Into the Transceiver-Verse Part II : Une galaxie de types d'émetteurs-récepteurs

Dans le premier blog de notre série Into the Transceiver-verse, nous nous sommes concentrés sur le 6 questions à se poser lors de la sélection des émetteurs-récepteurs pour votre application réseau.  Savoir quelles questions poser est la moitié de la bataille dans le choix ; l'autre moitié est de savoir ce qui est disponible.  Les types d'émetteurs-récepteurs peuvent être regroupés de différentes manières (par facteur de forme, débit de données, codage, plate-forme, etc.). Par souci de simplicité, nous les regrouperons ici comme suit :

• Solutions cuivre et agrégées
• Gris (large bande) 
• WDM (multiplexage par répartition en longueur d'onde) 
• BiDi (bidirectionnel)
• PON (Réseau Optique Passif)
• Cohérent

Solutions cuivre et agrégées

Les émetteurs-récepteurs pour la communication via des fils de cuivre sont disponibles à des débits de données allant jusqu'à 10G. Bien qu'elles soient encore largement utilisées dans les architectures héritées, les constructions de réseau tournées vers l'avenir commencent à remplacer les liaisons en cuivre par des émetteurs-récepteurs à fibre optique qui ne sont pas aussi lourds et généralement plus faciles à installer et à entretenir. Notez que les émetteurs-récepteurs en cuivre sont limités à des distances de 100 m tandis que les versions optiques (comme les optiques grises et d'autres ci-dessous) peuvent aller beaucoup plus loin.

Tableau 1 – Émetteurs-récepteurs en cuivre dans le facteur de forme 1G SFP et 10G SFP+.

Notez également que le Copper 1G peut être proposé en débit unique, 1G ou en tri-débit 10Mb/100Mb/1000Mbps.

Deux types d'émetteurs-récepteurs qui ne rentrent pas tout à fait dans les autres catégories sont le DAC (Direct Attach Cable) et l'AOC (Active Optical Cable). Un DAC est un câble en cuivre câblé dans un émetteur-récepteur à chaque extrémité d'une liaison, tandis qu'un AOC est similaire mais avec une fibre optique "câblée"/intégrée dans des émetteurs-récepteurs à chaque extrémité. Ils sont disponibles en plusieurs longueurs et configurations de dérivation, y compris le populaire 4x 10G SFP+ agrégé en 1x QSFP.

Les solutions agrégées ont des avantages et des inconvénients. Du côté positif, les AOC et en particulier les DAC sont extrêmement peu coûteux et consomment peu. La solution agrégée fournit un nombre de SKU inférieur à l'avance car les composants de cavalier optique et les émetteurs-récepteurs sont assemblés. En revanche, si un seul composant de l'assemblage tombe en panne, vous devez remplacer l'ensemble câble + émetteur-récepteur, alors qu'avec des solutions désagrégées, vous remplacez simplement l'élément défaillant. Aussi pour les pièces de rechange, les AOC et les DAC sont des longueurs discrètes, vous devrez donc conserver 1 ensemble AOC ou DAC de rechange pour chaque longueur de câble nécessaire dans votre réseau au lieu de simplement conserver une bobine de câble et quelques types d'émetteurs-récepteurs différents. Tenez compte de la planification et de la maintenance à long terme du réseau lorsque vous décidez d'opter pour une solution agrégée ou désagrégée (émetteurs-récepteurs et câbles vendus et installés séparément). Par exemple, dans certains des derniers développements technologiques comme les émetteurs-récepteurs 400G, les câbles DAC 400G offrent de loin le coût le plus bas par 100G, cependant, en raison de son blindage épais pour se protéger des interférences, le rayon de courbure est assez restrictif, ce qui permet de traiter correctement installation en rack et dépannage des opérations très problématiques pour les techniciens de terrain.

Optique grise

Les optiques à large bande (ou non canalisées) sont souvent appelées « grises ». Les types d'émetteurs laser utilisés dans les émetteurs-récepteurs Gray ont un large spectre.   C'est-à-dire que la longueur d'onde centrale peut être de 850 nm, par exemple, tandis que la longueur d'onde mesurée réelle peut être comprise entre 830 et 870 nm. Ainsi, une tolérance de +/- 20 nm est supposée pour une source avec une longueur d'onde centrale de 850 nm.  

Tableau 2 – Types d'émetteurs-récepteurs gris dans le facteur de forme 1G SFP et 10G SFP+/XFP.

Que signifient SX, LX, EX, ZX et EZX ? 

S, L, E, Z indiquent la longueur d'onde du laser et la portée (distance) de l'émetteur-récepteur.

S = courte longueur d'onde (850nm)

L = Longue longueur d'onde (1 310 nm généralement jusqu'à 10 km)

E = longueur d'onde étendue (1310/1550nm jusqu'à 40km)

Z = Extra - Longue longueur d'onde (1550nm jusqu'à 80km)

EZ = longueur d'onde supplémentaire ZX/ZR (1550 nm jusqu'à 120 km)

X = signifie External Sourced coding, qui se traduit par un type de codage 8 bits et 10 bits (requis pour 1 G).

De même, à côté des types SFP +, vous verrez à nouveau S, L, E et Z, mais suivis d'un R au lieu d'un X. Le R indique le codage ScRambled, en particulier le "type de codage 64 bits 66 bits" qui est requis pour 10G (également protocoles Ethernet 40G et 100G). Parfois écrit sous la forme 64B66B ou 64b/66b, il s'agit d'un code de ligne qui transforme les données 64 bits en données 66 bits. 

WDM (multiplexage par répartition en longueur d'onde) 

Les types d'émetteurs-récepteurs WDM (Wavelength Division Multiplexing) sont divisés en CWDM (Coarse WDM) et DWDM (Dense WDM). Ce sont des émetteurs-récepteurs spécialement conçus pour être utilisés dans Systèmes WDM.   

Tableau 3 – Types d'émetteurs-récepteurs CWDM et DWDM dans le facteur de forme 1G SFP et 10G SFP+/XFP.

CWDM - les longueurs d'onde vont généralement de 1430 à 1610 avec un espacement de 20 nm (car vous pouvez avoir une optique de transmission 1430 qui peut avoir une tolérance de + -6,5 nm, de sorte que l'espacement permet d'éviter que le canal suivant ne chevauche le canal que vous utilisez) .

DWDM – La plupart des longueurs d'onde DWDM tombent dans la bande C (voir Tableau de référence des longueurs d'onde standard). Notez la relation entre les canaux ITU et la fréquence : si vous ignorez le "19" initial et déplacez la virgule décimale de 2 espaces vers la gauche, vous obtenez le canal ITU (Ex. 196000GHz = canal UIT 60.00, 195950 GHz = canal UIT 59,50).

Les émetteurs-récepteurs DWDM sont disponibles en version canal fixe ou accordable. Les deux sont disponibles en versions C-Temp ou I-Temp.  

• Optique DWDM à canal fixe - Chaque optique est une longueur d'onde fixe / canal ITU et ne peut être déployée qu'en tant que telle
• Optique DWDM accordable - Chaque optique est accordable dans le spectre complet des longueurs d'onde de l'UIT. L'optique peut être réglée selon les besoins pour répondre à la longueur d'onde requise

Un moyen facile de penser à la différence entre l'optique à canal fixe et l'optique accordable est que l'optique à canal fixe est comme un boîte de crayons où vous avez un émetteur-récepteur différent pour chaque couleur par rapport à une optique accordable qui est comme un stylo qui vient avec toutes les différentes couleurs que vous pouvez simplement cliquer en place. C'est ce qui rend l'option accordable préférable en ce qui concerne l'épargne. Au lieu de garder un émetteur-récepteur à canal fixe de rechange pour chaque longueur d'onde, vous n'avez besoin que d'un accordable.

Comme vous l'avez peut-être remarqué dans les tableaux 2 et 3, la distance maximale que l'optique peut atteindre est limitée à 80-100 km pour les émetteurs-récepteurs 1G à 10G. Le principal responsable de cette limitation est la dispersion. La dispersion est une limitation physique des fibres optiques qui peut être brièvement décrite comme l'élargissement des impulsions optiques lorsqu'elles traversent la fibre. Plus la distance parcourue est longue, plus l'effet est mauvais. Cela rend plus difficile pour le récepteur de différencier les impulsions/bits d'information adjacents et produit finalement une augmentation du taux d'erreur sur les bits. Vous pouvez en savoir plus sur la dispersion chromatique et les limitations qu'elle ajoute aux systèmes DWDM en téléchargeant gratuitement ce livre électronique. 

Un résumé et une comparaison des optiques Gray, CWDM et DWDM sont présentés ci-dessous, y compris les débits de données disponibles pour chacun.

Tableau 4 – Résumé des types d'émetteurs-récepteurs Gray, CWDM et DWDM

* 100G CWDM utilise 1271, 1291, 1311, 1331 longueurs d'onde 

** Les SFP DWDM 25G sont nouveaux mais peu utilisés en raison des limites du budget de liaison

Émetteurs-récepteurs bidirectionnels

La plupart des émetteurs-récepteurs ont un TOSA (Transmitter Optical Sub Assembly) et un ROSA (Receiver Optical Sub Assembly) mais si les deux sont combinés en une seule unité, cela devient un BOSA (BiDirectional Optical Sub Assembly). Pour faire court, nous appelons cette unité combinée un BiDi. Les BiDis ont l'avantage de permettre une solution monofibre et présentent les caractéristiques suivantes :

• Une paire est requise
• 4 types de paires différentes disponibles
• • 1270/1330nm (10G)
  • 1310/1490nm (1G)
  • 1310/1550nm (1G)
  • 1490/1550nm (1G ou 10G)
• Peut utiliser une paire 1270/1330nm ou 1310/1490nm dans le port express d'un mux DWDM

Tableau 5a BiDi pour CWDM, BiDi, connecteur LC, 1G-10G 

Tableau 5b BiDi's 25 – 100G 

En passant du matériel 10G au matériel 25G, les BiDi sont un peu plus courants. Semblable aux BiDi 1G et 10G, vous aurez 1 port optique, mais au lieu de 1x transmission et 1x réception, vous aurez en fait 2x transmission et 2x réception. C'est un moyen de lutter contre certains des problèmes de dispersion chromatique si vous utilisiez un signal optique à 25G. Les C27, C31 et C33 ne doivent pas être confondus avec les canaux DWDM 27 et 31. Dans ce cas, le C correspond aux longueurs d'onde CWDM 1270, 1310 et 1330. Les longueurs d'onde DWDM sont généralement désignées par leur canal ITU. Actuellement, les SFP 25G sont plafonnés à 40 km, mais l'industrie fait des efforts pour améliorer cette distance. Il est actuellement proposé en large bande 1310 mais l'espoir est qu'à terme le DWDM atteigne 40km.

PON

Le réseau optique passif (PON) utilise des composants non alimentés tels que des séparateurs de faisceau pour distribuer un signal de données unique dans plusieurs branches. Vous trouverez ci-dessous les facteurs de forme actuellement disponibles pour le matériel PON, y compris l'introduction d'un nouveau type de facteur de forme SFP appelé SFP-DD (Dual Density). La double densité est essentiellement 2 SFP en 1. 

Tableau 6 Types d'émetteurs-récepteurs PON

* La distance maximale pour PON est mieux interprétée par le budget de liaison plutôt que par une évaluation de la distance

La plupart du matériel PON est également BiDi. Pour les types GPON, il y a 1490/1310. XGS/PON transmet généralement à 1577 nm et reçoit à 1270.

Comme indiqué dans le tableau 6 ci-dessus, il existe des SFP combinés XGS/GPON disponibles permettant aux opérateurs GPON de passer progressivement à XGS/PON - cela permet d'acheter un seul matériel destiné à deux générations de technologie. Il y a une certaine prudence à utiliser cette technologie car elle peut vous rendre à source unique puisque le connecteur PCB sur le combo est différent de l'optique standard GPON ou XGS/PON séparément.             

Cohérent 

L'optique cohérente a changé la donne pour la mise en réseau. Les réseaux fibre optique ont été modifiés à jamais par les avantages que les émetteurs-récepteurs optiques cohérents ont apportés : une capacité et une flexibilité bien supérieures, des débits binaires plus élevés et de meilleures performances globales, pour n'en citer que quelques-uns. Les systèmes cohérents ont permis de réduire les coûts en évitant aux entreprises d'avoir à installer davantage de fibre.

Une série d'émetteurs-récepteurs enfichables DWDM 100G, y compris CFP DCO, CFP2 ACO/DCO et plus récemment le CFP2 DCO, ont été un pilier pour des applications telles que le transport, les longues distances, les ultra longues distances, les sous-marins et l'accès DWDM. La technologie Coherent est actuellement en cours de transition vers les facteurs de forme QSFP56-DD. L'OIF(Forum d'interconnexion de réseaux optiques) L'implémentation 400ZR a spécifié des optiques DWDM pour s'adapter aux principaux facteurs de forme client 400GE utilisant des modules QSFP-DD ou OSFP, y compris les exigences d'espace et d'alimentation. Cela signifie qu'aucune pénalité d'encombrement ou de capacité de routeur n'est imposée lors de l'intégration d'optiques 400 ZR sur les routeurs. Les modules enfichables à portée étendue qui s'intègrent dans les facteurs de forme QSFP-DD et OSFP sont appelés 400G ZR+. En savoir plus sur les pluggables cohérents dans  L'essor de l'optique enfichable 400G cohérente. 

Et c'est tout. Ce sont les différents types d'émetteurs-récepteurs disponibles. Notez qu'en plus de tous les types d'émetteurs-récepteurs décrits ci-dessus, il existe des variantes et une personnalisation supplémentaires souvent nécessaires pour assurer la compatibilité. avec des fabricants d'équipements de réseau (NEM) spécifiques.  Par exemple, un QSFP28 possède les types de matériel de base suivants : SR4, LR4, FR1, FR4, DR1, DR4, ER4, ZR4. Ensuite, pour chacun de ces types de matériel, vous pouvez avoir un numéro de pièce unique pour chaque NEM (il peut y avoir jusqu'à 68 modèles uniques !). Cela devient encore plus compliqué avec les émetteurs-récepteurs de type DWDM lorsque vous avez un numéro de pièce pour chaque canal en plus de chaque NEM et pour une portée de 40 km, 80 km et 120 km - donc si vous avez 68 NEM, avec 3 portées et 40 canaux ce serait 8160 numéros de pièces uniques ! Dans de nombreux cas, vous pourrez peut-être réduire le nombre de SKU en utilisant un émetteur-récepteur accordable et/ou  Optique multiplateforme.   Pour un examen plus approfondi des types d'émetteurs-récepteurs disponibles, consultez notre Guide des produits  Et n'oubliez pas que garantir un réseau fiable ne se limite pas à sélectionner des composants dans un catalogue. Interroger des questions.  Parlez à l'un de nos experts compétents aujourd'hui!

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