In den Transceiver-Vers Teil II: Eine Galaxie von Transceiver-Typen

Im ersten Blog unserer Into the Transceiver-Serie haben wir uns auf die konzentriert 6 Fragen, die Sie stellen müssen bei der Auswahl von Transceivern für Ihre Netzwerkanwendung.  Zu wissen, welche Fragen zu stellen sind, ist die halbe Miete bei der Auswahl; die andere Hälfte weiß, was verfügbar ist.  Transceiver-Typen können beliebig gruppiert werden (nach Formfaktor, Datenrate, Codierung, Plattform usw.). Der Einfachheit halber gruppieren wir sie hier wie folgt:

• Kupfer- und aggregierte Lösungen
• Grau (Breitband) 
• WDM (Wellenlängenmultiplex) 
• BiDi (bidirektional)
• PON (Passives Optisches Netzwerk)
• Kohärent

Kupfer- und aggregierte Lösungen

Transceiver für die Kommunikation über Kupferleitungen sind mit Datenraten von bis zu 10G erhältlich. Während sie in Legacy-Architekturen immer noch weit verbreitet sind, beginnen zukunftsorientierte Netzwerkaufbauten, Kupferverbindungen durch Glasfaser-Transceiver zu ersetzen, die nicht so schwer und in der Regel einfacher zu installieren und zu warten sind. Beachten Sie, dass Kupfer-Transceiver auf Entfernungen von 100 m begrenzt sind, während die optischen Versionen (wie die graue Optik und andere unten) viel weiter gehen können.

Tabelle 1 – Kupfer-Transceiver im 1G-SFP- und 10G-SFP+-Formfaktor.

Beachten Sie auch, dass das Copper 1G in Single-Rate-, 1G- oder Tri-Rate-Design mit 10 Mb/100 Mb/1000 Mbit/s erhältlich ist.

Zwei Arten von Transceivern, die nicht ganz in die anderen Kategorien passen, sind DAC (Direct Attach Cable) und AOC (Active Optical Cable). Ein DAC ist ein Kupferkabel, das an jedem Ende einer Verbindung mit einem Transceiver fest verdrahtet ist, während ein AOC ähnlich ist, aber an jedem Ende eine Glasfaser „fest verdrahtet“/eingebettet in Transceiver hat. Sie sind in mehreren Längen und Breakout-Konfigurationen erhältlich, einschließlich des beliebten 4x 10G SFP+, das zu 1x QSFP aggregiert wird.

Aggregierte Lösungen haben einige Vor- und Nachteile. Auf der positiven Seite sind AOCs und insbesondere DACs extrem kostengünstig und stromsparend. Die aggregierte Lösung bietet im Voraus eine geringere SKU-Anzahl, da optische Jumper-Komponenten und Transceiver zusammen gekitet werden. Auf der anderen Seite müssen Sie, wenn eine einzelne Komponente der Baugruppe ausfällt, die gesamte Kabel- und Transceiver-Baugruppe ersetzen, während Sie bei disaggregierten Lösungen nur das defekte Element ersetzen. Ebenfalls Zum Sparen sind AOCs und DACs diskrete Längen, sodass Sie 1 Ersatz-AOC- oder DAC-Baugruppe für jede in Ihrem Netzwerk benötigte Kabellänge aufbewahren müssten, anstatt nur eine Kabelrolle und ein paar verschiedene Arten von Transceivern aufzubewahren. Berücksichtigen Sie bei der Entscheidung, ob Sie sich für eine aggregierte oder disaggregierte (Transceiver und Kabel werden separat verkauft und installiert) Lösung entscheiden, eine langfristige Netzwerkplanung und -wartung. Beispielsweise bieten 400G-DAC-Kabel in einigen der neuesten Technologieentwicklungen wie 400G-Transceivern bei weitem die niedrigsten Kosten pro 100G, aber aufgrund ihrer dicken Abschirmung zum Schutz vor Interferenzen ist der Biegeradius ziemlich restriktiv, was den Umgang damit richtig macht In-Rack-Installation und Betriebsfehlerbehebung sind für Außendiensttechniker sehr problematisch.

Graue Optik

Breitbandige (oder nicht kanalisierte) Optiken werden oft als „Grau“ bezeichnet. Die in Gray-Transceivern verwendeten Arten von Lasersendern haben ein breites Spektrum.   Das heißt, die Mittenwellenlänge kann beispielsweise 850 nm betragen, während die tatsächlich gemessene Wellenlänge irgendwo zwischen 830 und 870 nm liegen könnte. Daher wird für eine Quelle mit einer Mittenwellenlänge von 850 nm eine Toleranz von +/-20 nm angenommen.  

Tabelle 2 – Graue Transceiver-Typen im 1G-SFP- und 10G-SFP+/XFP-Formfaktor.

Was bedeuten SX, LX, EX, ZX und EZX? 

S, L, E, Z geben die Wellenlänge des Lasers und die Reichweite (Entfernung) des Transceivers an.

S = Kurzwellenlänge (850nm)

L = lange Wellenlänge (1310 nm typischerweise bis zu 10 km)

E = Extended Reach-Wellenlänge (1310/1550 nm bis zu 40 km)

Z = Extra – lange Wellenlänge (1550 nm bis zu 80 km)

EZ= Extra ZX/ZR Wellenlänge (1550nm bis 120km)

X = steht für External Sourced Coding, was in 8-Bit- und 10-Bit-Codierungstyp übersetzt wird (erforderlich für 1 G).

In ähnlicher Weise sehen Sie neben den SFP+-Typen wieder S, L, E und Z, aber gefolgt von einem R anstelle eines X. Das R zeigt die ScRambled-Codierung an, insbesondere „64-Bit-66-Bit-Codierungstyp“, der für erforderlich ist 10G (auch 40G- und 100G-Ethernet-Protokolle). Manchmal als 64B66B oder 64b/66b geschrieben, ist es ein Zeilencode, der 64-Bit-Daten in 66-Bit-Daten umwandelt. 

WDM (Wellenlängenmultiplex) 

WDM (Wavelength Division Multiplexing)-Transceivertypen werden in CWDM (Coarse WDM) und DWDM (Dense WDM) unterteilt. Dies sind Transceiver, die speziell für den Einsatz in entwickelt wurden WDM-Systeme.   

Tabelle 3 – CWDM- und DWDM-Transceiver-Typen im 1G-SFP- und 10G-SFP+/XFP-Formfaktor.

CWDM – die Wellenlängen liegen typischerweise zwischen 1430 und 1610 mit einem Abstand von 20 nm (weil Sie eine 1430-Sendeoptik haben können, die eine Toleranz von +-6,5 nm haben kann, sodass der Abstand dazu beiträgt, dass der nächste Kanal sich nicht mit dem von Ihnen verwendeten Kanal überlappt) .

DWDM – Die meisten DWDM-Wellenlängen fallen in das C-Band (siehe die Referenztabelle für Standardwellenlängen). Beachten Sie die Beziehung zwischen den ITU-Kanälen und der Frequenz: Wenn Sie die anfängliche „19“ ignorieren und das Dezimalkomma um 2 Stellen nach links verschieben, erhalten Sie den ITU-Kanal (Bsp. 196000GHz = ITU-Kanal 60,00, 195950 GHz = ITU-Kanal 59,50).

DWDM-Transceiver sind entweder in einer festen Kanal- oder in einer abstimmbaren Version erhältlich. Beide sind in den Versionen C-Temp oder I-Temp erhältlich.  

• Festkanal-DWDM-Optik – Jede Optik ist ein fester Wellenlängen-/ITU-Kanal und kann nur als solcher eingesetzt werden
• Abstimmbare DWDM-Optik – Jede Optik ist innerhalb des gesamten ITU-Wellenlängenspektrums abstimmbar. Die Optik kann nach Bedarf abgestimmt werden, um die erforderliche Wellenlänge zu erfüllen

Eine einfache Art, über den Unterschied zwischen Optiken mit festem Kanal und abstimmbaren Optiken nachzudenken, besteht darin, dass die Optik mit festem Kanal wie a ist Schachtel mit Buntstiften, in der Sie für jede Farbe einen anderen Transceiver haben, im Gegensatz zu einer abstimmbaren Optik, die wie ein Stift ist, der mit all den verschiedenen Farben geliefert wird, die Sie einfach einrasten lassen können. Dies macht die abstimmbare Option in Bezug auf Sparing vorzuziehen. Anstatt für jede Wellenlänge einen freien Festkanal-Transceiver bereitzuhalten, benötigen Sie nur einen abstimmbaren.

Wie Sie vielleicht sowohl in Tabelle 2 als auch in Tabelle 3 bemerkt haben, ist die maximale Entfernung, die die Optik erreichen kann, auf 80-100 km für 1G- bis 10G-Transceiver begrenzt. Der Hauptgrund für diese Einschränkung ist die Streuung. Dispersion ist eine physikalische Einschränkung optischer Fasern, die kurz als Verbreiterung der optischen Impulse beschrieben werden kann, wenn sie sich über die Faser ausbreiten. Je länger die zurückgelegte Strecke ist, desto schlimmer ist die Wirkung. Dies macht es für den Empfänger schwieriger, benachbarte Impulse/Informationsbits zu unterscheiden, und erzeugt schließlich eine Erhöhung der Bitfehlerrate. Sie können mehr über die chromatische Dispersion und die Einschränkungen erfahren, die sie DWDM-Systemen hinzufügt, indem Sie dies kostenlos herunterladen eBook. 

Eine Zusammenfassung und ein Vergleich von Gray-, CWDM- und DWDM-Optiken ist unten dargestellt, einschließlich der jeweils verfügbaren Datenraten.

Tabelle 4 – Zusammenfassung der Gray-, CWDM- und DWDM-Transceiver-Typen

* 100G CWDM verwendet 1271, 1291, 1311, 1331 Wellenlängen 

** 25G-DWDM-SFPs sind neu, werden aber aufgrund von Beschränkungen des Verbindungsbudgets nicht weit verbreitet

Bidirektionale Transceiver

Die meisten Transceiver haben eine TOSA (Transmitter Optical Sub Assembly) und eine ROSA (Receiver Optical Sub Assembly), aber wenn die beiden zu einer Einheit kombiniert werden, wird daraus eine BOSA (BiDirectional Optical Sub Assembly). Wir nennen diese kombinierte Einheit kurz BiDi. BiDis haben den Vorteil, dass sie eine Einzelfaserlösung ermöglichen und die folgenden Eigenschaften aufweisen:

• Ein Paar ist erforderlich
• 4 verschiedene Paartypen erhältlich
• • 1270/1330nm (10G)
  • 1310/1490nm (1G)
  • 1310/1550nm (1G)
  • 1490/1550nm (1G oder 10G)
• Kann entweder ein 1270/1330-nm- oder ein 1310/1490-nm-Paar im Express-Port eines DWDM-Mux verwenden

Tabelle 5a BiDi für CWDM, BiDi, LC-Anschluss, 1G-10G 

Tabelle 5b BiDis 25 – 100G 

Beim Aufsteigen von 10G-Hardware auf 25G-Hardware sind BiDis etwas häufiger. Ähnlich wie bei 1G- und 10G-BiDi haben Sie 1 optischen Port, aber anstelle von 1x Senden und 1x Empfangen haben Sie tatsächlich 2x Senden und 2x Empfangen von Signalen. Dies ist eine Möglichkeit, einige der Bedenken hinsichtlich der chromatischen Dispersion zu beseitigen, wenn Sie ein optisches Signal mit 25 G verwenden. C27, C31 und C33 sollten nicht mit den DWDM-Kanälen 27 und 31 verwechselt werden. Das C steht in diesem Fall für die CWDM-Wellenlängen 1270, 1310 und 1330. DWDM-Wellenlängen werden normalerweise mit ihrem ITU-Kanal bezeichnet. Derzeit sind 25G-SFPs auf 40 km begrenzt, aber die Branche bemüht sich, diese Entfernung zu verbessern. Es wird derzeit in Breitband 1310 angeboten, aber die Hoffnung ist, dass der DWDM schließlich 40 km erreicht.

PON

Passive Optical Networking (PON) verwendet stromlose Komponenten wie Strahlteiler, um ein einzelnes Datensignal in mehrere Zweige zu verteilen. Nachfolgend sind die derzeit für PON-Hardware verfügbaren Formfaktoren aufgeführt, einschließlich der Einführung eines neuen Typs von SFP-Formfaktor namens SFP-DD (Dual Density). Dual Density ist im Wesentlichen 2 SFPs in 1. 

Tabelle 6 PON-Transceiver-Typen

*Die maximale Entfernung für PON wird am besten anhand des Verbindungsbudgets und nicht anhand einer Entfernungsbewertung interpretiert

Die meiste PON-Hardware ist auch BiDi. Für die GPON-Typen gibt es 1490 / 1310. XGS/PON sendet typischerweise bei 1577 nm und empfängt bei 1270.

Wie in Tabelle 6 oben gezeigt, sind XGS/GPON-Combo-SFPs verfügbar, die es GPON-Betreibern ermöglichen, schrittweise auf XGS/PON umzusteigen – dies ermöglicht es einem, eine einzige Hardware zu kaufen, die für zwei Technologiegenerationen ausgelegt ist. Bei der Verwendung dieser Technologie ist Vorsicht geboten, da Sie dadurch aus einer einzigen Quelle stammen können, da sich der PCB-Anschluss auf der Combo von der Standard-GPON- oder XGS / PON-Optik separat unterscheidet.             

Kohärent 

Kohärente Optiken haben die Vernetzung grundlegend verändert. Glasfasernetzwerke wurden durch die Vorteile, die kohärente optische Transceiver geliefert haben, für immer verändert: viel größere Kapazität und Flexibilität, höhere Bitraten und bessere Gesamtleistung, um nur einige zu nennen. Kohärente Systeme haben die Kosten niedrig gehalten, indem sie es den Unternehmen erspart haben, mehr Glasfaser zu verlegen.

Eine Reihe von steckbaren 100G-DWDM-Transceivern, darunter CFP DCO, CFP2 ACO/DCO und in jüngerer Zeit der CFP2 DCO, sind eine Hauptstütze für Anwendungen wie Transport, Langstrecke, Ultralangstrecke, U-Boot und DWDM-Zugang. Die kohärente Technologie wird derzeit in QSFP56-DD-Formfaktoren überführt. Die OIF (Optical Internetworking Forum) Die 400ZR-Implementierung hat eine DWDM-Optik spezifiziert, die den vorherrschenden 400GE-Client-Formfaktoren mit QSFP-DD- oder OSFP-Modulen entspricht – einschließlich Platz- und Leistungsanforderungen. Dies bedeutet, dass bei der Integration von 400 ZR-Optiken in Routern keine Platzbedarfs- oder Router-Kapazitätseinbuße auferlegt wird. Steckbare Module mit erweiterter Reichweite, die in QSFP-DD- und OSFP-Formfaktoren passen, werden als 400G ZR+ bezeichnet. Lesen Sie mehr über kohärente Pluggables in  Der Aufstieg kohärenter steckbarer 400G-Optiken. 

Und das ist es. Dies sind die verschiedenen Arten von Transceivern, die verfügbar sind. Beachten Sie, dass zusätzlich zu allen oben besprochenen Transceiver-Typen zusätzliche Variationen und Anpassungen erforderlich sind, um die Kompatibilität sicherzustellen mit bestimmten Netzwerkgeräteherstellern (NEMs).  Beispielsweise hat ein QSFP28 die folgenden grundlegenden Hardwaretypen: SR4, LR4, FR1, FR4, DR1, DR4, ER4, ZR4. Dann haben Sie für jeden dieser Hardwaretypen möglicherweise eine eindeutige Teilenummer für jedes NEM (es könnte bis zu 68 eindeutige Vorlagen geben!). Bei DWDM-Transceivern wird es noch komplizierter, wenn Sie zusätzlich zu jedem NEM und für 40 km, 80 km und 120 km Reichweite eine Teilenummer für jeden Kanal haben. Wenn Sie also 68 NEMs mit 3 Reichweiten und 40 Kanälen haben, wäre das 8160 eindeutige Teilenummern! In vielen Fällen können Sie die Anzahl der SKUs reduzieren, indem Sie a verwenden abstimmbarer Transceiver und/oder  Multi-Plattform-Optik.   Um einen genaueren Blick auf die verfügbaren Transceiver-Typen zu werfen, besuchen Sie unsere Produkthilfe  Und denken Sie daran, dass es bei der Gewährleistung eines zuverlässigen Netzwerks um mehr geht, als nur um die Auswahl von Komponenten aus einem Katalog. Fragen Fragen.  Sprechen Sie mit einem unserer erfahrenen Experten heute!

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