Новости и публикации компании

Функциональность Digital Diagnostic Monitoring в оптических приемо-передатчиках SFP (Small Form Factor Pluggable).

Масштабный переход от использования на телекоммуникационных сетях медного кабеля к волоконно-оптическому, привел к появлению и росту новых технологий и приложений. Но достаточно актуальным оставался вопрос о «точке перехода» меди в оптику и обратно. Для решения такого рода задач, в свое время и были разработаны оптические трансиверы (transmitter receiver), задачей которых являлось преобразование оптического сигнала в электрический - фактически опто-электронные преобразователи. На первоначальном этапе, трансиверы представляли собой устройства, интегрируемые в какое-либо активное сетевое оборудование. С внешней стороны трансивера располагались разъемы для подключения кабеля, а с внутренней – трансивер жестко фиксировался (присоединялся к платам оборудования) и очень часто методом неразъемного соединения. Революционная идея в развитии трансиверов состояла в том, чтобы этот «жесткий физический контакт» сделать разъемным с возможностью замыкать или размыкать его в «горячем» режиме. Таким образом, физический интерфейс становится сменным, что дает возможность инсталлировать или деинсталлировать его при непосредственной работе активного сетевого оборудования.

На сегодняшний день, ассортимент сменных оптических трансиверов различного форм-фактора, предлагаемого производителями, достаточно велик. Одним из мировых лидеров по производству и реализации таких устройств является чешская компания «Optokon Co., Ltd» - основное подразделение (дочерние предприятие) по производству оптических компонентов компании "Methode Electronics inc". Компания «Оптокон Украина» является официальным представительством чешской компании «Optokon Co., Ltd» на территории Украины. Как можно видеть из табл. 1, выбор оптических трансиверов, чешского производства весьма разнообразен и подходит для решения если не всех, то большинства задач, которые могут возникнуть как перед оператором, так и системным интегратором.

Наибольшее распространение среди сменных оптических трансиверов получили модули SFP (Small Form Factor Pluggable). Своим появлением SFP-модули обязаны увеличению количества различных сетевых технологий и приложений, что в результате привело к усовершенствованию технологии GBIC. Другими словами SFP-модуль – это компактная модификация сменного интерфейса (практически – это «mini GBIC»). На Рис. 1 можно видеть габаритные размеры оптического SFP-модуля.

Таблица 1 – форм-факторы оптических приемо-передатчиков (трансиверов)

SFP (mini GBIC) / SFP (Small Form Factor Pluggable)	GBIC (Gigabit Interface Converters)	SFP с интерфейсом RJ-45
SFF (Small Form Factor) 1x9 pin трансиверы, LC	SFF (Small Form Factor) 2×5, 2x10 pin трансиверы, SC	E3 трансиверы - 1x9 pin
10Gbit XFP	10Gbit X2	10Gbit XENPAK

Рис. 1 – Размеры оптического SFP-модуля (1 Гбит/с)

Для того, чтобы получить максимум преимуществ от использования SFP-модулей на сети, на этапе проектирования и производства компанией «Optokon» были реализованы следующие функции:

• Gigabit Ethernet (GbE), Fibre Channel (FC), SDH/SONET;
• Совместимость с SFP (Small Form-Factor Pluggable) MSA (Multi-Source Agreement);
• Полный спектр CWDM длин волн: 1270-1625 нм;
• Дальность действия устройств: до 120 км;
• Скорость передачи: от 100 Мбит/с до 10 Гбит/с;
• Конфигурирование Bi-Di WDM под любые длины волн;
• Корпус с низким уровнем электромагнитных излучений;
• Совместимость с SFF-8472 (диагностика сети);
• Поддержка Bellcore GR-468;
• Горячая замена;
• Совместимость с оборудованием Cisco, HP и других производителей при необходимости.

Оптические приемо-передатчики SFP поддерживают практически любые существующие на сегодняшний день протоколы и технологии передачи данных. Как пример, если речь идет о сетях SONET/SDH, то есть возможность работы с различными уровнями данной иерархии:

• OC-3/SDH STM-1 – 155 Мбит/с;
• OC-12/SDH STM-4 – 622 Мбит/с;
• OC-48/SDH STM-16 – 2,5 Гбит/с;
• OC-192/SDH STM-64– 10 Гбит/с.

Соответственно, также поддерживаются и другие технологии, такие как:

Ethernet

• 100 Мбит/с Fast Ethernet
• 1,25 Гбит/с Gigabit Ethernet
• 2,5 Гбит/с Gigabit Ethernet
• 10 Гбит/с Gigabit Ethernet

Fibre Channel

• 1,06 Гбит/с Fibre Channel
• 2,12 Гбит/с Fibre Channel
• 4,25 Гбит/с Fibre Channel

Оптические SFP-модули, предлагаемые компанией «Оптокон Украина», обладают высокой надежностью и повышенной отказоустойчивостью, что подтверждено различными международными сертификатами и испытаниями оборудования на отечественных сетях связи. По результатам тестирований у различных украинских операторов, оптические SFP-модули чешского производства, по своим эксплуатационным характеристикам являются одними из лучших на сегодняшний день, а по соотношению цена/качество – значительно опережают своих ближайших конкурентов. Линейка оборудования позволяет подобрать необходимое решение для конкретной задачи, так как приемо-передатчики разработаны для работы как на одномодовых, так и многомодовых оптических волокнах и являются экономичными и высокопроизводительными устройствами. В зависимости от типа применяемого волокна (MM) или (SM) SFP-модули классифицируются по дальности (расстоянию) передачи сигнала:

• SX (MM) 850 нм на 550 м;
• LX (SM) 1310 нм на 10 км;
• HX (SM) 1310/1550 нм на 40 км;
• ZX (SM) 1550 нм на 80 км;
• UX (SM) 1550 нм на 120 км.

Как уже упоминалось выше, основными элементами оптических SFP-модулей являются приемник и передатчик. Компания «Оптокон Украина» предлагает SFP-модули с несколькими типами лазеров.

Передатчик.

Многомодовый полупроводниковый лазер VCSEL
В приемопередатчике используется высокопроизводительный полупроводниковый лазер на вертикальных резонаторах (Vertical Cavity Surface Emitting Laser — VCSEL) работающий на длине волны 850 нм.

Одномодовый FP лазер
В приемопередатчике используется лазер с резонатором Фабри-Перо (FP лазер), имеющий в качестве резонатора два плоских зеркала и работающий на длине волны 1310 нм.

Одномодовый DFB лазер
В приемопередатчике используется высокопроизводительный лазер с распределенной обратной связью (Distributed feedback - DFB лазер) с изолятором, который работает на длине волны 1550 нм. Доступны также длины волн стандарта CWDM с шагом 20 нм в диапазоне длин от 1270 до 1625 нм. Кроме этого, этот модуль является лазером класса 1 согласно Международному Стандарту Безопасности IEC-825.

Электронно-оптические характеристики передатчиков представлены в табл.2

Приемник.

Приемники, используемые в оптических трансиверах, обычно состоят из GaAs или InGaAs фотодиода, который соединен с высокочувствительным усилителем напряжения (transimpedance amplifier - TIA). Такое сочетание позволяет обеспечить обнаружение входящего сигнала, его дальнейшее усиление и LVTTL логику высокого выходного уровня. Диапазон входящего сигнала, который воспринимается приемником, может быть в пределах от 1100 до 1600 нм.

Электронно-оптическая характеристика приемника представлена в табл.3

Теперь давайте рассмотрим более детально функциональность Digital Diagnostic (SFF-8472), заложенную в любой SFP-модуль от компании «Оптокон Украина».
Каждый SFP-модуль от компании «Оптокон Украина» оснащен дополнительной функциональностью – возможность цифровой диагностики (DDM – Digital Diagnostic Monitoring) оптической линии связи. С помощью этой дополнительной опции, описаной в спецификации SFF-8472, возможно измерить множество различных параметров в режиме реального времени.

Определение оптической мощности приема и передачи позволяет в режиме «реального времени» определить мощность сигнала, излучаемую лазером передатчика. Цифровая диагностика позволяет устанавливать пороги для минимальной и максимальной мощности лазера. Модули SFP также позволяют произвести измерение мощность оптического сигнала на входе приемнике, что позволяет своевременно отслеживать состояние «бюджета» оптической линии, и, при необходимости, предпринимать соответствующие действия до того, как произойдет авария.

Немало важным фактором эксплуатации сети является влияние окружающей среды и подаваемого питания на используемые устройства. Функциональность, заложенная в Digital Diagnostic, позволяет, так сказать в режиме «on-line» отслеживать напряжение питания и температуру каждого оптического компонента, а также устанавливать пороговые значения и возможность оповещения об их достижении. Это позволяет своевременно отследить состояние систем кондиционирования воздуха и электропитания в удаленных местах, где производится эксплуатация модулей.

Каждый SFP-модуль имеет свою собственную электронную метку, где содержится информация об идентификационном номере устройства и спецификации внешнего порта. Информация о внешнем порте может включать данные о длине волны, скорости передачи данных, поддерживаемых протоколах, а также о длине линии. Данная функциональность полезна при инвентаризации или аудите сети, что позволяет отследить установку и замену компонентов, а также возможность определения местонахождения того или иного модуля.

Основные параметры, определяемые функцией Digital Diagnostic, для SFP-модулей от компании «Оптокон Украина» приведены в табл. 4.

В связи с тем, что оптические модули поддерживают практически любые существующие на сегодняшний день протоколы (Ethernet, SDH, Fiber Channel и т.п.), и широко применяются под различные технологии используемые на сети – компания «Оптокон Украина» предлагает широкий ассортимент оптических приемо-передатчиков (трансиверов).

Бугаенко Константин, компания "Оптокон Украина", http://www.optokon.ua.