Оптоволоконный кабель 100G: как правильно выбрать 100-гигабитный Ethernet

Переход от 10G к 100G не просто «в десять раз быстрее». Это принципиально другая архитектура кабельной системы -, другие типы волокон, другие форматы разъемов, другие модули приемопередатчиков и другие пределы досягаемости, которые зависят от выбора, который вы сделаете, прежде чем будет протянут один кабель.

Я наблюдал, как команды центров обработки данных покупали многомодовые магистральные кабели OM3 на сумму 40 000 долларов только для того, чтобы обнаружить, что их оптика 100G QSFP28 требует минимум OM4 для тех расстояний, которые они прокладывают. Этой ошибки не бывает в 10G, где вероятность ошибки шире. При 100G характеристики ужесточаются, а цена ошибки выше.

В этом руководстве рассматриваются реальные моменты принятия решения: какой тип волокна, какой разъем, какой трансивер и как далеко каждая комбинация фактически достигает - с помощью стандартных номеров IEEE для подтверждения.

100G Ethernet: что на самом деле происходит в сети?

Во-первых, важное терминологическое замечание: правильное обозначение100G(100 Гигабит), а не «100ГБ». «ГБ» означает гигабайты, единицу хранения. «G» или «Gb» означает гигабитную скорость передачи. На страницах некоторых продуктов вы увидите цифру «100 ГБ» -, это технически неправильно, а в спецификациях и запросах предложений использование неправильного сокращения означает, что кто-то не выполнил домашнее задание.

100 Gigabit Ethernet (100GbE) определяется стандартом IEEE 802.3ba (2010 г.) и последующими поправками. В отличие от 10GbE, в котором используется один лазер на одной длине волны, большинство реализаций 100GbE разделяют сигнал понесколько полос движения- либо 4×25G, либо 10×10G - для достижения совокупной пропускной способности 100G. То, как передаются эти полосы, полностью зависит от типа волокна и модуля приемопередатчика.

Типы волокон для сетей 100G: таблица дальности действия, которая действительно имеет значение

Это таблица, которая нужна большинству покупателей, но в немногих статьях указан максимальный поддерживаемый радиус действия - для каждого типа приемопередатчика 100G для каждого класса волокна в соответствии со спецификациями IEEE и MSA:

Вывод:OM3 дает вам только 70 метров при 100G.В некоторых проектах центров обработки данных этого достаточно, чтобы от верхней--стойки до конца--ряда, но недостаточно для длинных структурированных кабельных трасс. OM4 простирается на 100 метров. Если ваша кабельная система должна простираться дальше, вы находитесь на территории одномодового режима.

OM3, OM4 или OM5: какой многомодовый класс для 100G?

Все три представляют собой многомодовое волокно с толщиной сердцевины 50 мкм,-оптимизированное для лазера. Разница в том,модальная полоса пропускания- способность передавать высокоскоростные-сигналы на расстояние:

Практический совет:Если сегодня вы прокладываете новый многомодовый кабель для центра обработки данных 100G, минимум OM4. OM3 — это устаревший класс, который ограничивает радиус действия 70 метрами - для некоторых развертываний. Это нормально, но загоняет вас в угол, поскольку плотность стоек увеличивается, а кабельные пути становятся длиннее.

OM5 добавляет широкополосную возможность для SWDM (мультиплексирования с разделением по короткой длине волны), который передает 4 длины волны по одной дуплексной оптоволоконной паре вместо необходимости использования 8 или 12 волокон через разветвление MPO. Оптоволокно стоит дороже за метр, но для новых проектов, ожидающих перехода на 200G/400G, преимущество дуплексной связи OM5 может значительно снизить общую стоимость кабеля.

Типы разъемов: MPO и LC при 100G

Именно здесь кабели 100G физически отличаются от 10G.

100G-SR4используетРазъем МПО-12с 8 активными волокнами (4 передачи, 4 приема) в одном многоволоконном интерфейсе push-. Это подход с параллельной оптикой - каждая из 4 полос получает свою собственную пару волокон.

100G-SWDM4, DR1, FR1, LR4, ER4использоватьдуплексные разъемы LC- два волокна: одно передает, одно принимает. Мультиплексирование происходит внутри трансивера (мультиплексирование длин волн для SWDM4/LR4, модуляция PAM4 для DR1/FR1).

Для структурированной кабельной системы это различие определяет проектирование инфраструктуры:

Параллельная оптика (MPO) доминирует в современных центрах обработки данных 100G, поскольку трансиверы SR4 являются самой дешевой доступной оптикой 100G. Однако затраты на инфраструктуру магистралей MPO, кассет и патч-панелей складываются. По мере того как SWDM4 и одиночные-лямбда-трансиверы 100G (DR1, FR1) развиваются и падают в цене, отрасль смещается в сторону дуплекса для 100G и резервирует параллельную оптику MPO для 400G и 800G.

Если вы строите или модернизируете структурированную кабельную систему, используйте высококачественные-качественныеоптоволоконные разъемыипатч-кордырассчитан на бюджет вносимых потерь, который требует 100G. При 100G каждые 0,1 дБ имеют большее значение, чем при 10G - бюджет потерь в канале более узкий.

Вопрос миграции: 10G → 40G → 100G → 400G.

Одна из самых разумных вещей, которые вы можете сделать при планировании инфраструктуры 100G, — это спроектироватьследующийуровень скорости. Вот как обычно работает путь обновления:

От 10G до 100G в многомодовом режиме:Если ваша существующая установка — OM4, вы можете повторно использовать волокно. Замените трансиверы 10G SFP+ на 100G QSFP28 SR4, замените патч-панели LC на кассетные панели MPO, и вы сможете использовать 100G по тому же волокну. ОМ3 тоже работает, но только до 70 метров.

От 100G до 400G в многомодовом режиме:400G-SR8 использует MPO-16 с 16 волокнами. Если вы установили 24-волоконные магистрали MPO для 100G (рекомендуемый вариант), у вас есть пропускная способность для 400G без переподключения кабелей.

От 100G до 400G в одиночном-режиме:400G-DR4 использует ту же площадь разъема MPO-12, что и 100G-SR4, но в одномодовом-режиме OS2. Если вы установили одиночный-режим с самого начала, переход будет осуществляться только для трансивера.

Урок:потяните больше волокна, чем вам нужно сегодня. 24-волоконная магистраль MPO стоит немного дороже, чем 12-волоконная магистраль, но дает возможность перехода на 400G, не затрагивая кабельную сеть. Для одномодовых сетей установка запасных волокон в тот же канал почти ничего не стоит во время установки и позволяет сэкономить значительную сумму в дальнейшем.

Советы по установке с места

Проверьте каждое соединение.При 100G общий бюджет потерь в канале SR4 через OM4 составляет примерно 1,9 дБ -, включая затухание в кабеле, потери на сращивании и вносимые потери в разъеме. С разъемом MPO на каждом конце и разъемом для кассеты на пути может быть четыре сопряженных пары разъемов. При уровне 0,35 дБ на соединение MPO (типично) вы уже получаете уровень 1,4 дБ до потери кабеля. Маржи почти нет. Каждый грязный или смещенный разъем съедает и без того и без того-тонкий бюджет.

Тщательно очищайте разъемы MPO.Муфты MPO имеют 8 или 12 концов волокон в одном разъеме - одно загрязненное волокно приводит к разрушению всего канала. Используйте -специальный-очиститель MPO и осмотрите каждый наконечник с помощьюОбъем проверки МПОперед спариванием.

Не смешивайте сорта клетчатки.Использование патч-корда OM3 на магистральной линии OM4 снижает производительность всего канала OM3. Каждый компонент магистрального кабеля канала -, патч-кордов, кассет - должен быть одного и того же класса волокна или лучше.

Маркируйте все.При плотности 100G, когда магистрали MPO, коммутационные кассеты и дуплексные патч-корды находятся в одном шкафу, немаркированные кабели становятся неотслеживаемыми. Пометьте оба конца каждого кабеля, каждого порта панели, каждого положения кассеты. Ваш будущий я - или следующий техник, который прикоснется к этому шкафу -, будет вам благодарен.

Часто задаваемые вопросы