Fibră cu un singur fir: când să folosiți optica BiDi, când nu și cum să alegeți perechea potrivită

Fibra unică este o metodă de transmisie prin fibră optică care transportă atât traficul de transmisie, cât și de recepție pe o singură fibră optică, în loc de cele două fire obișnuite. În rețelele Ethernet, aproape întotdeauna se realizează cu transceiver BiDi, uneori numite module SFP bidirecționale sau cu o singură-fibră.

Dacă doriți versiunea scurtă: fibra monofilar are sens atunci când miezurile de fibră sunt rare, când tragerea unui cablu nou prin conducte sau peste un campus este costisitoare sau când o pereche de fibră închisă închiriată a fost deja ruptă. Nu este varianta implicită potrivită pentru o construcție nouă de cablare structurată-și pedepsește orice echipă care nu se potrivește cu atenție cu lungimile de undă, bugetul optic și compatibilitatea comutatorului înainte de a comanda.

Acest ghid prezintă modul în care tehnologia funcționează de fapt pe fibră, când să o alegeți față de fibra duplex, unde tinde să eșueze pe teren și verificările exacte pe care ar trebui să le efectueze un inginer înainte de a cumpăra o pereche BiDi SFP sau SFP+.

Ce este fibra unică?

Fibra unică, denumită uneori transmisie cu fibre unice-sau transmisie cu fibre simplex, utilizează o singură fibră optică pentru a transporta traficul în ambele direcții în același timp.

O legătură tradițională de fibră duplex utilizează două fire: o fibră transmite, cealaltă primește. O legătură de fibră cu un singur fir înlocuiește acea pereche cu o singură fire prin separarea celor două direcții în domeniul lungimii de undă în loc de domeniul spațial. Cu transceiverele potrivite la fiecare capăt, o legătură Ethernet full-duplex rulează pe o singură fibră fizică.

Exemplul clasic publicat este interfața 1000BASE-BX{-D/U definită conform IEEE 802.3ah: un capăt transmite la 1490 nm și primește la 1310 nm, în timp ce capătul opus transmite la 1310 nm și primește la 1490 nm. Puteți citi cerințele de bază ale stratului fizic înStandardul Ethernet IEEE 802.3.

Fibră cu un singur fir vs Fibră Simplex vs Fibră Duplex

Acești trei termeni se amestecă constant, mai ales în tichetele de achiziție.

• Fibră simplexse referă la un cablu care conține fizic un fir de fibră, de obicei cu un singur conector LC, SC sau FC la fiecare capăt.
• Fibră duplexse referă la un cablu care conține două fire de fibră, terminate în mod normal ca un conector pereche.
• Fibră cu un singur firdescrie metoda de transmisie: un fir care transportă ambele direcții, indiferent dacă cablul subiacent este, din punct de vedere tehnic, un cordon de corecție simplex sau un fir dintr-un trunchi mai mare.

Așadar, o legătură de fibră cu un singur fir se deplasează aproape întotdeauna pe un cordon de corecție simplex, dar termenul „simplex” descrie cablul, în timp ce „fibră cu un singur fir” descrie schema optică.

Cum funcționează fibra unică

Transmisie BiDi și WDM în interiorul modulului

Cele mai multe legături Ethernet cu fibră monocatenă utilizează transmisie BiDi. BiDi este prescurtare pentru bidirecțional. În loc să separe cele două direcții, oferind fiecăreia propria sa fibră, optica BiDi le separă după lungimea de undă folosind un micmultiplexarea prin diviziune a lungimii de undăfiltrul din interiorul transceiver-ului. Acel filtru, numit adesea diplexor, combină laserul de ieșire și semnalul de intrare pe un singur port partajat.

O pereche tipică arată astfel:

De aceea, o legătură cu o singură fibră nu poate utiliza două module identice: diplexoarele s-ar aștepta să transmită pe aceeași culoare a luminii, iar legătura nu ar apărea niciodată. O defalcare mai profundă a diplexorului și a aranjamentului laser este acoperită în aceastaExplicația tehnologiei transceiver BiDi.

Perechi comune de lungimi de undă BiDi

Vitezele și atingerile diferite folosesc perechi de lungimi de undă diferite. Tabelul de mai jos arată combinațiile pe care inginerii le întâlnesc cel mai des în rețelele de întreprindere și de acces.

Producătorii de module nu folosesc toți aceleași etichete. Unii imprimă „BX-U” și „BX-D” (în amonte și în aval), alții imprimă direct „TX1310/RX1490”. Amestecarea etichetelor între furnizori este una dintre greșelile mai ușor de făcut în inventar, așa că merită să standardizați denumirea în depozit înainte de a comanda.
 

Fibră monocatenă vs Fibră dublă

Atât fibra unică, cât și cea dublă vor rula legături Ethernet fiabile atunci când sunt proiectate corespunzător. Alegerea corectă depinde de ceea ce este rar: fire de fibre, timp, bani sau complexitatea operațiunilor.

Alegeți BiDi când numărul de fibre este constrângere. Alegeți duplex atunci când standardizarea, disponibilitatea-pieselor de schimb și simplitatea operatorului contează mai mult.
 

Lista de verificare a selecției fibrelor monocatenare

Utilizați această listă de verificare ca tabel de decizie înainte de a plasa o comandă. Fiecare rând reprezintă tipul de situație care aterizează pe biroul unui inginer de rețea, cu apelul potrivit.

Când fibra monocatenară este alegerea potrivită

1. Aveți fire de fibre existente limitate

Cel mai puternic caz pentru fibrele cu un singur fir este deficitul de fibre simple. O legătură clădire-la-clădire poate avea un fir nefolosit rămas într-un colț cu 12-miezuri sau o conductă de campus poate fi prea plină pentru a fi conectată într-un alt cablu. Cu o pereche BiDi potrivită, acel fir de rezervă poate transporta o nouă legătură Ethernet full-duplex fără lucrări civile.

Scenarii comune în care apare acest lucru:

• Campusul întreprinderilor leagă între clădirile pe coloane îmbătrânite
• Locuri industriale cu fibre limitate în cabluri blindate
• Rețele municipale reutilizand spațiul de conducte existent
• Rețele de acces ISP în care fiecare alimentator de abonat este scurt
• CCTV și backbone de securitate adăugate după instalarea inițială
• Backhaul fără fir unde este fixată fibra-la-adăpostită

2. Tragerea de noi fibre este prea costisitoare

Costul transceiver-ului este rareori numărul dominant pe un proiect. Tăierea de șanțuri, accesul la conducte, intrarea în clădire, îmbinare, testare OTDR, după-ore de muncă și timpii de nefuncționare sunt de obicei mai mici. Dacă o pereche BiDi înlătură lucrările civile, bugetul proiectului este adesea mai mic, chiar și atunci când optica în sine costă mai mult pe port decât SFP-urile duplex standard.

3. Trebuie să îmbunătățiți utilizarea fibrelor pe o fabrică existentă

Fibra unică nu mărește în mod magic lățimea de bandă a unui singur canal optic. Ceea ce schimbă este numărul de fire fizice pe legătură. Pe un cablu instalat care transportă deja mai multe servicii, eliberarea unui fir pe legătură poate amâna un proiect de mărire a fibrei cu ani.

4. Legătura este un simplu punct-la-punct

Optica BiDi strălucește pe conexiuni simple punct-la-: comutator la comutator, comutator la convertor media, router la comutator de acces, dulap la distanță la miez sau clădirea A la clădirea B. De obicei, este nevoie de o pereche potrivită pe o cale de fibră simplex curată.

Când nu ar trebui să utilizați fibre cu un singur fir

Fibra unică este un instrument, nu un implicit. În schimb, ajungeți la fibre cu două fire când oricare dintre acestea este adevărată:

• Site-ul are deja mai mult decât suficiente perechi de fibre de rezervă
• Echipa de operațiuni ar prefera să stoceze un singur SKU de SFP-uri duplex decât două SKU-uri de module A/B BiDi
• O interfață optică specifică de care aveți nevoie este disponibilă numai în formă duplex
• Proiectul este un nou centru de date de-densitate mare, cu cablare duplex structurată deja proiectată
• Nu puteți confirma cu încredere asocierea lungimii de undă, bugetul optic, lustruirea conectorilor și codarea comutatorului înainte de implementare
• Instalația de fibre are reflectanță ridicată sau istoric necunoscut, unde adăugarea complexității A/B va încetini depanarea

În implementările pe teren, eșecul este rareori fibra în sine. Este aproape întotdeauna perechea de module A/B greșită care se află la capătul greșit sau un modul-cu rază lungă de acțiune care pompează prea multă putere într-o legătură scurtă.

Cum să alegi o soluție cu fibre monocatenare

Pasul 1: Confirmați tipul de fibră

Majoritatea legăturilor BiDi Ethernet monofilare sunt proiectate, în mod obișnuit, pentru fibră cu un singur{0}modFibră mono-OS2în implementări între întreprinderi și operatori. Nu presupuneți că cablul de corecție din mâna dvs. este de tipul potrivit doar pentru că conectorul se potrivește portului.

Ce trebuie verificat înainte de a comanda:

• Tip de fibră: unic-mod (OS2 cel mai frecvent) sau multimod
• Tip conector: LC, SC, FC sau altele
• Poloneză: UPC sau APC
• Panou de corecție și tip de adaptor la fiecare capăt
• Distanța-la-capăt, inclusiv cablurile de corecție în ambele camere
• Numărul de îmbinări și conectori cuplați în traseu

Pasul 2: Alegeți viteza și factorul de formă

Potriviți transceiver-ul la portul comutatorului. Cele mai comune opțiuni sunt 1G BiDi SFP, 10G BiDi SFP+ și 25G BiDi SFP28; Există variante 40G și 100G cu o singură fibră-, dar sunt mai puțin standardizate. Un modul 10G SFP+ nu va negocia la 1G într-un port care nu acceptă în mod explicit operarea cu rata dublă-, ceea ce este o problemă frecventă la reutilizarea comutatoarelor de acces mai vechi. Un fundal util citit aici este diferența practică dintremodule SFP mono-modale și multimodalela planificarea unei flote mixte.

Pasul 3: Potriviți lungimile de undă TX/RX

Acesta este pasul care rupe link-urile cel mai des. O pereche BiDi are nevoie de lungimi de undă complementare la cele două capete. Citiți întotdeauna eticheta sau foaia de date pentru numerele TX și RX reale, mai degrabă decât să aveți încredere într-un număr de piesă.

Pasul 4: Verificați distanța și bugetul optic

Numărul imprimat pe cușcă („10 km”, „40 km”) este un rating de acoperire, nu o instrucțiune. Ceea ce contează este bugetul optic pe linkul tău specific. Trageți fiecare dintre aceste numere înainte de a comanda:

• Putere de transmisie (TX min / max)
• Sensibilitatea receptorului
• Pragul de suprasarcină al receptorului
• Atenuarea fibrelor pe kilometru
• Pierderea-per conector și numărul de perechi asociate
• Pierderea îmbinării și numărul de îmbinări
• Marja de siguranță (de obicei 2–3 dB)

Două moduri de eșec se ascund aici. Prima este prea puțină putere, cea evidentă. Al doilea, mai puțin evident, este prea multă putere: un modul de 40 km pe o fibră de 500 m poate conduce receptorul peste pragul de suprasarcină și poate produce erori de biți sau nicio legătură. Salturile scurte cu optica cu -rază lungă au nevoie adesea de un atenuator fix în linie. Pentru o privire mai profundă asupra unde se duce fiecare decibel, consultați această prezentare generală apierderi de inserție în rețelele de fibră.

Pasul 5: Confirmați compatibilitatea conectorului și dispozitivului

Înainte de a plasa comanda, verificați:

• Marca de comutator, router sau convertor media și modelul exact
• Viteza portului și suportul-dual rate
• Cerințe de codare a furnizorului (unele platforme resping optica necodificată)
• Tipul conectorului și potrivireaconector LC simplexpe fiecare cordon de plasare
• Tip polonez (UPC vs APC) cap la cap
• Suport de monitorizare DOM/DDM atât pe modul, cât și pe gazdă
• Interval de temperatură de funcționare, dacă optica se află într-un dulap de pe marginea drumului sau într-o carcasă de pe acoperiș

DOM/DDM merită activat ori de câte ori platforma îl acceptă. Expune puterea optică primită, puterea TX, temperatura și curentul de polarizare laser, care împreună vă permit să observați o legătură degradată cu săptămâni înainte ca aceasta să se defecteze.

Greșeli obișnuite de implementare a fibrei unice

Greșeala 1: Conectarea unui SFP duplex standard într-o singură fibră

Un SFP duplex normal așteaptă două fibre. Conectarea unuia singur va lăsa link-ul permanent oprit. În schimb, utilizați un transceiver BiDi sau cu o singură-fibră.

Greșeala 2: Cumpărarea a două module BiDi identice

Optica BiDi este vândută și stocată ca perechi A/B. Două module identice transmit pe aceeași lungime de undă, iar legătura nu va apărea. Păstrați SKU-urile A și B vizibil separate în inventarul dvs. și etichetați-le pe suport.

Greșeala 3: Ignorarea bugetului optic

O pereche de lungimi de undă corectă eșuează în continuare dacă puterea primită este în afara ferestrei receptorului. Măsurați sau estimați pierderea înainte de a specifica-optica cu acoperire lungă și nu presupuneți niciodată că un link proaspăt testat va rămâne la zi-o pierdere după câteva re-patch-uri.

Greșeala 4: Amestecarea conectorilor APC și UPC

Polishurile APC și UPC nu sunt interschimbabile. Împerecherea lor produce un contact fizic slab, pierderi mari de inserție și, uneori, probleme serioase de-reflexie. Instalația de fibre fie folosește unul, fie celălalt capăt la capăt. Pentru o reîmprospătare a modului în care geometria lustruită interacționează cu reflectanța, consultați acest ghidConectori SC/APC și tipuri de lustruire.

Greșeala 5: Am uitat compatibilitatea comutatorului

Unele comutatoare impun codarea strictă a transceiver-ului și dezactivează silențios optica necodificată sau de la terți{0}}. Confirmați compatibilitatea cu versiunea exactă a firmware-ului înainte de a plasa o comandă, în special pe switch-uri de întreprindere, OLT și ONU.

Greșeala 6: Stocarea de piese de schimb fără un plan A/B

Un număr surprinzător de întreruperi după-ore provin de la piese de schimb care se dovedesc a fi jumătatea greșită a perechii. Urmăriți SKU-urile A și B separat, etichetați dulapurile cu care finalul folosește care și păstrați unul din fiecare pe camion.

Cum să depanați o legătură de fibră cu un singur fir

Când o legătură BiDi nu apare, parcurgeți această secvență în loc să schimbați părțile la întâmplare:

1. Citiți lungimile de undă TX/RX imprimate pe ambele module. Confirmați că sunt complementare, nu identice.
2. Citiți valorile DOM la ambele capete. Puterea RX de -40 dBm sau „pierderea semnalului” înseamnă de obicei o problemă cu fibră, conector sau lungime de undă, mai degrabă decât o problemă cu modulul.
3. Curăţaţi ambele părţi ale capătului LC cu un produs de curăţat-bun cunoscut pentru casete şi inspectaţi-l cu o lunetă. Cele mai multe link-uri BiDi „rupte” sunt fețe de capăt murdare.
4. Testează în buclă fiecare modul pe o pereche de fibre cunoscute-bună, folosind un atenuator, pentru a dovedi că optica în sine este vie.
5. Dacă puterea RX este neobișnuit de mare (de exemplu, -2 dBm pe o optică de 40 km peste 200 m de fibră), adăugați un atenuator în linie dimensionat pentru a aduce nivelul în fereastra receptorului.
6. Verificați că lustruirea conectorilor (UPC vs APC) este consecventă de la capăt la capăt. Un singur adaptor APC introdus într-un lanț UPC va fi destul de costisitor.
7. Dacă totul se verifică optic, dar portul tot nu apare, schimbați codarea transceiver-ului (codificat de furnizor-cu generic) pentru a exclude respingerea-partea comutatorului.

Preluare finală

Fibra unică este unul dintre cele mai utile instrumente disponibile atunci când firele de fibră sunt rare, lucrările civile sunt costisitoare sau o fabrică de cabluri existentă trebuie să furnizeze mai multe legături fără a crește. Nu este o versiune implicită pentru noile versiuni și pedepsește orice echipă care comandă numai prin atingere și viteză.

O implementare fiabilă se rezumă la o scurtă listă de verificări: tipul corect de fibră, viteza și factorul de formă potrivite, o pereche complementară de lungimi de undă TX/RX, un buget optic care aterizează în interiorul fereastra receptorului, un conector consistent de la capăt la capăt și o gazdă care acceptă modulul. Efectuați acele verificări o dată, documentați inventarul A/B și linkul se va comporta ani de zile.

Dacă plănuiți un proiect de fibră cu un singur fir, începeți cu distanța de legătură, tipul de fibră existent, lustruirea conectorului, viteza necesară și modelul comutatorului. Alegeți perechea BiDi potrivită în jurul acelor constrângeri, mai degrabă decât invers.