У цій статті ми поговоримо про дальності роботи модулів SFP. До думки написати цей матеріал нас привело ставленням багатьох замовників, які розуміють цифри на етикетці трансивера дуже буквально.
Що знає SFP модуль про довжину оптичної лінії?
Відповідь лаконічний: нічого. Ніяких засобів вимірювання відстані всередині трансивера немає. Чисто теоретично, можна було б взнати відстань по потужності вхідного сигналу. Припустивши, що передавач на іншому кінці ідентичний, можна приблизно обчислити відстань. Але такий розрахунок буде далекий від дійсності, і від нього не буде практичної користі.
Для точного визначення довжини оптичного волокна потрібно обладнання, сильно перевершує SFP трансивер за розмірами і за вартістю.
Найпростіший подібний прилад ви можете побачити на фото праворуч. Такий вимірювальний інструмент покаже вам довжину оптичної лінії і багато всього ще.
Ціни на подібні пристрої починаються від 3 000 американських доларів і закачуються ...... вони взагалі не закачуються. Для порівняння, найдешевший трансивер SFP коштує близько 10 USD.
До того ж, всередині модулів SFP, SFP + і XFP не дуже багато місця і вмістити туди ще і точну вимірювальну апаратуру немає ніякої можливості.
Виникає питання: "З яких міркувань виробники модулів SFP ставлять на етикетках своїх виробів ті чи інші цифри?" І "Чим модуль 3км від 20-кілометрового?"
Дійсно, звідки береться кілометраж на етикетках SFP?
Не варто думати, що на заводах-виробниках влаштовані величезні лабораторії або сидять численні відділи інженерів, які вважають ці відстані. Зовсім ні. Звичайно, інженери і лабораторії на фабриках є, але розрахунками максимальних відстаней передачі даних вони не займаються.
Знаки взято за принципом "так склалося історично". Вже давно існує практика асоціювати відстані з певним оптичним бюджетом. Традиційно, на оптичних трансиверах WDM з бюджетом 7дБ ставлять напис 3км, на модулях з бюджетом 14дБ пишуть 20км і так далі.
Коротко про те, що таке оптичний бюджет
Усередині кожного модуля SFP знаходиться лазер, який випромінює світло певної потужності. Світло проходить крізь оптичне волокно і, звичайно, втрачає свою потужність.
На іншій стороні лінії знаходиться приймач, і його можливості з детектування сигналу обмежені, занадто слабкий сигнал він визначити просто не може.
Оптичний бюджет SFP трансивера - це різниця між потужністю передавача і тієї мінімальної потужністю, на якій можливий прийом сигналу.
Ця величина вимірюється в децибелах. Часто її вказують в описі трансивера або пишуть на етикетці. Навіть якщо вона не вказано явно, то її можна легко обчислити самостійно. Візьміть специфікацію модуля і знайдіть значення в таблиці, як це зроблено на зображенні зліва.
У нашому випадку, мінімальна гарантована потужність лазера дорівнює -1 дБм. Чутливість приймача має значення -22дБм. Віднімаємо одне від іншого і отримаємо 21 дБ - це оптичний бюджет цього SFP модуля.
Відстані і оптичні бюджети для SFP 1G
Типові значення дальності на етикетці трансивера і його оптичного бюджету різні для швидкостей 1G і 10G, тому ми будемо розбирати два цих випадки окремо. Почнемо з найпоширеніших модулів SFP зі швидкістю роботи 1 гігабіт на секунду.
Найпоширеніші значення відстані передачі і бюджетів наведені в таблиці нижче.
Ці цифри не є якимось стандартом, просто вони найчастіше зустрічаються у виробників SFP. Якщо у придбаного вами модуля значення оптичного бюджету буде трохи більше або менше, то в цьому немає нічого страшного.
Відстані і оптичні бюджети для SFP + і XFP 10G
В цьому випадку цифри трохи відрізняються в меншу сторону. З цим пов'язані досить часті випадки в практиці операторів зв'язку, коли в оптичну лінію встановлюють трансивер 10G і зв'язок не працює, хоча на швидкості 1G все було просто чудово.
Нижче в таблиці наведені найпоширеніші значення.
Не варто забувати, що на різних відстанях передача здійснюється на різних довжинах хвиль. На невеликих дистанціях перевага віддається світла з довжиною хвилі 1310 нанометрів, а "далекобійні" трансивери використовують 1550 нм. Тому, суворої лінійної залежності в обох випадках не спостерігається.
Як зрозуміти, чи запрацює на вашій лінії потрібний модуль SFP
Найкращий спосіб - це виміряти свою лінію спеціальним приладом. Ви отримаєте значення загасання в оптичному волокні. Якщо воно менше, ніж оптичний бюджет трансивера, то можете сміливо його встановлювати.
Якщо приладу немає в наявності (набагато більш часта ситуація в українських умовах роботи операторів зв'язку), то завдання ускладнюється.
Є цікавий спосіб заміряти загасання, хоча він не дуже точний. Можна підключити до лінії з двох сторін комутатори з модулями, які підтримують функцію DDM.
За даними DDM ви дізнаєтеся про те, яка потужність передавача з одного боку і який сигнал на приймачі з іншого. Віднімаєте одне від іншого і отримаєте фактичне затихання лінії.
Наприклад, DDM на трансивері з передавачем показує -1 дБм, а на приймачі сигнал -11 дБм. В результаті фактичне затухання лінії дорівнює 10 дБ. Дуже простий і дешевий спосіб, але, на жаль, не дуже точний. Ним користуються за принципом: "Краще так, ніж ніяк".
Загасання можна порахувати самостійно, хоча такий метод розрахунку буде дуже "грубим". Кожен кілометр оптичного волокна має загасання близько 0,25 дБ для світла 1310 ні і близько 0,2 дБ для світла 1550 нм. Множте це значення на довжину вашої траси.
На кінцях лінії знаходяться оптичні кроси і шнури, і можна сміливо додавати ще 2 дБ. На протязі траси волокно має зварювання, які додають додаткові втрати сигналу.
Краще для кожного зварного з'єднання додавати 0,3 дБ і розраховувати, що зварювання зустрічається кожні 2 кілометри. Оптичний кабель завжди намагаються прокладати якомога довшими шматками, щоб сварок було менше, навіть якщо це фізично важко.
Для прикладу, лінія довжиною 20 кілометрів матиме розрахункове загасання = 20 * 0,25 + 2 + 10 * 0,3 = 10 Дб. А трансивер 1G на дальність 20км має оптичний бюджет 14 дБ. Така лінія для нього цілком "по зубах".