Посібник з волоконно-оптичних кабелів 100G: типи, роз’єми, відстані та поради щодо вибору

Якщо ви шукаєте волоконно-оптичний кабель 100G, швидше за все, вам потрібно побудувати або оновити канал, який передає трафік 100 Gigabit Ethernet. Перш ніж порівнювати продукти, це допоможе зрозуміти термінологію. У мережі 100G (або 100GbE) відноситься до 100-гігабіт-на-секунду Ethernet-з’єднання, а не 100 гігабайт. У багатьох списках продуктів випадково вказано «100 ГБ оптоволокна», але справжня специфікація стосується швидкості передачі даних, а не ємності пам’яті.

Що ще важливіше, зв’язок 100G ніколи не визначається одним лише патч-кордом. Повний оптичний шлях включає комутатор або порт NIC, модуль приймача, тип волокна, стиль роз’єму, відстань зв’язку та бюджет втрат. Два кабелі, які виглядають як "волокно", можуть поводитися дуже по-різному, якщо врахувати ці змінні. Відповідно до опису модулів QSFP-100G від Cisco, деякі канали зв’язку 100G використовують дуплексні з’єднувачі LC, інші покладаються на паралельне волокно MPO, а новіша одинарна-лямбда-оптика використовує модуляцію PAM4 на одній довжині хвилі – все під тією самою парасолькою «100G».

Що насправді означає "волоконно-оптичний кабель 100G"?

На ринку фраза «волоконно-оптичний кабель 100 ГБ» використовується вільно. Це може посилатися на стандартволоконно-оптичний патч-корд, активний оптичний кабель (AOC) або повне оптичне з’єднання 100GbE, побудоване з трансиверів QSFP28 і структурованого кабелю. Якщо ви шукатимете цей термін в Інтернеті, ви побачите сторінки, які пропонують патч-кабелі LC-LC OM4 разом із вузлами QSFP28 AOC - два дуже різні продукти, які вирішують різні проблеми.

Для прийняття рішень щодо проектування та закупівель найкориснішим способом уявлення про 100G є такий: кабель є одним із компонентів зв’язку на основі-стандартів, а патч-корд із «номінальним рейтингом 100G-» не гарантує, що будь-який порт 100G працюватиме з ним. Оптика і середовище повинні збігатися. Дуплексний-багатомодовий канал LC і -паралельний{9}}оптичний канал на основі MPO можуть передавати 100G, але вони роблять це через принципово різні конструкції фізичного-рівня з різними межами охоплення та кількістю волокон.

Типи волокон 100G: багатомодове та одномодове-модове

На найвищому рівні 100G може перевищитибагатомодове волокно для коротших з’єднань і одномодове-волокно для довших з’єднань. Багатомодовий зв’язок залишається популярним у центрах обробки даних, оскільки більшість з’єднань між стійками й-–-з’єднаннями від-до-стійок і рядів-до-рядів цілком відповідають його межам охоплення, а поєднання багатомодового оптоволокна та трансиверів на основі-VCSEL-може бути-рентабельним у масштабі. Один-режим стає кращим вибором, коли відстань за межі залу даних збільшується або коли вам потрібна гнучкість для підтримки майбутніх оновлень швидкості без заміни кабельної інфраструктури.

Багато покупців пропускають важливе розуміння того, що трансивер визначає, як 100G передається по волокну. Багатомодове розгортання 100G може використовувати дуплексний LC з BiDi або одинарною-лямбда-оптикою, або може використовувати MPO з чотирма паралельними смугами 25G. Однорежимне-розгортання 100G може використовувати дуплексний LC на 500 м, 2 км або 10 км - для кожного з них потрібна інша оптика, але однаковий з’єднувач. Тому правильним початковим питанням є не «Який кабель купити?» але "Яку 100G оптику та архітектуру каналів я будую?"

OM3 проти OM4 проти OM5 проти OS2: вибір правильного класу волокна для 100G

OM3

Оптоволокно OM3 все ще може працювати на 100G, але з обмеженим запасом. Згідно з технічними характеристиками Cisco, модуль 100GBASE-SR4 QSFP підтримує до 70 м на OM3 за допомогою паралельної оптики MPO, тоді як один-лямбда 100GBASE-SR (PAM4) дуплексний модуль LC також досягає 70 м на OM3. Якщо ваша існуюча установка OM3 і ваші з’єднання короткі -, скажімо, верхні-з’єднання-стійки менше 50 м -, можливо, не потрібно буде замінювати кабель. Але для нових інсталяцій OM3 залишає невеликий запас для патч-панелей, роз’ємів і втрат маршрутизації, що робить його ризикованим стандартом для збірок 100G.

OM4

Для більшості нових багаторежимних розгортань-з короткою охопленням,OM4 є практичним стандартом. Він розширює охоплення 100GBASE-SR4 до 100 м на MPO, а також підтримує дуплексний LC single-лямбда 100G на 100 м. У реальних модернізаціях центрів обробки даних найчастіше вказується клас волокна OM4, оскільки він пропонує суттєве покращення відстані порівняно з OM3, уникаючи при цьому надбавки до ціни OM5. Якщо ваша програма 100G є стандартним внутрішньо{13}}лінком-центру обробки даних, а ваш найдовший пробіг знаходиться в межах 100 метрів, OM4 часто є найчистішою відповіддю.

OM5

OM5 не є універсальним оновленням порівняно з OM4 -Corning звертається безпосередньоу своєму аналізі сценаріїв розгортання OM5. Перевага OM5 полягає в його широкосмуговій конструкції (850–953 нм), що виграє від трансиверів BiDi та SWDM, які передають хвилі кількох довжин одночасно. При 100G OM5 розширює охоплення BiDi до 150 м порівняно зі 100 м на OM4 -, що є реальним перевагою, коли у вас є зв’язки в діапазоні 100–150 м. Однак Corning також стверджує, що з-сумісними зі стандартами трансиверами типу SR4, які працюють лише на 850 нм, OM5 не забезпечує переваги на відстані порівняно з OM4, оскільки обидва класи волокна мають однакову ефективну модальну смугу пропускання 4700 МГц·км на цій довжині хвилі. На практиці це означає, що ви повинні платити надбавку за OM5 лише тоді, коли ваша трансиверна технологія фактично використовує декілька довжин хвиль.

Одиночний-режим OS2

Для зв’язків між -будинками, магістралей кампусу, сполучень метро чи будь-яких шляхів довжиною приблизно 150 м,OS2 одномодове-волокнозазвичай є кращим стратегічним вибором. Лінійка Cisco 100G включає дуплексні однорежимні-модулі LC на 500 м (100GBASE-DR), 2 км (100GBASE-FR/CWDM4) і 10 км (100GBASE-LR4) - і когерентну оптику, як-от QSFP28 100G ZR, може просувати до 80 км через підсилені канали DWDM. Один-режим також спрощує майбутній перехід: той самий кабельний завод OS2, який сьогодні передає 100G, може підтримувати оптику 400G або навіть 800G завтра без пере-підключення кабелю.

Підсумок вибору волокна 100G

Примітка. Значення охоплення є проектними цільовими характеристиками Cisco та IEEE. Фактична продуктивність поля залежить від якості з’єднувача, втрат на з’єднанні та загального загасання зв’язку.

Роз’єми LC проти MPO для 100G: який вам потрібен?

ОбидваLC роз'ємиіMPO роз'ємивикористовуються в мережах 100G, але вони обслуговують різні оптичні архітектури. Вибір роз’єму не є питанням уподобання - це визначається трансивером, який ви використовуєте.

Коли вам потрібен MPO:Паралельні-оптичні трансивери, такі як 100GBASE-SR4 і 100GBASE-PSM4, розділяють сигнал 100G на чотири смуги 25G, кожна з яких передається по окремому волокну. Ці модулі вимагаютьПатч-корд MPO/MTPз 8 або 12 волокон. TheСтандарт IEEE 802.3bmвизначає фізичний рівень 100GBASE-SR4 за допомогою роз’ємів MPO-12 через багатомодове волокно. У структурованих кабельних середовищах керування полярністю та відображення смуг стають критичними – ця тема добре висвітлена вНаправляючі для волокна MPO/MTP.

Коли вам потрібен дуплекс LC:Окремі-лямбда- та WDM-приймачі 100G -, включаючи модулі 100GBASE-DR, FR, CWDM4, LR4 і BiDi -, мультиплексують усі оптичні канали в одну волоконну пару. У них використовуються стандартні дуплексні патч-корди LC, що спрощує підключення кабелів і комутацію в масштабі. Для більшої щільності виправлення доступні рішення з LC-роз’ємами високої-щільності, щоб максимально збільшити кількість портів на одиницю стійки.

Однією з поширених помилок під час закупівлі є придбання магістральних кабелів MPO для розгортання, у якому використовується дуплексна-LC оптика, або навпаки. Це трапляється, коли покупці вибирають кабелі на основі загального маркетингу "100G", а не підтверджуючи фактичний інтерфейс трансивера. Перед замовленням кабелю завжди перевіряйте тип роз’єму модуля в технічному паспорті.

Як далеко може досягати 100G Fiber Link?

Немає єдиної максимальної відстані для «100G», оскільки цей термін охоплює багато різних стандартів фізичного{1}}рівня. Ось практична розбивка на основі опублікованих специфікацій відТехнічні дані модуля Cisco QSFP-100Gі відповідні поправки IEEE 802.3:

Пам’ятайте, що опубліковане охоплення – це проектна ціль, яка передбачає чисте з’єднання з належним завершенням. У реальному світі кожна патч-панель, кожна пара сполучених роз’ємів і кожен вигин кабелю додають втрат. Брудні або пошкоджені торці роз’ємів є однією з найпоширеніших причин збоїв зв’язку 100G у виробничих середовищах. Ось чому досвідчені мережеві команди проектують із запасом -, як правило, прагнучи до відстаней зв’язку щонайменше на 20% менших за опублікований максимум.

Як вибрати правильний оптоволоконний кабель 100G: система прийняття рішень

Замість того, щоб дотримуватися загального контрольного списку, використовуйте цей підхід,-орієнтований на рішення, який відображає, як фактично працюють закупівлі та розгортання в проектах центрів обробки даних і кампусу.

Крок 1: Визначте інтерфейс трансивера

Почніть з порту, а не з каталогу кабелів. Перевірте свій комутатор, маршрутизатор або мережевий адаптер, щоб переконатися, що він використовує aСлот QSFP28або інший форм-фактор. Потім визначте, який саме оптичний модуль ви будете використовувати - це визначає, чи потрібен вам дуплексний LC чи MPO, багатомодовий чи одномодовий-режим. Пропуск цього кроку є єдиною найпоширенішою причиною, чому придбання «100G-сумісного» кабелю не вдається під час реальних проектів.

Крок 2: Виміряйте (не оцінюйте) відстань зв’язку

Пройдіть фактичний маршрут кабелю та врахуйте патч-панелі, петлі провисання та будь-які вертикальні чи горизонтальні переходи. З’єднання, яке на плані виглядає як «приблизно 80 м», може легко перетворитися на 95 м після того, як ви включите прокладку кабелю над головою. Для коротких зв’язків у-ряді чи в тому самому-приміщенні до 100 м, багатомодовий OM4 у поєднанні з відповідною-оптикою малого радіусу дії зазвичай є правильною відповіддю. Для всього, що перетинає межі будівлі або перевищує 150 м, одномодові-комп’ютерні кабелі LC і відповідна оптика є майже завжди безпечнішим вибором.

Крок 3. Перевірте тип роз’єму та полярність

Невідповідність роз’єму – найшвидший спосіб витратити бюджет. Duplex LC і MPO не є взаємозамінними варіантами, які ви обираєте за бажанням; вони є частиною дизайну посилань. У паралельних-оптичних середовищах, які використовують MPO, вам також потрібно керуватиполярність і смуги руху- крок, який легко не помітити, замовляючи-магістральні кабелі з попередньою завершенням. Для вузлів MPO перед розміщенням замовлення перевірте, чи потрібна ваша конструкція полярності типу A, типу B або типу C.

Крок 4. Врахуйте свій план оновлення

Якщо ви плануєте перейти на 400G або 800G протягом наступних 3–5 років, це має визначити ваш вибір кабелю вже сьогодні. Однорежимне-волокно OS2 підтримує практично всі класи швидкості від 100G до 800G без повторного-підключення кабелю. З точки зору багатомодовості, OM4 підтримує поточні стандарти паралельної оптики 100G і деякі 400G-, тоді як OM5 додає цінність, лише якщо ваш шлях оновлення 400G передбачає SWDM або широкосмугову оптику. Вибір на основі реалістичного плану оновлення -, а не припущення, що найновіший сорт волокна завжди найкращий -, запобігає перевитратам без шкоди для майбутньої гнучкості.

Крок 5. Зверніться до середовища встановлення

Рейтинг оболонки кабелю (OFNR, OFNP, LSZH), умови прокладання, відповідність радіусу вигину таВимоги до встановлення в приміщенні та на вулицівсе впливає на те, чи справді технічно правильна конструкція працюватиме добре після розгортання. У середовищах із високою -щільністю комутацій, де десятки кабелів сходяться на одній панелі, керування радіусом вигину та підтримання чистоти роз’ємів стають особливо важливими.

Короткий сценарій

Патч-кабель 100G проти AOC проти трансивера + структурованого кабелю

Коли люди шукають "волоконний кабель 100G", вони часто стикаються з трьома різними категоріями продуктів, які служать різним цілям:

Пасивні оптоволоконні патч-кабеліє стандартними волоконними перемичками -, такими як anПатч-корд OM4 MPOабо однорежимний-перемикач LC-LC -, який використовується для підключення трансивера до патч-панелі або безпосередньо між двома трансиверами за допомогою структурованого кабелю. Вони не містять електроніки та не мають обмеження на відстань, що перевищує те, що підтримується трансивером і волокном.

Активні оптичні кабелі (AOC)інтегруйте оптику трансивера в сам кабельний вузол. АQSFP28 AOCпідключається безпосередньо до двох портів комутатора без необхідності окремого трансивера. AOC тонші, легші та простіші в розгортанні, ніж мідні кабелі ЦАП на великій відстані, що робить їх популярними для з’єднань у-стійці та коротких перехресних-з’єднань. Однак їх не можна-розірвати, і їх не можна повторно-використовувати з іншою оптикою, якщо ваші вимоги до швидкості зміняться.

Трансивер + структурований кабельце підхід, який більшість центрів обробки даних використовують у масштабі. Ви встановлюєте постійну оптоволоконну інфраструктуру - магістральні кабелі, патч-панелі та волоконно-оптичні адаптери -, а потім використовуєте трансивери QSFP28 із короткими патч-кордами на кожному кінці. Цей підхід є більш гнучким і зручнішим у обслуговуванні, ніж AOC, для широкомасштабних -розгортань, оскільки ви можете змінювати трансивери незалежно від кабелю.

Поширені помилки, які спричиняють збої 100G Fiber Link

Припустимо, що будь-який кабель із позначкою «100G» працює з будь-яким пристроєм 100G.

Це, мабуть, найчастіша помилка при купівлі. Для з’єднання 100G потрібен порт, трансивер, клас оптоволокна, тип роз’єму та відстань для вирівнювання. Придбання магістрального кабелю MPO OM4 для порту комутатора, оснащеного дуплексним-LC одномодовим-трансивером, не спрацює, незалежно від того, що зазначено на упаковці кабелю.

Розглядати OM5 як автоматичне оновлення.

Як уточнює технічна інструкція Corning, OM5 не забезпечує переваги на відстані перед OM4 при використанні зі стандартними трансиверами типу SR4-850 нм. Премія виправдана лише при розгортанні оптики BiDi або SWDM, яка використовує кілька довжин хвиль. У багатьох процесах запитів пропозицій покупці вказують OM5 «для-майбутньої перевірки», не підтверджуючи, чи їхня фактична дорожня карта трансивера включає SWDM, і в кінцевому підсумку платять більше за нульову практичну користь.

Ігнорування забруднення роз'єму.

Торець волокна, забруднений пилом або маслом, є основною причиною нестабільності оптичного зв’язку. У середовищах 100G, де запаси сигналу можуть бути меншими, ніж на нижчих швидкостях, навіть маленька частинка на наконечнику роз’єму може підштовхнути канал нижче порогового значення. Встановлення протоколу «перевірте перед підключенням» - за допомогою волоконного мікроскопа для перевірки кожного роз’єму перед з’єднанням - запобігає значній частині польових збоїв.

Перевищення радіусу вигину при установці.

Оптоволоконні кабелі, які зігнуті, прокладені надто щільно навколо кутів або задавлені кабельними стяжками, демонструватимуть більше загасання та, можливо, періодичні несправності. Це важче діагностувати, ніж брудний роз’єм, оскільки кабель виглядає фізично неушкодженим. У таких випадкахТестування OTDR на різних довжинах хвильможе допомогти визначити точку напруги вздовж шляху волокна.

Основи встановлення та усунення несправностей

Перед установкою виконайте -контрольний список перед розгортанням: підтвердьте модель трансивера, тип роз’єму,клас волокнаі загальна довжина маршруту, включно з петлями. Під час монтажу дотримуйтеся номінальних значень радіусу вигину (зазвичай 10 × зовнішнього діаметра кабелю для ненавантажених вигинів), уникайте здавлювання або перегину та тримайте захисні пилозахисні ковпачки на всіх роз’ємах до моменту сполучення.

Для усунення несправностей почніть із простого. Візуальний огляд за допомогою волоконного мікроскопа має бути вашим першим кроком для виявлення будь-якої підозри на забруднення. Відкалібрований оптичний вимірювач потужності перевіряє --кінцеві внесені втрати порівняно з бюджетом втрат зв’язку. Якщо вам потрібно знайти конкретну подію -, таку як погане з’єднання, макровигин або пошкоджений роз’єм у середині-прольоту -, OTDR (оптичний часовий-доменний рефлектометр) забезпечує відстань-на карті всього шляху волокна. Щодо якості торцевої-роз’єму порівняйте результати перевірки з критеріями IEC 61300-3-35 «пройшов/не пройшов».

Часті запитання

Чи може волокно OM3 підтримувати 100G?

Так, але зі зменшеним охопленням. Стандарт 100GBASE-SR4 підтримує 70 м на OM3 порівняно зі 100 м на OM4. Для існуючих установок OM3 з короткими зв’язками 100G є здійсненним. Для нових збірок OM4 забезпечує більшу маржу при помірному збільшенні вартості.

Чи завжди волокно 100G MPO?

Ні. Паралельні{1}}стандарти оптики, такі як 100GBASE-SR4 та PSM4, використовують роз’єми MPO, але багато стандартів 100G -, зокрема DR, FR, CWDM4, LR4, BiDi та ZR -, використовують дуплексний LC. Роз’єм повністю залежить від оптичної архітектури трансивера.

Який роз’єм використовує трансивер QSFP28?

QSFP28 — це електричний форм-фактор (корпус модуля, який підключається до комутатора). Оптичний роз’єм на стороні кабелю залежить від типу модуля: це може бути MPO-12 для паралельних-оптичних модулів або дуплексний LC для WDM і однолямбда-модулів. Завжди перевіряйте специфікацію конкретного модуля.

Чи можу я повторно використати існуючі кабелі OM4 для оновлення на 100G?

У багатьох випадках так - за умови, що відстань зв’язку та бюджет втрат відповідають специфікації для обраної вами оптики 100G. Якщо ваші канали OM4 спочатку створювалися для 10G або 40G, вони вже можуть відповідати вимогам для 100GBASE-SR4 (до 100 м) або 100G BiDi (до 100 м на OM4). Перевірте канали за допомогою вимірювача оптичної потужності, щоб перевірити внесені втрати перед розгортанням оптики 100G.

Яка різниця між патч-кабелем 100G і AOC 100G?

Патч-кабель — це пасивна волоконно-волоконна перемичка, яка використовується між трансивером, що підключається, і патч-панеллю (або іншим трансивером). АнAOC (активний оптичний кабель)має постійно під’єднані трансивери на обох кінцях - підключіть його безпосередньо до двох портів комутатора. AOC простіші для коротких фіксованих посилань; патч-кабелі з трансиверами, що підключаються, забезпечують більшу гнучкість для керованої інфраструктури.

Коли мені слід вибрати один-режим замість багатомодового для 100G?

Розгляньте одно-режим, коли з’єднання перевищує 150 м, перетинає межі будівлі, потребує зовнішньої маршрутизації або потребує підтримки майбутнього оновлення до 400G або вище без заміни оптоволокна. Одно-модове оптоволокно OS2 коштує дорожче за метр, ніж багатомодове, але загальна вартість володіння часто є конкурентоспроможною, якщо взяти до уваги довший термін використання та ширшу сумісність швидкості.

Чи має значення полярність для з’єднань 100G MPO?

Так, і це важливіше, ніж багато інсталяторів усвідомлюють. У паралельних-оптичних з’єднаннях, які використовують MPO, кожна нитка волокна має певну смугу 25G. Якщо полярність неправильна -, це означає, що передавальні волокна не узгоджуються з відповідними приймальними волокнами на дальньому кінці - зв’язок не вийде або виникнуть помилки. Стандарт TIA-568 визначає три методи полярності (тип A, тип B, тип C), і всі ваші патч-корди, магістральні кабелі та адаптери MPO повинні відповідати одному методу.

Як переконатися, що мій канал 100G працює, перш ніж почати роботу?

Як мінімум виконайте перевірку внесених втрат за допомогою каліброваного вимірювача оптичної потужності на робочій довжині хвилі. Порівняйте виміряні втрати з заданою чутливістю приймача трансивера та бюджетом втрат. Для критичних з’єднань додайте трасування OTDR, щоб перевірити наявність неочікуваних подій на шляху. І завжди перевіряйте кожен торець роз’єму за допомогою волоконного мікроскопа - цей один крок запобігає більшості проблем із розгортанням 100G.

Висновок

Вибір правильного волоконно-оптичного кабелю 100G полягає не в тому, щоб знайти сторінку продукту з «100G» у заголовку та додати її до кошика. Правильне рішення виходить із узгодження інтерфейсу трансивера, класу оптоволокна, типу роз’єму, відстані зв’язку та майбутніх вимог до оновлення в єдину конструкцію.

Для більшості з’єднань з центром обробки даних із коротким радіусом дії, багатомодовий OM4 із дуплексними роз’ємами LC або MPO залишається розумним за умовчанням. OM5 додає реальну цінність лише в сценаріях BiDi або SWDM, де вам потрібно досягти понад 100 м у багаторежимному режимі. Якщо ви бажаєте отримати максимальну гнучкість у майбутньому, одиночний-режим OS2 у поєднанні з відповідною оптичною мережею 100G -, незалежно від того, чи то DR, FR, LR4 чи ZR -, є потужнішою стратегічною інвестицією.

Ваш найкращий наступний крок: перевірте конкретну модель трансивера у вашому комутаторі або мережевій картці, виміряйте фактичну відстань кабелю, підтвердьте тип роз’єму, а потім виберіть відповідне волокно. Цей апаратний-підхід дає набагато надійніші результати, ніж покупка лише за ключовим словом. Якщо вам потрібна допомога у підборі волоконно-оптичних патч-кордів або з’єднувачів для розгортання мережі 100G, служби технічної підтримки можуть переглянути дизайн вашого з’єднання та порекомендувати правильну комбінацію.