18 mars 2022

Into the Transceiver-Verse Part I : Comment choisir les bons émetteurs-récepteurs pour votre réseau

Il existe des centaines de types différents d'émetteurs-récepteurs optiques ! Il n'est pas étonnant que la sélection des bons émetteurs-récepteurs pour vos applications réseau puisse sembler une tâche intimidante. Les besoins en haut débit continueront d'augmenter, ce qui rend plus important que jamais d'avoir un réseau efficace conçu avec le bon matériel pour le travail. Selon L'étude sur le haut débit d'OpenVault, au quatrième trimestre de 2021, la consommation mensuelle moyenne pondérée de données par abonné nord-américain au haut débit était de 536,3 Go, dépassant pour la première fois plus d'un demi-téraoctet.

Les émetteurs-récepteurs à fibre optique sont essentiels dans les réseaux d'aujourd'hui et les développements avancés de la technologie des émetteurs-récepteurs continueront de répondre aux besoins de données du futur. Pour vous aider à choisir les bons émetteurs-récepteurs pour votre réseau, voici 6 facteurs clés qui doivent être examinés avec un spécialiste du système d'émetteur-récepteur/réseau avant de faire vos sélections finales. Ces considérations techniques et opérationnelles aideront à déterminer les émetteurs-récepteurs appropriés pour toute application réseau :

Compatibilité de l'hôte
Facteur de forme
Distance/Perte/Budget de liaison
Moyen – (c.-à-d. type de câble)
Type de connecteur de fibre
Évaluation de la température

Compatibilité de l'hôte

Avant d'acheter des émetteurs-récepteurs, il est impératif de savoir dans quel type d'équipement réseau ils seront utilisés et comment le réseau est architecturé. Sur quoi les émetteurs-récepteurs seront-ils branchés ? Déterminez à quel point la plate-forme hôte est restrictive vis-à-vis des sources tierces. Serez-vous enfermé uniquement dans les émetteurs-récepteurs OEM de l'hôte ou est-il "amical" envers d'autres sources ? Pour chaque commutateur, carte de ligne ou tout autre appareil auquel vos émetteurs-récepteurs se brancheront, vous devez au moins connaître les éléments suivants :

fabricant
modèle #
version du logiciel que le périphérique hôte exécute

La disponibilité est essentielle, il est donc préférable de travailler avec un partenaire technique de confiance pour tous vos besoins en matière de réseau, y compris les produits, l'équipement, la connaissance et l'expertise du réseau.

Facteur de forme

Non seulement vous devez savoir sur quel type/marque d'appareil les émetteurs-récepteurs se brancheront, mais vous avez également besoin de détails physiques spécifiques sur les ports de l'émetteur-récepteur. Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi les émetteurs-récepteurs ont la forme qu'ils ont ? Il y a plusieurs années, lorsque les émetteurs-récepteurs optiques se sont séparés du commutateur et du routeur, il n'y avait pas de normes industrielles. Apparemment, chaque entreprise aurait son propre facteur de forme propriétaire. Finalement, les principaux acteurs de l'industrie se sont réunis pour créer l'accord multi-sources (MSA) qui a aidé à définir chaque produit émetteur-récepteur avec des caractéristiques électriques, optiques et mécaniques spécifiques. Des exemples de MSA réels sont présentés dans le tableau ci-dessous :

Liste des MSA pour divers facteurs de forme*

*Pour les mises à jour : Cliquez ici

Des caractéristiques telles que la taille du boîtier métallique et la forme de l'émetteur-récepteur ont été définies par la MSA. Le développement des MSA a abouti aux facteurs de forme d'émetteur-récepteur que nous connaissons et aimons aujourd'hui : SFP, SFP+, QSFP, QSFP+ et CFP pour n'en nommer que quelques-uns. Ces interfaces à petit facteur de forme se branchent sur un commutateur ou un port qui transforme le port en une interface fibre ou cuivre. Comprendre les fonctions et les principales différences entre les facteurs de forme est crucial pour décider de la meilleure solution pour votre réseau optique. Assurez-vous de discuter des détails avec votre partenaire technologique d'émetteur-récepteur.

Budget de liaison : jusqu'où vos données doivent-elles aller ?

Les distances de fonctionnement des émetteurs-récepteurs optiques peuvent être aussi courtes que quelques pieds jusqu'à 2000 km (avec des CFP numériques cohérents et d'autres technologies émergentes d'émetteurs-récepteurs). À certains égards, la cote de distance maximale devrait vraiment être interprétée comme un bilan de liaison. Le budget de liaison implique la quantité de "niveaux de lumière utilisables disponibles".

Le bilan de liaison est le critère clé pour déterminer quelle optique utiliser pour établir correctement une longueur de liaison physique de réseau. En règle générale, dans la conception d'un réseau, une marge de liaison de 2 dB à 3 dB est requise pour tout bilan de liaison. Cette exigence vise à fournir une marge de liaison supplémentaire au cas où la portée optique subirait un certain niveau de dégradation. La marge permet au lien de gérer la dégradation sans impact potentiel sur les services. En effet, cela signifie réduire la sensibilité maximale RX (récepteur) de 2 dB à 3 dB, ce qui réduit directement le budget de liaison du même montant.

Un simple calcul du bilan de liaison serait la puissance de sortie optique minimale moins la sensibilité du récepteur. Cependant, à mesure que les systèmes de réseau augmentent les besoins en bande passante sur de plus longues distances, la budgétisation des liaisons doit prendre en compte des problèmes tels que la dispersion chromatique et le SNR (rapport signal sur bruit). Par exemple, la mise à niveau de 1G à 10G présente des difficultés en ce qui concerne la propagation du signal et la simple formule de bilan de liaison ne suffira plus. Un SFP 10G de 80 km peut avoir un budget de liaison de 22 dB qui, en théorie, devrait fournir une portée d'environ 100 km en utilisant une perte de 0,22 dB/km. Cependant, la dispersion chromatique réduit la distance effective jusqu'à 80 km. Cette pénalité est d'autant plus importante que vous augmentez le débit de données. Un signal 25G connaîtra environ 8 fois plus de dispersion chromatique qu'un signal 10G. Il suit une relation cubique. 25G est 2,5 fois le taux de 10G. (2.5)3 = ~8, donc un signal 25G n'atteindra que 10km contre 80km atteint par le signal 10G. La dispersion chromatique dépend également de la longueur d'onde, mais le débit de données est le facteur déterminant le plus important. Pour une compréhension plus approfondie de la dispersion chromatique et comment la compenser dans votre bilan de liaison, voir "Dispersion chromatique dans les systèmes DWDM 10Gb/s"

Moyen

Quel est l'impact du matériau fibreux sur la perte de liaison ? Tout comme les émetteurs-récepteurs ont des normes industrielles, les cavaliers et les câbles à fibres optiques ont également des normes industrielles clairement définies. Différents types de câbles à fibre ont des pertes de fibre différentes à leurs longueurs d'onde de travail, comme indiqué dans les normes TIA-568-C.0-2 indiquées ci-dessous. Ce tableau fournit une bonne approximation de la perte, mais en pratique, la véritable perte d'une liaison doit toujours être mesurée à la longueur d'onde de fonctionnement avec une trace OTDR (Optical Time Domain Reflectometer).

Valeurs de perte maximales de la fibre multimode et de la fibre monomode

Deux principaux types de fibres sont importants à garder à l'esprit lors du couplage avec un émetteur-récepteur ; monomode et multimode. Le multimode est moins coûteux à fabriquer mais au prix d'une atténuation et indices de réfraction plus élevés par rapport à la fibre monomode. Les fibres monomodes sont utilisées pour la transmission de données à grande vitesse sur de longues distances car elles sont moins sensibles à l'atténuation que les fibres multimodes.

Types de connecteurs fibre

Vous trouverez ci-dessous quelques types de connecteurs de port optique d'émetteur-récepteur disponibles :

Le connecteur fibre SC est en quelque sorte un prédécesseur du connecteur LC, car les deux partagent la même conception de base. La différence entre les deux est que la férule SC est à peu près le double de celle du LC. Duplex LC et SC comme indiqué ci-dessus sont assez simples : un côté est votre Tx, l'autre côté est votre Rx. MPO-12 et MPO-16 deviennent un peu plus compliqués. Le 12 et le 16 impliquent le nombre de fibres contenues à l'intérieur du câble. "12" dans MPO-12 indique 12 fibres, mais il n'utilise que 8 voies. SN est un nouveau type de connecteur fibre conçu et optimisé pour les applications 400G. Il s'agit essentiellement de 4x doubles LC compactés dans un connecteur. Il permet 4 voies duplex à partir d'un émetteur-récepteur 400G. Le connecteur MDC est également une variété plus récente et largement utilisé pour 400G.

En ce qui concerne les types de polissage d'extrémité de fibre, il existe UPC (Ultra Physical Contact) ou APC (Angle Physical Contact). Les extrémités des fibres UPC sont "plates" tandis que les extrémités des fibres APC sont polies à un angle de huit degrés. APC donne une meilleure perte de retour optique qui donne un bilan de liaison légèrement meilleur que UPC. Cependant, il existe des situations où UPC, le choix légèrement moins cher, peut être assez bon en termes de performances optiques. Quel que soit le type de polissage choisi pour votre application, gardez à l'esprit qu'APC et UPC ne peuvent pas être accouplés.

Évaluation de la température

Dans quel type d'environnement votre émetteur-récepteur sera-t-il utilisé ? Va-t-il se trouver dans un centre de données dont la température est contrôlée ou est-il branché sur un nœud sur le terrain à Houston, au Texas, où il peut atteindre > 100ᣞ en été? Vous devriez pouvoir obtenir à peu près n'importe quel type d'émetteur-récepteur dans les températures industrielles ou commerciales. Généralement, les plages de température spécifiées pour les émetteurs-récepteurs sont indiquées ci-dessous. Cependant, ceux-ci peuvent varier légèrement selon le fabricant.

Plage de température commerciale : 0 °C à 70 °C
Plage de température industrielle : -40°C à 85°C
Plage de température étendue : varie selon le fabricant

Avant de commander, assurez-vous de demander si votre émetteur-récepteur subira des cycles de tests environnementaux rigoureux dans un laboratoire d'ingénierie, tant du point de vue du matériel que du système.

Vous savez maintenant quelles questions poser pour déterminer les émetteurs-récepteurs à utiliser pour vos applications. La question suivante est, avec qui aurez-vous cette conversation ?

Comment choisir le bon partenaire pour les émetteurs-récepteurs

Alors que les opérateurs de réseau sont sous pression pour fournir des vitesses et une bande passante plus élevées sur les réseaux fédérateurs, métropolitains et d'accès, le besoin d'un fournisseur d'équipement de réseau optique fiable n'a fait qu'augmenter. Comment pouvez-vous être certain que la société sur laquelle vous comptez pour les émetteurs-récepteurs et autres équipements optiques est plus qu'un simple fournisseur ? Comment pouvez-vous être sûr qu'ils vous soutiendront dans des situations délicates ou complexes ? La réponse réside dans la recherche des trois qualités suivantes chez votre fournisseur d'équipement de réseau optique :

Inventaire fiable
Support technique
Solutions personnalisées

Plus important encore, choisissez un fournisseur qui est plus qu'un simple fabricant d'équipement. Une assistance tout au long du cycle de vie, des tests en laboratoire et une expertise dans tous les types d'architectures réseau peuvent vous permettre de tirer le meilleur parti de vos dépenses. Vous avez besoin d'ingénieurs experts, pas seulement de commerciaux.

Precision OT est une société d'ingénierie d'intégration fournissant des solutions personnalisées pour les équipements de réseau optique. Nous avons une équipe d'ingénieurs système dédiés et un département R&D axé sur le développement d'émetteurs-récepteurs à fibre optique de nouvelle génération. Le modèle commercial de Precision OT consiste à fournir un matériel de qualité de niveau 1 associé au meilleur support d'ingénierie système de l'industrie.

De plus, Precision OT collabore avec les clients pour mieux comprendre leurs besoins opérationnels et d'inventaire. Grâce à une communication efficace et à l'établissement de relations, nous pouvons nous assurer que nous stockons le bon inventaire en comprenant mieux les stratégies de réseau à court et à long terme des clients. Pour atténuer les risques, nous entretenons de solides relations avec des fournisseurs multiples et diversifiés. Pendant la pandémie, lorsqu'il y a eu des pénuries de produits tels que SPF100G (LR4, SR4 et ZR4), des SFP accordables 10G et des SFP en cuivre, Precision OT est en mesure de les fournir sur la base d'une planification effectuée un an ou plus à l'avance. Precision est une société privée, qui n'est pas sensible à certains des défis opérationnels rencontrés par les sociétés détenues par des sociétés de capital-investissement.

Il existe de nombreux types d'émetteurs-récepteurs avec différents facteurs de forme, débits de données, bilans de liaison et types de technologie de transmission. Tous ces éléments ont été développés pour optimiser les coûts d'une application ou d'une solution spécifique. En fin de compte, le bon émetteur-récepteur vient du bon partenaire. Les experts en émetteurs-récepteurs, tels que Precision OT, prendront les informations recueillies à partir des 6 considérations ci-dessus et fourniront des émetteurs-récepteurs de haute qualité, conçus sur mesure et compatibles OEM qui fonctionneront de manière fiable dans votre réseau.

Vous aimez ce que vous lisez ? Vérifier partie 2 de notre série Into the Transceiver-Verse, où nous plongeons dans les différents types d'émetteurs-récepteurs disponibles et les technologies qui les sous-tendent !