.webp)
Производители оптоволоконных кабелей используют два параметра – затухание и пропускную способность – для описания характеристик продукта. Хотя эти параметры являются основой высокой производительности, они всё же не могут в полной мере отражать эксплуатационные характеристики кабеля.
Поскольку эти кабели в основном используются в локальных сетях, необходимо провести их проверку в локальной сети. Для этого Центр сертификации систем передачи данных Nexans проводит системное тестирование многомодового оптоволокна.
В ходе оценки использования оборудования разных производителей (в связи с соглашением о конфиденциальности, запрещающим разглашать название производителя) было определено, различаются ли они по дальности оптической передачи. Результаты, представленные в данной статье, измеряются в гигабитах и 10-гигабитном Ethernet. После завершения тестирования будут также учитываться частота кадров и дальность передачи по многомодовому волокну при подключении трансиверов Fibre Channel 1G, 2G, 4G и 10G соответственно.
Проверьте конфигурацию системы
Для точного моделирования корпоративной сети в тесте использовались коммерческие коммутаторы. На рисунке 1 представлена принципиальная схема тестовой установки с использованием нескольких различных сетевых конфигураций и следующих устройств: генератора битового потока Spirent или IXIA, коммутатора IXIA с интерфейсом 10GXENPAK, а также коммутаторов Cisco, Extreme, SMC и Asante.
Устройства IXIA или Spirent генерируют Ethernet-кадры и регистрируют количество полученных кадров. Это позволяет рассчитать частоту появления ошибочных кадров (FER). Чтобы частота появления ошибочных кадров была меньше 10-13, необходимо передать не менее 1012 пакетов. Каждый тест занимает много времени (около восьми дней для потока данных 1G и около одного дня для потока данных 10G).
Тестовая система оснащена длинноволновыми и коротковолновыми GBIC-трансиверами, а также SFP-трансиверами, работающими на скорости 1 Гбит/с. Для XENPAK и XFP предусмотрены оптические модули 10 Гбит/с. В испытаниях использовались коммерческие трансиверы шести различных производителей. Кроме того, использовались различные типы волокон Berk-TekGIGAlite. В таблице подробно описаны тип и параметры волокна.
Результаты теста и обсуждение
Результаты испытаний показывают, что характеристики приёмопередатчиков разных производителей при использовании различных волокон существенно различаются. Хотя все продукты соответствуют или превосходят требования отраслевого стандарта к дальности оптической передачи, некоторые из них демонстрируют относительно хорошие характеристики. Например, при использовании стандартного многомодового волокна (LB) 700 МГц · км и приёмопередатчиков GBIC, приёмопередатчики производителей B и C могут передавать сигнал на расстояние до 1000 м, а производитель производителя D — на расстояние до 2400 м. Кроме того, волокно 2000 МГц · км (EB) значительно увеличивает дальность передачи всех измеренных приёмопередатчиков.
Результаты испытаний показывают, что производительность некоторых трансиверов и транспондеров значительно превышает положения стандартизирующей организации. Это также показывает, что даже при использовании наихудшего трансивера дальность передачи по существующему волокну также превышает максимальное значение стандарта. Увеличение длины передачи многомодового волокна снизит общую стоимость гигабитных и 10-гигабитных локальных сетей. Коротковолновые трансиверы (SX) могут использоваться для передачи данных на большие расстояния, стоимость этих устройств составляет почти треть от стоимости длинноволновых устройств. Такое большое преимущество в стоимости приводит к текущему использованию многоканального волокна (около 85%) и коротковолновых устройств. Согласно результатам Nexans, многомодовое волокно в LAN может передавать данные на 600 метров при 10G, и на данный момент, теоретически, максимальная дальность передачи многомодового волокна составляет 300 метров.
Почему теоретическое и фактическое значения так сильно различаются? Причина в следующем: рекомендуемая стандартом IE EE дальность передачи рассчитывается для наихудших условий, а фактическая пропускная способность волокна может быть выше минимально допустимой. В тестируемом кабеле пропускная способность превышает минимально допустимую. В то же время, при использовании различных источников света пропускная способность волокна значительно изменяется. Как правило, многомодовые волокна изначально разрабатываются для работы со светодиодами, что определяет полную полосу пропускания инжекции (OFL). Полная полоса пропускания инжекции соответствует тому, как светодиоды возбуждают несколько мод в многомодовых волокнах. Для современных источников света, таких как лазеры с вертикальным резонатором (VCSEL), значение OFL не является точным. За последнее десятилетие два технологических достижения увеличили дальность передачи многомодового волокна:
● Поскольку существует значительная хроматическая дисперсия и невозможность модуляции, светодиод не может работать на скорости 622 Мбит/с и выше, поэтому необходимо использовать лазер. Для традиционных сетей важно понимать характеристики передачи многомодовых волокон, подключенных к светодиодам. Также важно понимать характеристики передачи многомодовых волокон, подключенных к лазерам, для современных сетей с пропускной способностью гигабит и даже 10 Гбит. Светодиод возбуждает все моды в волокне, в то время как VCSEL возбуждает только ограниченную моду. Поэтому используйте другой метод измерения полосы пропускания.
● Разработаны новые методы измерения полосы пропускания волокна, подключенного к лазеру: инжекция конечных мод (RML) и дифференциальная задержка мод (DMD). Инжекция конечных мод означает, что она ограничивает только часть торцевой поверхности сердечника, что аналогично соединению VCSEL и многомодового волокна. Однако это измерение неточно, поскольку распределение интенсивности каждого выхода VCSEL непостоянно, и в волокне возбуждаются разные моды, что затрудняет измерение фактической полосы пропускания волокна. Для решения этой проблемы предложен метод измерения дифференциальной задержки мод. Он требует оценки всех паттернов, возбуждаемых в волокне, и расчета эффективной полосы пропускания мод (EMB), поддерживая минимальное значение дифференциальной задержки мод для достижения большей полосы пропускания волокна, поэтому эффективная полоса пропускания мод является более точным способом измерения полосы пропускания.
Как и в случае с оптоволокном, XFP-трансиверы редко работают в самых неблагоприятных условиях. Многие производители стараются обеспечить оставшиеся передатчики и приёмники. Результаты испытаний показывают, что дальность передачи XFP-трансиверов всех производителей превышает минимально допустимую.
Хотя в настоящее время скорость передачи данных Ethernet составляет 10 Мбит/с или 100 Мбит/с, изменения происходят быстро. К сети подключается большое количество компьютеров с сетевыми картами 10 Мбит/с, 100 Мбит/с и 1000 Мбит/с, даже если потребность в таких приложениях невелика, гигабитный Ethernet для настольных компьютеров также станет бизнес-реальностью благодаря этой технологии. Как только скорость подключения терминалов достигнет гигабит/с, вероятно, лишь вопрос времени, чтобы перейти на 10 Гбит/с, чтобы избежать превращения магистральной сети в узкое место. При выборе оптоволоконного кабеля и приемопередатчика с учетом коэффициента ошибок и расстояния передачи данных можно оставить больший запас, что позволит снизить первоначальные затраты на установку и эксплуатацию, а также в полной мере использовать полосу пропускания и покрытие целевых пользователей.
Еще ни один комментарий не опубликован.