Сменные трансиверы для гигабитовых сетей

Сменные трансиверы для гигабитовых сетей

Джон Джордж
Журнал Сети и системы связи

Если вы задумали внедрять в своей сети технологию Gigabit или 10 Gigabit Ethernet, вам придется принять ряд важных решений, в том числе определиться с волокном, кабелями и разъемами. Важно также правильно выбрать сменные оптические трансиверы — модули, передающие и принимающие оптические сигналы. Эта задача затруднена из-за запутанных обозначений, применяемых компаниями для производимых ими трансиверов. Просто какой-то лингвистический суп из букв и цифр, в котором довольно трудно разобраться.

В данной статье мы постараемся помочь вам сориентироваться в предлагаемой на рынке номенклатуре сменных трансиверов, понять их функции и параметры, которые следует принимать во внимание при покупке конкретных продуктов.

Где используются трансиверы

Оптические трансиверы используются для преобразования электрических импульсов в оптические сигналы, передачи этих сигналов по волоконно-оптической сети и обратного их преобразования в электрические импульсы на другом конце сети. Раньше, до того как оптические элементы стали интегрировать в печатные платы, чтобы реализовать перечисленные выше функции, требовались большие платы — размером 20—30 см. Это приводило к дополнительным расходам: при необходимости перехода от одного типа оптического канала на другой приходилось покупать для коммутатора новую, дорогую плату. Появление широкого ассортимента компактных оптических трансиверов, которые устанавливаются в "горячем" режиме, дает проектировщикам гораздо больше свободы в выборе оптических интерфейсов для решения конкретных задач.

Компактные оптические трансиверы Gigabit и 10 Gigabit Ethernet применяются на магистралях сетей, развертываемых внутри зданий и в кампусах, а также в абонентских оптоволоконных каналах (fiber-to-the desk). Как правило, они работают на длине волны 850 нм с многомодовыми оптическими кабелями и на длинах волн 1310 и 1550 нм с одномодовыми волокнами.

В настоящее время существуют два основных стандарта, регламентирующие использование оптических модулей, — это Ethernet (IEEE.802.3) и Fibre Channel (стандарты 10 GFC и FC-PI). В них приведено огромное количество типов портов, имеющих обозначения типа 10GBase-LX4 и 1200-M5E-SN4P-1. Более того, на выбор предлагается, как минимум, шесть разных типов сменных оптических модулей. Неудивительно, что у проектировщиков просто голова идет кругом.

Для того чтобы разобраться во всем этом, нужно вернуться немного назад и вспомнить, какие виды оптических волокон и источники излучения используются для передачи данных в сетях Ethernet. Волокно, задействуемое при работе на небольшие расстояния, может быть одномодовым (передает по сердцевине волокна одну моду светового потока) или многомодовым (передает сразу сотни мод светового потока).

В течение ряда лет компании, занимающиеся производством оптической техники, экспериментировали с волокнами и системами, которые могли бы применяться в гигабитовых сетях. Испытывались модули с последовательной передачей сигнала по одномодовым волокнам, системы с волновым мультиплексированием CWDM для работы с многомодовыми оптическими кабелями, а также дорогие переходные оптические шнуры со смещенным вводом луча в световод (mode conditioning patch-cords). На небольших расстояниях наиболее экономичными оказались многомодовые оптические кабели и трансиверы, работающие на длине волны 850 нм. Для работы на расстоянии от 550 м до 1000 м требуются более дорогие одномодовые системы.

Размеры меньше, функциональность — та же

В настоящее время для сетей Gigabit/10 Gigabit Ethernet и Fibre Channel предлагается несколько типов оптических модулей, и в их основу положен ряд общих конструктивных принципов: на одном конце модуль имеет электрический разъем для подключения к коммутатору, на другом — оптическое гнездо для дуплексных соединителей SC, LC или соединителей других типов.

Ниже мы приводим несколько наиболее известных оптических трансиверов:

• Gigabit Interface Converter (GBIC) традиционно является наиболее популярным трансивером для сетей Gigabit Ethernet.

• Small Form Factor Pluggable (SFP) медленно, но уверенно заменяет GBIC, поскольку имеет такую же функциональность, но вдвое меньшие размеры. Использование миниатюрных (Small Form Factor — SFF) соединителей позволяет повысить плотность портов в центрах обработки данных или просто сэкономить место.

• XENPAK 10 Gigabit Ethernet Package самый большой по размерам из представленных на рынке модулей трансиверов для сетей 10 Гбит/с.

• XPAK/X2 10 Gigabit Transceiver Package — модификация модуля XENPAK 10, по длине она короче оригинала на одну треть.

• XFP 10 Gigabit Small Form Factor Pluggable, разработанная в рамках общей тенденции на миниатюризацию версия XPAK, имеющая вдвое меньшую ширину благодаря использованию SFF-разъемов. Этот трансивер может быть встроен в коммутаторы Fibre Channel, работающие на скорости 10 Гбит/с.

Конфигурируй, как хочется

Надеемся, что после прочтения данной небольшой статьи проектировщикам сетей станет легче ориентироваться в предлагаемой на рынке номенклатуре сменных оптических трансиверов и соответственно выбирать наиболее подходящий продукт для конкретного применения. Правильно подобранные модули позволят вам сконфигурировать порты коммутаторов Ethernet или Fibre Channel таким образом, чтобы они оптимально соответствовали требуемым характеристикам как по дальности действия, так и по стоимости. В настоящее время компании стремятся к дальнейшей миниатюризации оптических трансиверов (используя SFF-разъемы), а также к максимально возможному снижению стоимости оптических систем за счет разработки новых решений, работающих на длине волны 850 нм..