10G Single-Mode SFP+-moduler: LR-, ER- og ZR-spesifikasjoner

Det er ikke nok å velge en enkeltmodus SFP+-modul etter avstanden som er trykt på etiketten. En pålitelig 10 Gigabit Ethernet-kobling må forbli innenfor begge sider av mottakervinduet: signalet må være sterkt nok til å overskride mottakerens følsomhet, men ikke så sterkt at det overskrider maksimal mottakerinngang.

Denne veiledningen sammenligner 10GBASE-LR, 10GBASE-ER og 10GBASE-ZR etter bølgelengde, rekkevidde, sender- og mottakereffekt, optisk budsjett, demping, kromatisk spredning, strømforbruk, temperaturområde, DOM og vertskompatibilitet. Lesere som trenger en bredere introduksjon kan begynne medhva en SFP-modul gjør.

Rask svar: LR, ER eller ZR?

• Velg LR førstfor en normal dupleks enkeltmoduslink som passer innenfor dets målte tapsbudsjett og omtrent 10 km rekkevidde.
• Vurder ERfor lengre koblinger som nærmer seg 40 km, med en fullstendig tapsberegning, mottaker-overbelastningskontroll og eventuell dempning som kreves av produsenten.
• Vurder ZRfor omtrent 70 til 80 km bare når den eksakte leverandørimplementeringen, vertsstøtte, optisk strømvindu, spredningstoleranse og interoperabilitet i ekstern ende er dokumentert.

Riktig valg er normalt den korteste rekkeviddeklassen som trygt dekker den målte banen. Installering av en ER- eller ZR-modul med høyere effekt på en kort rute med lavt tap kan overbelaste mottakeren.

Klargjør navngivningen før du sammenligner spesifikasjoner

SFP og SFP+ har lignende fysiske dimensjoner, men de representerer ikke samme verts elektriske grensesnitt eller datahastighet. FOCCs guide tilSFP vs SFP+ kompatibilitetforklarer hvorfor fysisk tilpasning alene ikke beviser at en modul vil fungere i en port.

For 1 Gigabit Ethernet er 1000BASE-LX et IEEE-grensesnittnavn. EX og ZX er ofte brukte leverandør- eller markedsnavn for 1G-optikk med lengre rekkevidde, så deres faktiske Tx/Rx-spesifikasjoner må kontrolleres med delenummer.

Denne artikkelen bruker LR, ER og ZR i 10G SFP+ kontekst:

• 10GBASE-LR:ca. 10 km over single-mode fiber.
• 10GBASE-ER:ca. 40 km over single-mode fiber.
• 10GBASE-ZR:vanligvis omtrent 70 til 80 km, men ofte implementert som et leverandørdefinert grensesnitt.

OriginalenIEEE 802.3ae 10Gb/s Ethernet-tilleggintroduserte den optiske 10GBASE-R-familien som inkluderer LR og ER. Ved 10G er ZR mye brukt som markedsnavn, men dens optiske parametere er ikke ett universelt IEEE-grensesnitt.

Fire kilder til en modulspesifikasjon

FOCC-erfiberoptisk transceiver rekkeviddeviser vanlige produktfamilier, men det endelige designet må være basert på de eksakte lokale og eksterne modulene og vertsdokumentasjonen.

LR vs ER vs ZR Referansespesifikasjoner

Tabellen nedenfor bruker Cisco SFP-10G-LR, SFP-10G-ER og SFP-10G-ZR som et tydelig identifisert referanseeksempel. Disse verdiene må ikke behandles som universelle spesifikasjoner for alle kompatible eller tredjepartsmoduler. Bekreft gjeldende datablad for det nøyaktige delenummeret.

Den offisielleCisco 10GBASE SFP+-moduldatablader kilden for referanseverdiene ovenfor. De oppgitte effektområdene viser også hvorfor etiketten for maksimal avstand ikke kan erstatte en komplett beregning av strømvinduer.

10GBASE-LR: Det normale utgangspunktet

10GBASE-LR opererer vanligvis rundt 1310 nm og er beregnet på omtrent 10 km over egnet enkeltmodusfiber. Det er normalt det første alternativet som vurderes for bygning-til-bygning, campus, enterprise dark-fiber og korte metroforbindelser.

De siterte Cisco LR-verdiene gir et budsjett på 6,2 dB i verste fall:

-8,2 dBm minimum Tx - (-14,4 dBm mottakerfølsomhet)=6.2 dB

Det fullstendige kanaltapet, inkludert den valgte ingeniørmarginen, må forbli under det budsjettet. Maksimal forventet mottakseffekt må også forbli under 0,5 dBm for denne spesifikke referansemodulen.

FOCC-er10GBASE-LR SFP+ produktsidekan brukes som utgangspunkt for produktvalg. Moduldataarket og vertskompatibilitetsmatrisen forblir godkjenningsdokumentene.

10GBASE-ER: Lengre rekkevidde blir en utviklet kobling

10GBASE-ER opererer vanligvis i 1550 nm-regionen og brukes for lenker som nærmer seg 40 km. Den lavere fiberdempningen nær 1550 nm hjelper, men koblinger, skjøter, lappepaneler, bøyninger, reparasjoner, usikkerhet, aldringsmargin og kromatisk spredning bruker fortsatt systemmargin.

De siterte Cisco ER-verdiene gir et budsjett på 11,1 dB i verste fall:

-4,7 dBm minimum Tx - (-15,8 dBm mottakerfølsomhet)=11.1 dB

Cisco identifiserer lenker utover 30 km som konstruerte lenker og krever en 5 dB fast 1550 nm attenuator for sine siterte ER-moduler på lenker under 20 km. Det er en Cisco-produktregel, ikke en universell instruksjon for hver ER-modul.

Se gjennom den nøyaktige spesifikasjonen før du velger en10GBASE-ER SFP+. Et 40 km-merke beviser ikke at en 35 km-rute med høyt tap passer budsjettet, og det beviser ikke at en kort rute er trygg mot mottakeroverbelastning.

10GBASE-ZR: Bekreft leverandørimplementeringen

10GBASE-ZR-moduler opererer vanligvis nær 1550 nm og markedsføres for omtrent 70 til 80 km. Ved 10G er ZR ikke et universelt identisk IEEE optisk grensesnitt. To moduler med samme "80 km ZR"-etikett kan variere i mottakervindu, FEC-oppførsel, spredningstoleranse, vertskrav, effekt og temperaturklassifisering.

For den siterte Cisco kommersielle ZR-referansen:

• Tx-området er 0 til 4,0 dBm.
• Mottakerens følsomhet er -24 dBm for den siterte ikke-FEC 10GE-tilstanden.
• Mottakerens overbelastning er -7 dBm.
• Maksimal kromatisk spredning er 1600 ps/nm.
• Grensesnittet er bygget etter Cisco-spesifikasjoner i stedet for definert som en 10G Ethernet ZR-standard.

Cisco spesifiserer også fast dempning etter avstand for denne spesielle ZR-familien: 15 dB under 5 km, 10 dB fra 5 til 25 km og 5 dB fra 25 til 45 km. Disse verdiene illustrerer alvoret ved overbelastning av korte koblinger, men de må ikke kopieres til en annen leverandørs modul uten å sjekke instruksjonene.

Før du velger en10GBASE-ZR SFP+, sammenligne begge endepunktene felt for felt. Når en lang rute inkluderer passive bølgelengdefiltre, forsterkning eller flere tjenester, må du vurdere om enlangdistanse DWDM-arkitekturer mer passende enn en frittstående grå ZR-lenke.

Beregn både nedre og øvre effektgrenser

1. Beregn det tilgjengelige optiske budsjettet

Tilgjengelig budsjett=minimum sendereffekt – mottakerfølsomhet

Bruk verstefallsverdier fra det eksakte databladet. Ikke bruk vanlig sendereffekt når minimum er tilgjengelig.

2. Beregn det planlagte kanaltapet

Planlagt kanaltap=fibertap + kontakttap + spleisetap + tap av passiv enhet + teknisk margin

Bruk målt innsettingstap når tilgjengelig. Designgodtgjørelser må identifiseres separat fra feltmålinger.

3. Beregn gjenværende margin

Gjenværende margin=tilgjengelig budsjett – planlagt kanaltap

Et design med nullmargin kan gå over idriftsettelsesdagen og svikte etter forurensning, reparasjon, temperaturendringer eller komponentaldring.

4. Sjekk mottakerens overbelastning

Maksimal forventet Rx=maksimal sendereffekt – minimum mulig banetap

Resultatet må forbli under modulens maksimale mottakerinngang. Junipers offisiellefiberoptisk strøm-budsjettplanleggingsveiledninganbefaler på samme måte å bruke sender- og mottakerspesifikasjoner for å beregne strømbudsjett og margin.

Arbeidet 35 km ER Eksempel

Følgende er en illustrativ ingeniørøvelse, ikke en påstand om en installert FOCC eller kundekobling. Erstatt hver kvote med prosjektmålinger, kontraktsgrenser og den eksakte modulspesifikasjonen.

Ved å bruke den siterte Cisco ER-referansen er det tilgjengelige budsjettet 11,1 dB. Under disse illustrative forutsetningene er det planlagte tapet 0,65 dB større enn tilgjengelig budsjett:

11,1 dB budsjett - 11.75 dB planlagt tap=-0.65 dB margin

Dette designet bør ikke godkjennes fra 40 km-merket alene. Det neste trinnet er ikke automatisk å installere ZR. Ingeniøren bør først erstatte forutsetninger med målt tap, inspisere koblinger, verifisere skjøteposter, bekrefte de faktiske ER-modulgrensene, gjennomgå spredning og bestemme om ruten eller arkitekturen må endres.

Overbelastningssiden bør også kontrolleres. Med en maksimal ER Tx på 4,0 dBm og det laveste troverdige banetapet, må den beregnede mottakseffekten holde seg under -1 dBm maksimal inngang for den siterte modulen. Bruk eventuell leverandørpåkrevd dempning selv når tapsbudsjettberegningen virker akseptabel.

Hvordan bestemme om en demper er nødvendig

1. Finn den nøyaktige modulens maksimale Tx-effekt og maksimale mottakerinngang.
2. Mål eller konservativt estimer minimum banetapet, ikke bare forventet gjennomsnittstap.
3. Beregn maksimal forventet mottakseffekt.
4. Sammenlign resultatet med mottakerens maksimale inngang og enhver produsentdefinert minimumsavstandsregel.
5. Beregn dempningen som kreves for å skape trygg takhøyde.
6. Velg riktig bølgelengde, kobling, polering og fast verdi.
7. Mål begge endepunktene igjen etter installasjon og registrer den nye grunnlinjen.

FOCCs guide tiloptiske attenuatorerforklarer deres rolle i signalkontroll. Bruk transceiverprodusentens regler i stedet for å velge en verdi fra en generisk avstandstabell.

Krav til fiber, kobling og polaritet

OS2 er en kablingskategori, mens ITU-T G.652 beskriver enkeltmodusfiberkarakteristikker. De er relaterte, men ikke utskiftbare etiketter. Faktisk installert fiber, kabelkonstruksjon, dempning, reparasjoner og spredning må verifiseres. FOCCs sammenligning avOS1 vs OS2 enkeltmodusfibergir ekstra kablingskontekst.

Moderne dupleks LR-, ER- og ZR-koblinger bruker normalt to fibre og dupleks LC PC/UPC-grensesnitt. PassendeOS2 single-mode patch-kablerer tilgjengelig for utstyrstilkoblinger, inkludert enLC UPC dupleks patchledning.

Ikke koble en LC/APC-patchkabel direkte til et PC/UPC-transceiver-grensesnitt med mindre moduldokumentasjonen eksplisitt støtter det. De vinklede og ikke-vinklede endeflatene passer ikke riktig og kan skape høyt tap, refleksjon og ustabil ytelse. FOCCs artikkel omSFP-kompatibilitet med APC og UPCforklarer dette problemet mer detaljert.

For en duplekskobling må lokal Tx kobles til ekstern Rx og lokal Rx til ekstern Tx. Inspiser, rengjør og inspiser tilgjengelige endeflater før du bytter ut en modul eller flytter til en optikk med lengre rekkevidde.

Kompatibilitet med vert og ekstern modul

En modul kan være optisk korrekt og fortsatt bli avvist eller feiloperert av verten. Bekrefte:

• Porten støtter 10G SFP+-drift og den tiltenkte protokollen.
• Den nøyaktige bryteren, ruteren, linjekortet og programvareutgivelsen støtter delenummeret.
• Verten godtar modulkodingen og viser nødvendige DOM-felt.
• Porteffekten og termiske grenser støtter den valgte optikken.
• Temperaturklassifiseringen samsvarer med kabinettet eller datasentermiljøet.
• Begge endepunktene bruker kompatible linjehastigheter, bølgelengder, mottakervinduer og FEC-oppførsel.
• ZR-interoperabilitet er dokumentert i stedet for utledet fra avstandsetiketten.

Cisco gir en tjenestemanntransceiver kompatibilitet matrise, og Juniper gir enmaskinvarekompatibilitetsverktøy. Bruk det gjeldende verktøyet for den faktiske plattformen i stedet for å stole på en generisk kompatibel modul-krav.

Tredjeparts modulgodkjennelse

Når en godkjent tredjepartsmodul brukes, bør akseptplanen inneholde mer enn den første oppkoblingen:

• Inventar- og EEPROM-gjenkjenning etter innsetting.
• DOM-synlighet og terskelrapportering.
• Stabil drift etter en kald eller varm omstart.
• Grensesnittfeiltellere under representativ trafikk.
• Optisk interoperabilitet med fjernmodulen.
• Temperaturstabilitet i det tiltenkte miljøet.
• Revalidering etter en planlagt oppgradering av svitsjprogramvare.
• Tilbakerulling til en godkjent kjent-god optikk hvis aksept mislykkes.

Bruk DOM som bevis, ikke som hele testen

Digital optisk overvåking kan avsløre Tx-effekt, Rx-effekt, temperatur, forsyningsspenning, laserbiasstrøm og alarm- eller advarselsterskler. Den offisielleSNIA SFF-8472-spesifikasjondefinerer administrasjonsgrensesnittet som brukes av SFP+-moduler for overvåking og kontroll.

DOM beviser ikke direkte ende-til-ende-innsettingstap, koblingskvalitet, refleksjon, spredning, feilfri drift, VLAN-konfigurasjon eller applikasjonsytelse.

Aksept-testbevis

FOCCs prosedyrer fortesting av fiberoptisk effektmålerogtesting av fiberoptiske kabler av OTDRforklare de to komplementære testmetodene. Når modulgjenkjenning, DOM eller lenkestatus er uklar, følg nettstedets veiledning tilfeilsøke en transceiver og svitsjport.

Vanlige utvalgsfeil

Sjekkliste for endelig valg

• Tjenesten bekreftes som 10 Gigabit Ethernet over en støttet SFP+-port.
• LR, ER eller ZR velges fra målte rutekrav i stedet for avstandsetikett alene.
• Både endepunktdelnummer og vertsprogramvarestøtte er dokumentert.
• Minimum Tx, maksimum Tx, mottakerfølsomhet og maksimal mottakerinngang blir registrert.
• Det komplette kanaltapet og ingeniørmarginen passer til det tilgjengelige budsjettet.
• Maksimal forventet mottakseffekt er under mottakergrensen.
• Eventuelle dempere som kreves av produsenten spesifiseres og måles etter installasjon.
• Fibertype, polering av koblinger, tosidig polaritet og renslighet av endeflatene er verifisert.
• Kromatisk spredning og eventuelle FEC-krav er akseptable for lange ER- eller ZR-koblinger.
• Strømforbruk og temperaturklassifisering passer til verten og miljøet.
• DOM-grunnlinjer registreres i begge ender.
• Innsettingstap, OTDR der det er aktuelt, grensesnitttellere og trafikkaksept er fullført.
• Rollback-optikk og den forrige konfigurasjonen forblir tilgjengelig inntil godkjenning.

Den beste enkeltmodus SFP+ er ikke modulen med lengst annonsert rekkevidde. Det er den støttede LR-, ER- eller ZR-implementeringen som holder den målte banen innenfor sine fullstendige optiske og operasjonelle grenser med nok margin for reelle nettverksforhold.

oppsummere

Denne artikkelen sammenligner 10G enkeltmodus SFP+ LR-, ER- og ZR-moduler etter rekkevidde, bølgelengde, optisk effekt, mottakergrenser, spredning, kompatibilitet og testkrav. Den forklarer at modulvalg bør være basert på det målte optiske budsjettet og det elektriske mottakervinduet - ikke avstandsetiketter alene - med LR egnet for kortere lenker, ER til konstruerte mellomdistansekoblinger og ZR til leverandørspesifikke langdistanseapplikasjoner.