Into the Transceiver-Verse Parte II: Una galaxia de tipos de transceptores

En el primer blog de nuestra serie Into the Transceiver-verse nos enfocamos en el 6 preguntas que debes hacer Al seleccionar transceptores para su aplicación de red, saber qué preguntas hacer es la mitad de la batalla; la otra mitad es saber qué hay disponible. Los tipos de transceptores se pueden agrupar de diversas maneras (por formato, velocidad de datos, codificación, plataforma, etc.). Para simplificar, los agruparemos de la siguiente manera:

• Soluciones de cobre y agregados
• Gris (banda ancha) 
• WDM (multiplexación por división de longitud de onda) 
• BiDi (Bidireccional)
• PON (Red Óptica Pasiva)
• Coherente

Soluciones de cobre y agregados

Los transceptores para la comunicación a través de cables de cobre están disponibles a velocidades de datos de hasta 10G. Si bien todavía se usan ampliamente en arquitecturas heredadas, las construcciones de redes con visión de futuro están comenzando a reemplazar los enlaces de cobre con transceptores de fibra óptica que no son tan pesados y, por lo general, más fáciles de instalar y mantener. Tenga en cuenta que los transceptores de cobre están limitados a distancias de 100 m, mientras que las versiones ópticas (como la óptica gris y otras más abajo) pueden ir mucho más allá.

Factor de forma	Escribe	Datos Velocidad	Distancia maxima	Medio	conector	λ
SFP	Cobre	1G	100m	Cat5	RJ45	N / A
SFP+	Cobre	10G	50m	Cat6A/7	RJ45	N / A

Tabla 1: transceptores de cobre en el factor de forma 1G SFP y 10G SFP+.

También tenga en cuenta que el Copper 1G puede venir en un diseño de velocidad única, 1G o triple velocidad de 10Mb/100Mb/1000Mbps.

Dos tipos de transceptores que no encajan del todo en las otras categorías son el DAC (Cable de conexión directa) y el AOC (Cable óptico activo). Un DAC es un cable de cobre cableado en un transceptor en cada extremo de un enlace, mientras que un AOC es similar pero con una fibra óptica "cableada"/integrada en los transceptores en cada extremo. Vienen en varias longitudes y configuraciones de ruptura, incluido el popular 4x 10G SFP+ que se agrega en 1x QSFP.

Las soluciones agregadas tienen ventajas y desventajas. La ventaja es que los AOC, y especialmente los DAC, son extremadamente económicos y consumen poca energía. La solución agregada ofrece un menor número de SKU iniciales, ya que los componentes de puente óptico y los transceptores se ensamblan juntos. La desventaja es que, si falla un solo componente del conjunto, es necesario reemplazar todo el conjunto de cable y transceptor, mientras que con las soluciones desagregadas solo se reemplaza el elemento defectuoso. Además, para ahorrar espacio, los AOC y los DAC tienen longitudes discretas, por lo que se necesitaría un conjunto de AOC o DAC de repuesto por cada longitud de cable necesaria en la red, en lugar de simplemente mantener una bobina de cable y varios tipos de transceptores. Considere la planificación y el mantenimiento de la red a largo plazo al decidir si optar por una solución agregada o desagregada (transceptores y cables vendidos e instalados por separado). Por ejemplo, en algunos de los últimos desarrollos tecnológicos como los transceptores 400G, los cables DAC 400G ofrecen con diferencia el coste más bajo por 100G, sin embargo, debido a su grueso blindaje para proteger contra interferencias, el radio de curvatura es bastante restrictivo, lo que hace que lidiar con la instalación en rack adecuada y la resolución de problemas operativos sea muy problemático para los técnicos de campo.

Óptica Gris

La óptica de banda ancha (o no canalizada) suele denominarse "Gray". Los emisores láser utilizados en los transceptores Gray tienen un amplio espectro. Es decir, la longitud de onda central puede ser de 850 nm, por ejemplo, mientras que la longitud de onda medida real podría oscilar entre 830 y 870 nm. Por lo tanto, se asume una tolerancia de ±20 nm para una fuente con una longitud de onda central de 850 nm.

Factor de forma	Escribe	Distancia maxima	Medio	conector	λ
SFP	Gris SX	500m	dos hombres y una mujer	LC dúplex	850nm
SFP	Gris LX	10km	SMF	LC dúplex	1310nm
SFP	Gris EX	40km	SMF	LC dúplex	1310nm
SFP	Gris ZX	80km	SMF	LC dúplex	1550nm
SFP	Gris EZX	120 km, 160 km	SMF	LC dúplex	1550nm
SFP+/XFP	Gris SR	300m	dos hombres y una mujer	LC/UPC dúplex	850nm
SFP+/XFP	Gris LR	10km	SMF	LC/UPC dúplex	1310nm
SFP+/XFP	Urgencias gris	40km	SMF	LC/UPC dúplex	1550nm
SFP+/XFP	Gris ZR	80km	SMF	LC/UPC dúplex	1550nm
SFP+/XFP	EZR gris	100km	SMF	LC/UPC dúplex	1550nm

Tabla 2: tipos de transceptores grises en el factor de forma 1G SFP y 10G SFP+/XFP.

¿Qué significa SX, LX, EX, ZX y EZX?

S, L, E, Z indican la longitud de onda del láser y el alcance (distancia) del transceptor.

S = longitud de onda corta (850nm)

L = Longitud de onda larga (1310nm normalmente hasta 10 km)

E = longitud de onda de alcance extendido (1310/1550nm hasta 40 km)

Z = Extra - Longitud de onda larga (1550nm hasta 80km)

EZ= Longitud de onda extra ZX/ZR (1550nm hasta 120km)

X = significa codificación de origen externo, que se traduce en un tipo de codificación de 8 y 10 bits (requerido para 1 G).

Del mismo modo, junto a los tipos de SFP+, verá de nuevo S, L, E y Z, pero seguidos de una R en lugar de una X. La R indica codificación ScRambled, específicamente "tipo de codificación de 64 bits y 66 bits", que se requiere para 10G (también protocolos ethernet 40G y 100G). A veces escrito como 64B66B o 64b/66b, es un código de línea que transforma datos de 64 bits en datos de 66 bits.

WDM (multiplexación por división de longitud de onda)

Los tipos de transceptor WDM (multiplexación por división de longitud de onda) se dividen en CWDM (WDM grueso) y DWDM (WDM denso). Estos son transceptores específicamente diseñados para ser utilizados en sistemas WDM.

Factor de forma	Escribe	Distancia maxima	Medio	conector	λ
SFP	CWDM EX	40km	SMF	LC dúplex	CWDM
SFP	CWDM ZX	80km	SMF	LC dúplex	CWDM
SFP	CWDM EZX	120 km, 160 km	SMF	LC dúplex	CWDM
SFP	DWDM EX	40km	SMF	LC dúplex	Banda C
SFP	DWDM ZX	80km	SMF	LC dúplex	Banda C
SFP	DWDM EZX	120 km, 160 km	SMF	LC dúplex	Banda C
SFP+/XFP	CWDM ER	40km	SMF	LC/UPC dúplex	CWDM
SFP+/XFP	CWDM ZR	80km	SMF	LC/UPC dúplex	CWDM
SFP+/XFP	DWDM ER	40km	SMF	LC/UPC dúplex	Banda C
SFP+/XFP	DWDM ZR	80km	SMF	LC/UPC dúplex	Banda C

Tabla 3: Tipos de transceptores CWDM y DWDM en el factor de forma 1G SFP y 10G SFP+/XFP.

CWDM: las longitudes de onda suelen oscilar entre 1430 y 1610 con un espacio de 20 nm (porque puede tener una óptica de transmisión de 1430 que podría tener una tolerancia de +-6,5 nm, por lo que el espacio ayuda a evitar que el siguiente canal se superponga con el canal que está utilizando) .

DWDM: la mayoría de las longitudes de onda DWDM caen en la banda C (consulte la Tabla de referencia de longitud de onda estándar). Note la relación entre los canales ITU y la frecuencia: si ignora el “19” inicial y mueve el punto decimal 2 espacios a la izquierda, obtiene el canal ITU (Ej. 196000GHz = canal ITU 60.00, 195950 GHz = canal ITU 59.50).

Los transceptores DWDM están disponibles en versión de canal fijo o sintonizable. Ambos están disponibles en versiones C-Temp o I-Temp.

• Óptica DWDM de canal fijo: cada óptica es un canal de longitud de onda fija / ITU y solo se puede implementar como tal
• Óptica DWDM sintonizable: cada óptica se puede sintonizar dentro del espectro completo de longitudes de onda de la UIT. La óptica se puede ajustar según sea necesario para cumplir con la longitud de onda requerida

Una forma sencilla de entender la diferencia entre la óptica de canal fijo y la óptica sintonizable es que la óptica de canal fijo es como una caja de crayones con un transceptor diferente para cada color, mientras que la óptica sintonizable es como un bolígrafo con todos los colores que se encajan fácilmente. Esto hace que la opción sintonizable sea preferible en cuanto a ahorro de energía. En lugar de tener un transceptor de canal fijo de repuesto para cada longitud de onda, solo se necesita uno sintonizable.

Como habrá notado tanto en la Tabla 2 como en la Tabla 3, la distancia máxima que puede alcanzar la óptica está limitada a 80-100 km para transceptores de 1G a 10G. El principal culpable de esta limitación es la dispersión. La dispersión es una limitación física de las fibras ópticas que se puede describir brevemente como la ampliación de los pulsos ópticos a medida que viajan a través de la fibra. Cuanto más larga es la distancia que recorre, peor es el efecto. Esto hace que sea más difícil para el receptor diferenciar pulsos/bits de información adyacentes y eventualmente produce un aumento en la tasa de error de bit. Puede obtener más información sobre la dispersión cromática y las limitaciones que agrega a los sistemas DWDM descargando este libro electronico.

A continuación se muestra un resumen y una comparación de las ópticas Gray, CWDM y DWDM, incluidas las tasas de datos disponibles para cada una.

Tecnología	Banda ancha (gris)	CWDM	DWDM
Longitudes de onda (nm)	850, 1310, 1550	1430 – 1610	~1520 – 1570
Capacidad máxima (fibra única)	1-3 canales	16 canales	160 canales
Coste relativo	Bajo	Medio	Alto
Disponibilidad ajustable	N / A	No	Sí
Tasas de datos disponibles (Gbps)	1, 10, 25, 40, 100, 200, 400	1, 10, 100*	1, 10, 25**, 100, 400

Tabla 4: Resumen de los tipos de transceptor Gray, CWDM y DWDM

* 100G CWDM utiliza 1271, 1291, 1311, 1331 longitudes de onda

** Los SFP DWDM de 25 G son nuevos pero no se usan mucho debido a las limitaciones del presupuesto del enlace

Transceptores bidireccionales

La mayoría de los transceptores tienen un TOSA (Subconjunto óptico del transmisor) y un ROSA (Subconjunto óptico del receptor), pero si los dos se combinan en una sola unidad, se convierte en un BOSA (Subconjunto óptico bidireccional). Para abreviar, llamamos a esta unidad combinada BiDi. Los BiDis son beneficiosos porque permiten una solución de fibra única y tienen las siguientes características:

• Se requiere un par
• 4 tipos diferentes de pares disponibles
• • 1270/1330nm (10G)
  • 1310/1490nm (1G)
  • 1310/1550nm (1G)
  • 1490/1550nm (1G o 10G)
• Puede usar un par de 1270/1330nm o 1310/1490nm en el puerto express de un mux DWDM

Factor de forma/Tipo	Escribe	Distancia máxima disponible (km)	Velocidad de línea	Medio	λ
SFP	BIDI	10, 40, 80, 120, 160	1G	SMF	CWDM
SFP+	BIDI	10, 20, 40, 60, 80	10G	SMF	CWDM
XFP	BIDI	10, 20, 40	10G	SMF	CWDM

Tabla 5a BiDi para CWDM, BiDi, conector LC, 1G-10G

Factor de forma	Escribe	Distancia maxima	Velocidad de línea	Medio	conector	Interfaz eléctrica	Interfaz óptica	λ
SFP28	BIDI	10, 20km	25G	SMF	LC símplex			C27/C33
SFP28	BIDI	30, 40km	25G	SMF	LC símplex			C27/C31
QSFP	SR BIDI	150m	40G	dos hombres y una mujer	LC dúplex	4x10G NRZ	2x20G PAM4	850/900nm
QSFP28	CWDM4 BIDI	2km	100 GRAMOS	SMF	Símplex A-LC	4x25G NRZ	4x25G NRZ	C27-C33

Tabla 5b BiDi's 25 – 100G

Pasando del hardware 10G al hardware 25G, los BiDi son un poco más comunes. Similar a 1G y 10G BiDi, tendrá 1 puerto óptico, pero en lugar de 1x transmisión y 1x recepción, en realidad tendrá 2x señales de transmisión y 2x de recepción. Esta es una forma de combatir algunos de los problemas de dispersión cromática si estuviera usando una señal óptica a 25G. El C27, C31 y C33 no deben confundirse con los canales DWDM 27 y 31. La C en este caso es para las longitudes de onda CWDM 1270, 1310 y 1330. Las longitudes de onda DWDM generalmente se denominan por su canal ITU. Actualmente, los SFP de 25G tienen un límite de 40 km, pero la industria está haciendo esfuerzos para mejorar esa distancia. Actualmente se ofrece en 1310 de banda ancha, pero la esperanza es que eventualmente el DWDM alcance los 40 km.

PON

Redes ópticas pasivas (PON) utiliza componentes sin alimentación, como divisores de haz, para distribuir una sola señal de datos en varias ramas. A continuación se muestran los factores de forma actualmente disponibles para el hardware PON, incluida la introducción de un nuevo tipo de factor de forma SFP que se denomina SFP-DD (Dual Density). Dual Density es esencialmente 2 SFP en 1.

Factor de forma	Escribe	Distancia maxima*	Velocidad de línea	Medio	conector	l (nm)
SFP	GPON	B+, C+	2.5G	SMF	SC símplex	1490/1310
SFP+	XGS/PON	N1, N2	10G	SMF	SC símplex	1577/1270
SFP+	Combo XGS/GPON	N1, B+	2,5/10G	SMF	SC símplex	XGS/GPON
SFP+	Combo XGS/GPON	N2, C+	2,5/10G	SMF	SC símplex	XGS/GPON
SFP-DD	Combo XGS/GPON	N1, B+	2,5/10G	SMF	SC símplex	XGS/GPON
SFP-DD	Combo XGS/GPON	N2, C+	2,5/10G	SMF	SC símplex	XGS/GPON
XFP	XGS PON	N1, N2	10G	SMF	SC símplex	1577/1270
XFP	EPON	PR30	1G/10G	SMF	SC símplex	1577/1270

Tabla 6 Tipos de transceptores PON

*La distancia máxima para PON se interpreta mejor por el presupuesto del enlace en lugar de una clasificación de distancia

Escribe	Presupuesto de enlace
B+	29.5dB
do+	35dB
N1	29dB
N2	31dB
PR30	31.8dB para 1G / 30dB para 10G

La mayoría del hardware PON también es BiDi. Para los tipos GPON, hay 1490/1310. XGS/PON transmite normalmente a 1577nm y recibe a 1270.

Como se muestra en la Tabla 6 anterior, hay SFP combinados XGS/GPON disponibles que permiten a los operadores de GPON hacer una transición gradual a XGS/PON; esto permite comprar un solo hardware destinado a dos generaciones de tecnología. Hay cierta precaución al usar esta tecnología porque puede convertirlo en una fuente única, ya que el conector de PCB en el combo es diferente de la óptica estándar GPON o XGS/PON por separado.

Coherente 

La óptica coherente ha cambiado las reglas del juego para las redes. Las redes de fibra han sido alteradas para siempre por los beneficios que han brindado los transceptores ópticos coherentes: capacidad y flexibilidad mucho mayores, tasas de bits más altas y mejor rendimiento general, por nombrar algunos. Los sistemas coherentes han reducido los costos al evitar que las empresas tengan que colocar más fibra.

Una serie de transceptores conectables DWDM de 100G, que incluyen CFP DCO, CFP2 ACO/DCO y, más recientemente, el CFP2 DCO, ha sido un pilar para aplicaciones como transporte, larga distancia, ultra larga distancia, submarino y acceso DWDM. La tecnología Coherent se encuentra actualmente en transición a formatos QSFP56-DD. La implementación 400ZR del OIF (Foro de Interconexión Óptica) ha especificado ópticas DWDM para adaptarse a los formatos de cliente 400GE dominantes que utilizan módulos QSFP-DD u OSFP, incluyendo los requisitos de espacio y potencia. Esto significa que no se impone ninguna limitación en el espacio ni en la capacidad del router al integrar ópticas 400 ZR en routers. Los módulos conectables de alcance extendido compatibles con formatos QSFP-DD y OSFP se denominan 400G ZR+. Obtenga más información sobre los conectables coherentes en  El auge de las ópticas conectables 400G coherentes. 

Y eso es todo. Estos son los diversos tipos de transceptores disponibles. Tenga en cuenta que, además de todos los tipos de transceptores mencionados anteriormente, existen variaciones adicionales y a menudo se requiere personalización para garantizar la compatibilidad con fabricantes de equipos de red (NEM) específicos. Por ejemplo, un QSFP28 tiene los siguientes tipos de hardware base: SR4, LR4, FR1, FR4, DR1, DR4, ER4, ZR4. Para cada uno de estos tipos de hardware, podría tener un número de pieza único para cada NEM (¡podría haber hasta 68 plantillas únicas!). La situación se complica aún más con los transceptores de tipo DWDM cuando se tiene un número de pieza para cada canal, además de cada NEM, y para alcances de 40 km, 80 km y 120 km. Por lo tanto, si tiene 68 NEM, con 3 alcances y 40 canales, ¡sería 8160 números de pieza únicos! En muchos casos, puede reducir el número de SKU utilizando un transceptor sintonizable y/o  Óptica multiplataformaPara conocer más de cerca los tipos de transceptores disponibles, consulte nuestra Guía de producto  Y recuerde, garantizar una red confiable es algo más que seleccionar componentes de un catálogo. Pedir preguntas.  Hable con uno de nuestros expertos expertos ¡Este Dia!

¿Te gusta lo que estás leyendo? Verificar parte 3 de nuestra serie Into the Transceiver-Verse, donde profundizamos en tres técnicas para ayudar a superar los desafíos de velocidad y distancia de datos.