18 de marzo de 2022

Into the Transceiver-Verse Parte I: Cómo elegir los transceptores adecuados para su red

¡Hay cientos de diferentes tipos de transceptores ópticos! No es de extrañar que seleccionar los transceptores correctos para sus aplicaciones de red pueda parecer una tarea abrumadora. Las necesidades de banda ancha seguirán aumentando, por lo que es más importante que nunca contar con una red eficiente diseñada con el hardware adecuado para el trabajo. De acuerdo a Estudio de banda ancha de OpenVault, en el cuarto trimestre de 2021, el consumo de datos promedio ponderado mensual por suscriptor de banda ancha de América del Norte fue de 536,3 GB, superando más de medio terabyte por primera vez.

Los transceptores de fibra óptica son esenciales en las redes actuales y los desarrollos avanzados en tecnología de transceptores seguirán satisfaciendo las necesidades de datos del futuro. Para ayudar en la tarea de elegir los transceptores correctos para su red, aquí están 6 factores clave eso debe revisarse con un especialista en sistemas de redes/transceptores antes de hacer sus selecciones finales. Estas consideraciones técnicas y operativas ayudarán a determinar los transceptores correctos para cualquier aplicación de red:

Compatibilidad de host
Factor de forma
Distancia/pérdida/presupuesto de enlace
Medio – (es decir, tipo de cable)
Tipo de conector de fibra
Clasificación de temperatura

Compatibilidad de host

Antes de adquirir transceptores, es imperativo saber en qué tipo de equipo de red se utilizarán y cómo está diseñada la red. ¿A qué se conectarán los transceptores? Determine qué tan restrictiva es la plataforma de host para las fuentes de terceros. ¿Estará bloqueado solo en transceptores OEM del host o es "amigable" con otras fuentes? Para cada interruptor, tarjeta de línea o cualquier dispositivo al que se conecten sus transceptores, debe saber lo siguiente como mínimo:

fabricante
modelo #
versión de software que está ejecutando el dispositivo host

El tiempo de actividad es fundamental, por lo que es mejor trabajar con un socio técnico de confianza para todas sus necesidades de redes, incluidos productos, equipos, conocimientos y experiencia en redes.

Factor de forma

No solo necesita saber a qué tipo/marca de dispositivo se conectarán los transceptores, sino que también necesita algunos detalles físicos específicos sobre los puertos del transceptor. ¿Alguna vez se preguntó por qué los transceptores tienen la forma que tienen? Hace varios años, cuando los transceptores ópticos se separaron del conmutador y el enrutador, no existían estándares industriales. Aparentemente, cada empresa tendría su propio factor de forma patentado. Finalmente, los principales actores de la industria se unieron para crear el Acuerdo de fuentes múltiples (MSA) que ayudó a definir cada producto transceptor con características eléctricas, ópticas y mecánicas específicas. En la siguiente tabla se muestran ejemplos de MSA reales:

Lista de MSA para varios factores de forma*

*Para actualizaciones: Haga clic aquí

MSA definió características como el tamaño de la carcasa metálica y la forma del transceptor. El desarrollo de los MSA resultó en los factores de forma de transceptores que conocemos y amamos hoy: SFP, SFP+, QSFP, QSFP+ y CFP, por nombrar algunos. Estas interfaces de factor de forma pequeño se conectan a un conmutador o puerto que transforma el puerto en una interfaz de fibra o cobre. Comprender las funciones y las principales diferencias entre factores de forma es crucial a la hora de decidir la mejor opción para su red óptica. Asegúrese de discutir los detalles con su socio de tecnología de transceptor.

Link Budget: ¿Hasta dónde deben llegar sus datos?

Las distancias operativas para los transceptores ópticos pueden ser desde unos pocos pies hasta 2000 km (con CFP digitales coherentes y otras tecnologías de transceptores emergentes). De alguna manera, la calificación de distancia máxima debería interpretarse realmente como un presupuesto de enlace. El presupuesto del enlace implica la cantidad de "niveles de luz utilizables disponibles".

El presupuesto del enlace es el criterio clave para determinar qué óptica usar para establecer correctamente la longitud del enlace físico de la red. Por lo general, en el diseño de redes, se requiere un margen de enlace de 2 dB a 3 dB para cualquier presupuesto de enlace. Este requisito es para proporcionar un margen de enlace adicional en caso de que el tramo óptico experimente un nivel de degradación. El margen permite que el enlace maneje la degradación sin afectar potencialmente a los servicios. En efecto, significa reducir la sensibilidad máxima de RX (receptor) de 2 dB a 3 dB, lo que reduce directamente el presupuesto del enlace en la misma cantidad.

Un cálculo simple del presupuesto del enlace sería la potencia de salida óptica mínima menos la sensibilidad del receptor. Sin embargo, a medida que los sistemas de red aumentan los requisitos de ancho de banda a distancias más largas, el presupuesto del enlace debe tener en cuenta problemas como la dispersión cromática y la SNR (relación señal/ruido). Por ejemplo, la actualización de 1G a 10G presenta dificultades con respecto a la propagación de la señal y la fórmula de balance de enlace simple ya no será suficiente. Un SFP 10G de 80 km puede tener un presupuesto de enlace de 22 dB que, en teoría, debería proporcionar un alcance de aproximadamente 100 km con una pérdida de 0,22 dB/km. Sin embargo, la dispersión cromática reduce la distancia efectiva hasta los 80 km. Esta penalización es aún mayor a medida que aumenta la velocidad de datos. Una señal de 25G experimentará ~8 veces más dispersión cromática que una señal de 10G. Sigue una relación cúbica. 25G es 2.5x la tasa de 10G. (2.5)3 = ~8, por lo que una señal de 25G solo alcanzará 10km frente a los 80km alcanzados por la señal de 10G. La dispersión cromática también depende de la longitud de onda, pero la tasa de datos es el factor determinante más importante. Para una comprensión más profunda de la dispersión cromática y cómo compensarla en el presupuesto de su enlace, consulte “Dispersión Cromática en Sistemas DWDM de 10Gb/s”

Medio

¿Cómo afecta el material de fibra la pérdida de enlaces? Así como los transceptores tienen estándares de la industria, los puentes de fibra y los cables de fibra también tienen estándares de la industria claramente definidos. Los diferentes tipos de cables de fibra tienen diferentes pérdidas de fibra en sus longitudes de onda de trabajo, como se muestra en los estándares TIA-568-C.0-2 que se muestran a continuación. Esta tabla proporciona una buena aproximación de pérdida, pero en la práctica, la pérdida real de un enlace siempre debe medirse en la longitud de onda operativa con una traza OTDR (reflector de dominio de tiempo óptico).

Valores máximos de pérdida de fibra multimodo y fibra monomodo

Es importante tener en cuenta dos tipos principales de fibra al emparejar con un transceptor; modo único y multimodo. El multimodo es menos costoso de fabricar pero a costa de una mayor atenuación y mayores índices de refracción en relación con la fibra monomodo. Las fibras monomodo se utilizan para la transmisión de datos a alta velocidad en largas distancias, ya que son menos susceptibles a la atenuación que las fibras multimodo.

Tipos de conectores de fibra

A continuación se muestran algunos tipos de conectores de puerto óptico de transceptor disponibles:

El conector de fibra SC es algo así como un predecesor del conector LC, ya que los dos comparten el mismo diseño básico. La diferencia entre los dos es que la férula SC es aproximadamente el doble que la LC. Duplex LC y SC, como se muestra arriba, son bastante sencillos: un lado es su Tx, el otro lado es su Rx. MPO-12 y MPO-16 se vuelven un poco más complicados. El 12 y el 16 implican el número de fibras contenidas dentro del cable. “12” en MPO-12 indica 12 fibras, sin embargo, solo utiliza 8 carriles. SN es un tipo más nuevo de conector de fibra diseñado y optimizado para aplicaciones de 400G. Se trata básicamente de 4 LC duales compactados en un conector. Habilita 4 carriles dúplex desde un transceptor de 400G. El conector MDC también es una variedad más nueva y se usa en gran medida para 400G.

En cuanto a los tipos de pulido de extremos de fibra, existe UPC (contacto ultrafísico) o APC (contacto físico angular). Los extremos de fibra UPC son "planos", mientras que los extremos de fibra APC están pulidos en un ángulo de ocho grados. APC brinda una mejor pérdida de retorno óptico, lo que brinda un presupuesto de enlace ligeramente mejor que UPC. Sin embargo, hay situaciones en las que UPC, la opción un poco menos costosa, puede ser lo suficientemente buena en términos de rendimiento óptico. Cualquiera que sea el tipo de pulido que se elija para su aplicación, tenga en cuenta que APC y UPC no se pueden acoplar entre sí.

Clasificación de temperatura

¿En qué tipo de entorno se utilizará su transceptor? ¿Estará en un centro de datos con control de temperatura o se conectará a un nodo en el campo en Houston, Texas, donde puede alcanzar> 100ᣞ ¿En el verano? Debería poder obtener casi cualquier tipo de transceptor en clasificaciones de temperatura industrial o comercial. En general, los rangos de temperatura especificados para los transceptores son los que se muestran a continuación. Sin embargo, estos pueden variar ligeramente dependiendo del fabricante.

Rango de temperatura comercial: 0 °C a 70 °C
Rango de temperatura industrial: -40 °C a 85 °C
Rango de temperatura extendido: varía según el fabricante

Antes de realizar el pedido, asegúrese de preguntar si su transceptor pasará por rigurosos ciclos de pruebas ambientales en un laboratorio de ingeniería, tanto desde la perspectiva del hardware como del nivel del sistema.

Ahora ya sabe qué preguntas hacer para determinar qué transceptores usar para sus aplicaciones. La siguiente pregunta es, ¿con quién tendrás esa conversación?

Cómo elegir el socio adecuado para los transceptores

Con los operadores de red bajo presión para ofrecer mayores velocidades y ancho de banda en las redes troncales, metropolitanas y de acceso, la necesidad de un proveedor confiable de equipos de red óptica no ha hecho más que aumentar. ¿Cómo puede estar seguro de que la empresa en la que confía para los transceptores y otros equipos ópticos es algo más que otro proveedor? ¿Cómo puedes confiar en que te respaldarán en situaciones delicadas o complejas? La respuesta está en buscar las siguientes tres cualidades en su proveedor de equipos de red óptica:

Inventario confiable
Soporte de ingeniería
Soluciones personalizadas

Lo más importante es elegir un proveedor que sea más que un simple fabricante de equipos. El soporte completo del ciclo de vida, las pruebas de laboratorio y la experiencia en todo tipo de arquitecturas de red pueden garantizar que aproveche al máximo sus gastos. Necesita ingenieros expertos disponibles, no solo representantes de ventas.

Precision OT es una empresa de ingeniería de integración que ofrece soluciones personalizadas para equipos de redes ópticas. Contamos con un equipo de ingenieros de sistemas dedicados y un departamento de I+D centrado en el desarrollo de transceptores de fibra óptica de última generación. El modelo comercial de Precision OT es proporcionar hardware de calidad de nivel 1 combinado con el mejor soporte de ingeniería de sistemas de la industria.

Además, Precision OT colabora con los clientes para comprender mejor sus necesidades operativas y de inventario. Con una comunicación eficaz y la creación de relaciones, podemos asegurarnos de almacenar el inventario correcto al comprender mejor las estrategias de red a corto y largo plazo de los clientes. Para mitigar el riesgo, tenemos fuertes relaciones con múltiples y diversos proveedores. Durante la pandemia, cuando ha habido escasez de productos como SPF100G (LR4, SR4 y ZR4), SFP sintonizables de 10G y SFP de cobre, Precision OT puede suministrarlos según la planificación realizada con un año o más de anticipación. Precision es una empresa de propiedad privada, no susceptible a algunos de los desafíos operativos que experimentan las empresas propiedad de firmas de capital privado.

Hay muchos tipos diferentes de transceptores con varios factores de forma, velocidades de datos, presupuestos de enlace y tipos de tecnología de transmisión. Todos estos fueron desarrollados para optimizar los costos de una aplicación o solución específica. Al final, el transceptor correcto proviene del socio correcto. Los expertos en transceptores, como Precision OT, tomarán la información recopilada de las 6 consideraciones anteriores y proporcionarán transceptores de alta calidad, diseñados a medida y compatibles con OEM que funcionarán de manera confiable en su red.

¿Te gusta lo que estás leyendo? Verificar parte 2 de nuestra serie Into the Transceiver-Verse, ¡donde nos sumergimos en los diversos tipos de transceptores disponibles y las tecnologías detrás de ellos!