه پشتیبانی می کند. حفاظت EMI (تداخل الکترومغناطیسی) پیشرفته و مدیریت حرارتی بهبود یافته SFP+ را از SFP در داخل متمایز می کند. SFP28 دوباره ابعاد خارجی یکسانی را برای عملکرد 25 گیگابیت بر ثانیه حفظ می کند و سازگاری زیرساخت را در سه نسل سرعت حفظ می کند.

ماژول های QSFP تقریباً به 72 میلی متر × 18.35 میلی متر × 8.5 میلی متر گسترش می یابند تا چهار خط انتقال را در خود جای دهند. QSFP+ و QSFP28 این فرم فاکتور را به ترتیب برای 40 گیگابیت بر ثانیه و 100 گیگابیت بر ثانیه به اشتراک می گذارند. QSFP{9}}DD چگالی کانکتور را به هشت خط در طول و عرض یکسان دوبرابر می‌کند و برای برنامه‌های 200 گیگابیت بر ثانیه، 400 گیگابیت بر ثانیه و 800 گیگابیت بر ثانیه ارتفاع را کمی به 18.35 میلی‌متر افزایش می‌دهد.

انواع کانکتور و کابل کشی

کانکتورهای دوبلکس LC بر کاربردهای فرستنده و گیرنده نوری تسلط دارند. فرول سرامیکی 1.25 میلی متری تراز دقیق و تلفات درج کم (معمولاً 0.3 دسی بل) را فراهم می کند. پیکربندی دوبلکس فیبرهای انتقال و دریافت جداگانه را کنترل می کند، استاندارد برای اترنت و اکثر برنامه های Fiber Channel.

کانکتورهای MPO (Multi{0}}فشار فیبر-روشن) برنامه‌های کاربردی با تراکم بالا را ارائه می‌کنند. یک کانکتور MPO-12 12 فیبر را خاتمه می دهد و از اپتیک موازی 40G و 100G پشتیبانی می کند. کانکتورهای MPO-24 دارای 24 فیبر برای فرستنده گیرنده های 400 و 800 گرم هستند. در حالی که MPO تعداد کانکتورها را کاهش می دهد، نیاز به روش های تمیز کردن تخصصی و مدیریت قطبیت دارد.

اتصالات مسی RJ45 روی ماژول‌های مسی SFP برای برنامه‌های 1GBASE-T و 10GBASE-T ظاهر می‌شوند. این ماژول‌ها انعطاف‌پذیری پروتکل را فراهم می‌کنند و زیرساخت فیبر و مس را از یک پلت فرم سوئیچ پشتیبانی می‌کنند. با این حال، انتقال مس مسافت را از طریق کابل Cat6a به 100 متر محدود می کند و انرژی بیشتری مصرف می کند (2-4W در هر پورت در مقابل 0.5-1W برای ماژول های نوری).

 

ملاحظات زیست محیطی و عملیاتی

 

محیط عملیاتی بر انتخاب نوع ردیاب فراتر از الزامات پروتکل تأثیر می گذارد. محدوده دما، مصرف انرژی و قابلیت های تشخیصی بر موفقیت استقرار تأثیر می گذارد.

درجه بندی دما

گیرنده‌های تجاری-در 0 درجه تا 70 درجه کار می‌کنند که برای مراکز داده و محیط‌های اداری کنترل‌شده با آب و هوا- مناسب است. این ماژول ها هزینه کمتری دارند و به طور گسترده از چندین فروشنده در دسترس هستند. ماژول‌های درجه حرارت توسعه‌یافته از -10 درجه تا 85 درجه برای پناهگاه‌های تجهیزات در فضای باز با کنترل آب و هوای حاشیه‌ای استفاده می‌کنند.

فرستنده‌های{0}}صنعتی درجه 40- تا 85 درجه را تحمل می‌کنند. تاسیسات تولیدی و حمل و نقل با محیط های سخت نیازمند این مشخصات است. اجزای نوری مستحکم و مدیریت حرارتی پیشرفته، علیرغم چرخه دما، عملکرد قابل اعتماد را ممکن می‌سازد. ماژول های صنعتی معمولاً 2 تا 3 برابر بیشتر از معادل های تجاری هزینه دارند اما از خرابی های میدانی در استقرار چالش برانگیز جلوگیری می کنند.

ملاحظات دما به عملکرد نوری نیز گسترش می یابد. توان خروجی لیزر با دما متفاوت است و معمولاً 0.3-0.5dB از 0 درجه به 70 درجه کاهش می یابد. حساسیت گیرنده در دماهای بالا کمی کاهش می یابد. این عوامل حاشیه های بودجه موثر توان را کاهش می دهند و مدیریت حرارتی مناسب را برای کاربردهای مسافت طولانی حیاتی می کنند.

مصرف برق

الزامات پروتکل به طور فزاینده ای شامل معیارهای بهره وری توان می شود. ماژول‌های استاندارد 1G SFP 0.5-1 وات مصرف می‌کنند، حتی در پیکربندی‌های با چگالی بالا قابل مدیریت است. 10ماژول‌های G SFP+ بین 1-1.5 وات است، در حالی که ماژول‌های 25G SFP28 بسته به دسترسی از 1.5 تا 2.5 وات استفاده می‌کنند.

سرعت‌های بالاتر قدرت بیشتری می‌طلبد. 100ماژول‌های G QSFP28 3.5-5 وات برای برنامه‌های با دسترسی کوتاه- و حداکثر تا 8 وات برای ماژول‌های طولانی-دسترسی منسجم. 400ماژول‌های G QSFP-DD از 12 وات تا 15 وات برای حد مدیریت ماژول‌های پلاگین مصرف می‌کنند. جدیدترین ماژول‌های 800G به سمت 20 وات حرکت می‌کنند و به راه‌حل‌های خنک‌کننده پیشرفته نیاز دارند.

مصرف برق به طور مستقیم بر هزینه کل مالکیت تأثیر می گذارد. یک سوئیچ 48{3}}درگاهی با ماژول‌های 10 گیگابایتی-SR که هر کدام 1.5 وات مصرف می‌کنند، بار سیستم 72 وات را اضافه می‌کند. در صدها سوئیچ ضرب کنید و هزینه برق قابل توجه می شود. انتخاب ماژول کم مصرف هم هزینه برق و هم نیازهای سرمایش را کاهش می دهد.

مانیتورینگ تشخیص دیجیتال

فرستنده و گیرنده های مدرن، نظارت بر تشخیص دیجیتال (DDM) را بر اساس استاندارد SFF-8472، که نظارت نوری دیجیتال (DOM) نیز نامیده می شود، پیاده سازی می کنند. این ویژگی دسترسی بلادرنگ به دما، ولتاژ تغذیه، انتقال جریان بایاس، انتقال توان نوری و دریافت توان نوری را فراهم می کند.

DDM مدیریت فعال شبکه را فعال می کند. نظارت بر توان دریافتی، تخریب فیبر را قبل از وقوع خرابی لینک تشخیص می دهد. ردیابی توان انتقال، پیری لیزر را شناسایی می‌کند و امکان تعویض برنامه‌ریزی‌شده در طول پنجره‌های تعمیر و نگهداری را فراهم می‌کند. پایش دما مشکلات سیستم خنک کننده را نشان می دهد که بر قابلیت اطمینان تجهیزات تأثیر می گذارد.

مزایای عیب‌یابی خاص پروتکل-از داده‌های DDM. پیوندهای اترنت که بسته‌ها را از دست می‌دهند ممکن است قدرت گیرنده را نزدیک آستانه حساسیت به دلیل اتصال‌های کثیف نشان دهند. پیوندهای کانال فیبر با خطاهای متناوب ممکن است تغییرات دما را نشان دهد که بر پایداری لیزر تأثیر می گذارد. DDM پیوندهای نوری مات را به اجزای قابل اندازه گیری و مدیریت تبدیل می کند.

 

 

الزامات سازگاری و قابلیت همکاری

 

اطمینان از سازگاری فرستنده گیرنده با تجهیزات شبکه از خرابی استقرار و هدر رفتن منابع جلوگیری می کند. استانداردهای توافق نامه چند منبع (MSA) مشخصات فیزیکی و الکتریکی را تعریف می کنند، اما الزامات خاص فروشنده- اغلب انتخاب را پیچیده می کند.

انطباق با استانداردهای MSA

استانداردهای MSA ابعاد فاکتور فرم، رابط های الکتریکی و رابط های نوری را مشخص می کنند. SFP MSA، QSFP MSA، و QSFP{1}}DD MSA پارامترهای مکانیکی، الکتریکی و حرارتی را تعریف می‌کنند که سازگاری فیزیکی اولیه را تضمین می‌کنند. این مشخصات چندین فروشنده را قادر می‌سازد تا ماژول‌های معادل عملکردی تولید کنند.

با این حال، انطباق MSA به تنهایی قابلیت همکاری را تضمین نمی کند. فروشندگان تجهیزات شبکه، بررسی های اختصاصی EEPROM را اجرا می کنند، شماره سریال ماژول، شناسه فروشنده و شماره قطعه را با لیست های تایید شده مقایسه می کنند. سازندگان بزرگی مانند Cisco، Juniper و Arista ماتریس های سازگاری را حفظ می کنند که فرستنده گیرنده های پشتیبانی شده را برای هر پلتفرم مشخص می کنند.

فرستنده‌های گیرنده سازگار شخص ثالث قفل فروشنده را نشان می‌دهند-. ماژول های کد تهیه کنندگان معتبر EEPROM برای مطابقت با مشخصات OEM، عملکرد پلاگین-و{4}}را فعال می کند. این ماژول‌ها تحت آزمایش‌های دقیق سازگاری در چندین پلتفرم سوئیچ قرار می‌گیرند که 20+ برندهای رایج را پوشش می‌دهند. گواهی سازگاری خطر یکپارچه سازی را کاهش می دهد در حالی که 60 تا 80 درصد صرفه جویی در هزینه را در مقابل ماژول های OEM ارائه می دهد.

اعتبار سنجی پروتکل

فراتر از سازگاری فیزیکی، اعتبارسنجی سطح پروتکل{0}} عملکرد صحیح را تضمین می کند. فرستنده‌های اترنت باید از مذاکره خودکار، آموزش پیوند و تصحیح خطای رو به جلو (FEC) مطابق استانداردهای IEEE پشتیبانی کنند. ماژول‌های کانال فیبر بافر-به-بافر اعتبارات، مجموعه‌های مرتب و توالی‌های ابتدایی بر اساس استانداردهای FC-را پیاده‌سازی می‌کنند.

روش‌های آزمایش، انطباق پروتکل را تأیید می‌کنند. تست پارامتر نوری توان انتقال، حساسیت گیرنده و ویژگی های نمودار چشمی را اندازه گیری می کند. تست رابط الکتریکی یکپارچگی سیگنال را در نرخ داده های مشخص تایید می کند. تست قابلیت همکاری عملکرد مناسب با سوئیچ‌ها، روترها و سیستم‌های ذخیره‌سازی چند فروشنده را تایید می‌کند.

مدیران شبکه باید اسناد سازگاری را قبل از استقرار درخواست کنند. تامین کنندگان قابل اعتماد گزارش های آزمایشی دقیقی را ارائه می دهند که عملکرد موفقیت آمیز را در پلتفرم های مختلف نشان می دهد. این گزارش ها شامل اندازه گیری های نوری، نتایج تست BER (Bit Error Rate) و داده های تست استرس محیطی است. مستندسازی خطر استقرار را کاهش می‌دهد و خطوط پایه عیب‌یابی را ارائه می‌کند.

محیط های مختلط-فروشنده

شبکه‌های دنیای واقعی اغلب تجهیزات چند فروشنده را ترکیب می‌کنند و سناریوهای سازگاری پیچیده را ایجاد می‌کنند. اختلاط برندهای فرستنده گیرنده بین نقاط انتهایی پیوند نیازمند توجه دقیق به مشخصات نوری است. هر دو ماژول باید از طول موج، نوع فیبر و درجه فاصله یکسان پشتیبانی کنند.

تطبیق سرعت و پروتکل ضروری است. یک ماژول 10GBASE-SR از فروشنده A با یک ماژول 10GBASE-SR از فروشنده B همکاری خواهد کرد، مشروط بر اینکه هر دو مشخصات IEEE را داشته باشند. با این حال، اختلاط 10GBASE-SR با 10GBASE-LR ناموفق است زیرا طول موج و نوع فیبر متفاوت است (حالت چند حالته 850 نانومتری در مقابل حالت تکی 1310 نانومتری-).

ویژگی‌های خاص فروشنده-ممکن است در محیط‌های مختلط کار نکنند. Cisco Digital Optical Monitoring ممکن است متفاوت از اجرای Juniper DOM گزارش دهد. ویژگی‌های سطح پیوند مانند اترنت کارآمد انرژی (EEE) نیاز به پشتیبانی مداوم در هر دو طرف دارند. معماران شبکه باید شناسایی کنند که کدام ویژگی ها به استقرار همگن در مقابل آنهایی که از محیط های ناهمگن پشتیبانی می کنند نیاز دارند.

 

تکامل پروتکل و الزامات آینده

 

پروتکل‌های شبکه به تکامل خود ادامه می‌دهند و توسعه فرستنده گیرنده را به سمت سرعت‌های بالاتر و راندمان بهبود یافته سوق می‌دهند. درک نقشه‌های راه به سازمان‌ها کمک می‌کند تا تصمیمات زیرساختی آینده-را اتخاذ کنند.

روندهای فعلی

تغییر به سمت 400G و 800G شتاب می گیرد که ناشی از حجم کاری هوش مصنوعی و پخش ویدئو است. سرورهای خوشه‌ای هوش مصنوعی مجهز به پردازنده‌های گرافیکی NVIDIA H100 دارای چهار پورت 400G هستند که شبکه‌های فابریک برگی{5}}را به 800 گیگابیت بر ثانیه می‌رسانند. بیشتر استقرارهای 800G بر برنامه‌های کاربردی کوتاه- (زیر 500 متر) به دلیل حساسیت تأخیر هوش مصنوعی و تمرکز مرکز داده تأکید دارند.

فناوری زیربنایی خطوط SerDes الکتریکی 100Gbps (Serializer/Deserializer) را با لامبداهای نوری 100G یا 200Gbps ترکیب می کند. OSFP و QSFP{4}}عوامل فرم DD بر استقرار 800G غالب هستند، اگرچه انواع مختلفی وجود دارد. OSFP در پیکربندی‌های باز-بالا، بستن-بالا، و سینک حرارتی سواری ارائه می‌شود. برخی از کارت‌های شبکه 400G فقط از انواع خاصی از OSFP پشتیبانی می‌کنند که نیاز به تأیید دقیق فرم فاکتور دارند.

بهره وری انرژی توجه بیشتری را به خود جلب می کند. 400ماژول های G مصرف کننده 12-ماژول های 15 وات و 800G که به بودجه نیروی کرنشی 20 وات و مدیریت حرارتی نزدیک می شوند. اپتیک همبسته، ادغام مستقیم فرستنده گیرنده با سیلیکون سوئیچ، وعده کاهش مصرف انرژی و بهبود یکپارچگی سیگنال را می دهد. این فناوری ممکن است بازارهای فرستنده گیرنده را تا سال 2026-2027 تغییر دهد.

همگرایی پروتکل

IP روی DWDM شبکه های شهری و اتصالات مرکز داده را ساده می کند. معماری های سنتی به OLS (سیستم خط نوری) و لایه های ترانسپوندر جداگانه نیاز داشتند. فرستنده‌های مدرن 400G ZR/ZR+ عملکرد DWDM را در ماژول‌های قابل اتصال ادغام می‌کنند و فرستنده‌های اختصاصی را برای مسافت‌های زیر 80 کیلومتر حذف می‌کنند. این همگرایی هزینه های تجهیزات را کاهش می دهد و عملیات را ساده می کند.

فناوری تشخیص منسجم، دسترسی فرستنده گیرنده قابل اتصال. 400G{{1}ZR را افزایش می‌دهد. ماژول‌های G{1}ZR از DSP (پردازش سیگنال دیجیتال) منسجم برای انتقال ۸۰-کیلومتری{3}}G-ZR+ تا ۱۲۰ کیلومتر از طریق طرح‌های مدولاسیون پیشرفته استفاده می‌کنند. این پیشرفت‌ها اتصال مستقیم روتر{9}}به روتر را در سراسر مناطق شهری بدون تقویت نوری امکان‌پذیر می‌سازد.

FCoE (کانال فیبر روی اترنت) ترافیک FC را روی زیرساخت اترنت فعال می کند. این همگرایی الزامات کابل کشی را کاهش می دهد و معماری مرکز داده را ساده می کند. با این حال، FCoE نیاز به پیکربندی دقیق دارد که از طریق کنترل جریان اولویت (PFC) و انتخاب انتقال پیشرفته (ETS) اترنت بدون تلفات را تضمین کند. شبکه‌های مختلط FC/Ethernet به تدریج انتقال می‌یابند و زیرساخت FC اختصاصی را برای مأموریت{3}}ذخیره‌سازی حیاتی حفظ می‌کنند و در عین حال بارهای کاری سطح پایین‌تر- را به FCoE منتقل می‌کنند.

 

سوالات متداول

 

آیا می توانم از فرستنده های کانال فیبر برای برنامه های اترنت استفاده کنم؟

فرستنده و گیرنده های کانال فیبر و اترنت از پروتکل های مختلفی پیروی می کنند و معمولاً قابل تعویض نیستند. فرستنده‌های FC پروتکل کانال فیبر را بدون انطباق با مدل OSI پیاده‌سازی می‌کنند، در حالی که فرستنده‌های اترنت از استانداردهای IEEE 802.3 با ارتباطات مبتنی بر بسته- پیروی می‌کنند. برخی از کارت های رابط شبکه، فرستنده گیرنده FC را به دلیل ناسازگاری EEPROM رد می کنند. حتی اگر اتصال فیزیکی موفقیت آمیز باشد، عدم تطابق پروتکل از انتقال صحیح داده ها جلوگیری می کند. همیشه فرستنده و گیرنده هایی را انتخاب کنید که مطابق با الزامات پروتکل شبکه شما باشند.

چگونه می توانم فرستنده و گیرنده صحیح را برای شبکه خود تعیین کنم؟

با شناسایی پروتکل (اترنت، کانال فیبر، SONET/SDH) و نرخ داده مورد نیاز خود شروع کنید. فاصله واقعی کابل بین نقاط اتصال را اندازه بگیرید، سپس 20٪ حاشیه برای تخریب فیبر و رشد آینده اضافه کنید. نوع فیبر خود را تأیید کنید (حالت چند حالته یا تک-) و مشخصات پورت را تغییر دهید. ماتریس سازگاری فروشنده تجهیزات خود را بررسی کنید تا مطمئن شوید که مدل فرستنده گیرنده پشتیبانی می شود. عوامل محیطی مانند محدوده دما و اینکه آیا عملکرد DDM برای نظارت لازم است را در نظر بگیرید.

اگر یک فرستنده گیرنده سریعتر از آنچه شبکه من نیاز دارد نصب کنم چه اتفاقی می افتد؟

نصب فرستنده‌های-سرعت بالاتر در پورت‌های-سرعت‌تر معمولاً منجر به کاهش عملکرد می‌شود. یک ماژول SFP+ در پورت SFP به جای 10 گیگابیت در ثانیه با سرعت 1 گیگابیت در ثانیه کار می کند. با این حال، ماژول های SFP معمولاً به دلیل تفاوت های کلیدی فیزیکی در پورت های SFP+ کار نمی کنند. در حالی که این رویکرد انعطاف پذیری ارتقاء را فراهم می کند، پول را هدر می دهد زیرا فرستنده گیرنده های سریعتر به طور قابل توجهی هزینه بیشتری دارند. فرستنده و گیرنده هایی را انتخاب کنید که با سرعت مورد نیاز فعلی شما مطابقت داشته باشند، مگر اینکه یک مسیر مهاجرت برنامه ریزی شده را اجرا کنید.

آیا فرستنده و گیرنده های تک حالته-و چند حالته با هم کار می کنند؟

فرستنده و گیرنده های تک حالته و چند حالته نمی توانند با هم کار کنند زیرا از طول موج ها و انواع فیبرهای مختلف استفاده می کنند. گیرنده های چند حالته در 850 نانومتر با فیبر هسته بزرگ (50-62.5 میکرومتر) کار می کنند، در حالی که فرستنده گیرنده های تک حالته از 1310 نانومتر یا 1550 نانومتر با فیبر هسته کوچک (8-9 میکرومتر) استفاده می کنند. تلاش برای اتصالات حالت مختلط منجر به از دست دادن بیش از حد سیگنال و شکست لینک می شود. هر دو انتهای اتصال فیبر باید از انواع ردیاب و فیبر مربوطه استفاده کنند. برای جلوگیری از مشکلات سازگاری، قبل از انتخاب فرستنده گیرنده، زیرساخت فیبر را بررسی کنید.