CWDM SFP-modul: Bølgelengder, MUX/DEMUX

A CWDM SFP-moduler en optisk transceiver med fast bølgelengde som brukes til å sende data over enkeltmodusfiber som en del av et Coarse Wavelength Division Multiplexing-system. Jobben er enkel å angi: la deg bære flere uavhengige optiske lenker over fiberen du allerede har, i stedet for å trekke ny kabel.

For mange sammenkoblingsprosjekter for bedrifter, campus, metro og datasenter er CWDM attraktivt fordi det utvider fiberkapasiteten med passive optiske deler i stedet for en kompleks aktiv transportplattform. Men en enkelt modul er ikke en båndbreddeforsterker i seg selv. En CWDM-kobling fungerer bare når bølgelengden, avstanden, optisk budsjett, MUX/DEMUX-kanalplan og bryterkompatibilitet er designet sammen. Denne veiledningen går gjennom hver av disse beslutningene, inkludert en fullstendigCWDM SFPbølgelengdediagram og et bearbeidet optisk budsjetteksempel.

Tilpass modulbølgelengden nøyaktig til MUX/DEMUX-porten, bevis det optiske budsjettet før du kjøper, og bekreft kodingen din forventer.

Hva er en CWDM SFP-modul?

En CWDM SFP-modul sender og mottar på én fast CWDM-bølgelengde. I stedet for de vanlige vinduene på 850 nm, 1310 nm eller 1550 nm, er CWDM-optikk spredt over et bredere rutenett, nominelt 1270 nm til 1610 nm. Hver modul opptar en enkelt bølgelengdekanal; når flere moduler på forskjellige bølgelengder mater en CWDM MUX/DEMUX, deler signalene deres én enkelt-modus fiberlink.

I praksis definerer tre egenskaper modulen:

• Den opererer på én fast CWDM-bølgelengde.
• Den bruker et standard SFP eller SFP+ elektrisk grensesnitt, avhengig av datahastigheten.
• Det fungerer normalt sammen med passiv CWDM MUX/DEMUX-maskinvare når flere bølgelengder deler en fiberrute.

Et enkelt CWDM-par kan kjøres som en vanlig punkt-til-punkt-lenke, men CWDM tjener seg når flere bølgelengder kombineres på samme fiberpar.

Hvordan en CWDM SFP-modul fungerer i en fiberkobling

Et CWDM-system skiller trafikk etter lysfarge. I stedet for ett optisk signal per fiberpar, blir forskjellige tjenester eller lenker tilordnet forskjellige bølgelengder og deretter kombinert:

1. En bryter eller ruter driver et elektrisk signal inn i CWDM SFP-modulen.
2. Modulen konverterer den til lys med en fast bølgelengde, for eksempel 1470 nm eller 1550 nm.
3. En CWDM-multiplekser kombinerer flere bølgelengder til ett sammensatt optisk signal.
4. Det kombinerte signalet går over enkeltmodusfiber.
5. En CWDM-demultiplekser deler bølgelengdene fra hverandre i den andre enden.
6. Den matchende modulen mottar sin egen bølgelengde og konverterer lyset tilbake til elektriske data.

Transceiveren håndterer elektrisk-til-optisk konvertering; deCWDM MUX/DEMUXhåndterer å kombinere og skille bølgelengder. Fordi den multiplekseren er passiv, trenger den ingen strøm, programvare eller aktiv bølgelengdekontroll. Denne passiviteten er hovedårsaken til at CWDM er valgt for å øke fiberutnyttelsen uten den operative overheaden til et DWDM-transportlag.

CWDM-bølgelengder forklart

Bølgelengdeplanlegging er den delen av CWDM som oftest avgjør om en distribusjon lykkes. Det grove rutenettet er definert av ITU-T G.694.2-anbefalingen, som setter en kanalavstand på 20 nm og et nominelt område på 1270 nm til 1610 nm. Den brede avstanden er akkurat det som lar CWDM bruke enklere, ukjølt optikk og passive filtre i stedet for de tett kontrollerte laserne som et tett rutenett krever. Fullstendige spesifikasjoner er publisert iITU-T G.694.2 standard.

CWDM SFP bølgelengdediagram

En praktisk detalj er verdt å merke før du forplikter deg til en kanalplan. På eldre G.652-fiber sitter E-båndkanalene mellom omtrent 1370 nm og 1450 nm på "vanntoppen", der dempningen er mye høyere, så mange utplasseringer unngår dem og starter ved 1470 nm. Fiber med lavt vanntopp som samsvarer med G.652.C eller G.652.D fjerner i stor grad den toppen og lar alle 18 kanalene frakte trafikk. Hvis et design avhenger av de nedre kanalene, bekreft hvilken fibergenerering som faktisk er i bakken.

Hvorfor bølgelengdematching er viktig

For at en kobling skal komme opp, må modulens bølgelengde samsvare med kanalen på MUX/DEMUX. Hvis den ene enden bruker en 1470 nm-modul, må signalet gå inn i 1470 nm-porten lokalt og gå ut av 1470 nm-porten eksternt. Koble den til feil port og koblingen forblir mørk selv når avstand, kontakt og bryter er riktige. Det er verdt å forståhvordan portene på en CWDM MUX/DEMUX kartlegger bølgelengderfør oppdatering, fordi dette er den vanligste årsaken til en "ny CWDM-kobling som ikke passerer trafikk."

God dokumentasjon forhindrer det meste. For hver kobling, registrer tjenesten eller portnavnet, den lokale enheten og porten, den eksterne enheten og porten, CWDM-bølgelengden, MUX/DEMUX-porten, fiberruten og modulens datahastighet og rekkevidde. Den ene posten sparer timer senere.

Nøkkelspesifikasjoner å sjekke før du kjøper CWDM SFP-moduler

En modul bør aldri velges av bølgelengde alene; det riktige valget avhenger av hele lenken. Ulike lesere veier disse spesifikasjonene forskjellig: en nettverksingeniør fokuserer på det optiske budsjettet og bølgelengdekartet, en kjøper bekrefter koding, rekkevidde, temperatur og koblingstype, og en IT-sjef spør virkelig om CWDM er billigere enn å installere ny fiber. Alle tre visningene er dekket nedenfor.

Datahastighet og formfaktor

Vanlige alternativer er 1G CWDM SFP for Gigabit-tilgang og aggregering, og 10G CWDM SFP+ for campus-ryggrad, metro-Ethernet og sammenkobling av datasenter. Formfaktoren må samsvare med porten: et 10G SFP+-spor trenger en 10G SFP+-modul, ikke en 1G SFP.

Over 10G, vær forsiktig med ordet "CWDM." Høyhastighetslinker kan bruke SFP28-, QSFP+- eller QSFP28-optikk, og et begrep som "CWDM4" refererer til en firefelts 100G optisk arkitektur i stedet for det klassiske 20 nm CWDM SFP-nettet beskrevet her. Hvis en 25G-, 40G- eller 100G-design er innenfor omfanget, sjekk den eksakte optiske standarden utstyret forventer i stedet for å anta at hver "CWDM"-optikk fungerer sammen.

Overføringsavstand og optisk budsjett

Avstandsvurderinger som 10 km, 20 km, 40 km eller 80 km er kun startpunkter. Det virkelige spørsmålet er om det optiske strømbudsjettet kan absorbere hvert tap i banen. EtterFiberoptikkforeningens tapsbudsjettmetode, legg sammen fiberdempning over hele lengden, tap av kobling, tap av skjøting, tap av patch-panel, tap av innsetting av CWDM MUX og DEMUX, og en teknisk margin for aldring og vedlikehold, og sammenlign deretter denne summen med modulens rangerte budsjett.

Et kort utført eksempel gjør poenget. Ta en 20 km enkelmodusrute med omtrent 0,35 dB/km, som er omtrent 7 dB fibertap. Legg til noen få tilkoblinger på omtrent 0,5 dB hver, innsettingstapet for CWDM MUX/DEMUX-paret (les den faktiske figuren fra dataarket, ettersom passive multipleksere legger til reelt tap), og den ofte brukte 3 dB-marginen for senderaldring og fremtidige reparasjoner. Fiberavstanden er den enkle delen; når de passive enhetene og margin er inkludert, kan det hende at en modul som bare er "vurdert for 20 km" ikke har nok budsjett for den spesifikke koblingen.

Fibertype og kobling

CWDM SFP-moduler er designet for enkeltmodusfiber, og de fleste bruker dupleks LC-grensesnitt, selv om den nøyaktige kontakten alltid bør sjekkes mot moduldataarket og patchmiljøet. Som nevnt tidligere, påvirker fibergenereringen også hvilke kanaler som er brukbare. Ved polering av kontakter, ikke anta kompatibilitet: i mange transceiver-utplasseringer brukes UPC- eller PC-patch-kabler, mens APC kanskje ikke støttes av transceiver-grensesnittet. Match poleringen på tvers av modulen, patchledningen, adapteren og MUX/DEMUX-porten i stedet for å blande dem og håpe.

DOM/DDM-overvåking

DOM eller DDM lar bryteren lese aktive driftsverdier: overføre optisk kraft, motta optisk strøm, modultemperatur, forsyningsspenning og laserforspenningsstrøm. Dette er spesielt nyttig på CWDM-lenker fordi mange kanaler deler én fiber. Når en kanal blir ustabil, vilDDM/DOM-avlesningerhjelpe med å fortelle om årsaken er lav mottaksstrøm, overflødig tap, feil patching eller en sviktende modul, i stedet for å gjette.

Bryterkompatibilitet og koding

Selv med riktig formfaktor er bryterkompatibilitet fortsatt viktig. Noen brytere krever leverandørspesifikk koding, fastvarestøtte eller bestemt portkonfigurasjon. Før du bestiller, bekreft brytermerke og modell, porthastighet, nødvendig koding, DOM/DDM-støtte, driftstemperatur, støttet avstand og eventuelle MSA- eller leverandørkompatibilitetskrav. Dette trinnet betyr mest for erstatninger, nettverk med blandede leverandører og tredjepartskompatibel optikk, så når du er i tvil, kontroller mot leverandørens kompatibilitetsliste og transceiverleverandørens kodealternativer.

CWDM SFP vs Standard SFP vs BiDi SFP vs DWDM SFP

De fire alternativene løser ulike problemer.

Velg standard SFP når det er rikelig med fiber og designet er enkelt, BiDi når målet er å lagre én tråd på en enkelt lenke, CWDM når flere uavhengige lenker må dele én rute, og DWDM når du trenger høye kanaltellinger, forsterket langdistanse rekkevidde eller skalering i bærergrad. For en dypere titt på hvor de to multipleksing-tilnærmingene divergerer med hensyn til avstand, kostnader og kompleksitet, se denne sammenligningen avhvordan CWDM og DWDM skiller seg.

CWDM SFP utvalgsmatrise

For vanlige situasjoner kartlegger denne matrisen et behov til en fornuftig startkonfigurasjon og den sjekk som oftest blir savnet.

Vanlige brukstilfeller for CWDM SFP-moduler

Tabellen nedenfor parer hvert typisk miljø med et representativt oppsett og risikoen å se på.

Datasentersaken er vanlig nok til å kalle ut: der eksisterende enkeltmodusfiber er tilgjengelig og det nødvendige kanalantallet er moderat, legger CWDM til kapasitet uten å distribuere en aktiv transportplattform, som ofte er nøyaktig hva en kort til middels avstanddatasenter sammenkobling (DCI)behov.

Når bør du ikke bruke en CWDM SFP-modul?

Å velge godt betyr også å vite når CWDM er feil verktøy. Vurder det på nytt når noe av det følgende er sant:

• Du trenger veldig lange, forsterkede spenn.CWDM-nettet har for stor avstand til å kunne forsterkes av standard erbium-dopet fiberforsterkere, som praktisk talt begrenser uforsterket CWDM-rekkevidde i titalls kilometer; denne amplifikasjonsbegrensningen er beskrevet i oversikten overbølgelengdedelingsmultipleksing. Langdistanse eller forsterkede nettverk peker mot DWDM.
• Du trenger veldig høy kanaltetthet.Atten kanaler er CWDM-taket; tette kanalplaner trenger DWDM.
• Det er en enkelt, enkel punkt-til-punkt-link med reservefiber.En standard eller BiDi SFP er billigere og enklere, uten MUX/DEMUX å kjøpe.
• Budsjettet kan ikke absorbere passivt multipleksertap.Hvis det optiske budsjettet allerede er stramt, kan det å legge til et MUX/DEMUX-par presse koblingen forbi grensen.

Hvordan velge riktig CWDM SFP-modul

1. Bekreft koblingshastigheten.Bestem deg for 1G, 10G eller en annen hastighet, og match modulformfaktoren til enhetsporten.
2. Bekreft fiberruten.Sjekk at ruten er single-mode og om du har et fiberpar eller en enkelt tråd; tofiber- og enkeltfiber-CWDM-design er forskjellige.
3. Velg kanalplanen.Velg bølgelengdene som trengs nå og reserver kanaler for vekst, for eksempel en 4-kanals design nå på en 8-kanals MUX/DEMUX.
4. Match modulbølgelengder til MUX/DEMUX-porter.Hver bølgelengde må være på linje med porten sin; ikke bland en 1470 nm og en 1490 nm modul på samme tiltenkte kanal.
5. Beregn det optiske budsjettet.Sum fiber, kobling, skjøt og MUX/DEMUX tap pluss margin, sammenlign deretter med modulbudsjettet.
6. Bekreft bryterkompatibilitet.Bekreft koding, støttet hastighet, DOM/DDM og fastvaregrenser før du bestiller.
7. Dokumenter og ta i bruk lenken.Hold et bølgelengdekart, og registrer hver kanals mottaksstyrke under oppstart. Veiledning vedrinstallasjon og idriftsettelse av et CWDM MUX/DEMUX-systemdekker oppdaterings- og verifiseringssekvensen.
8.  

Eksempel på praktisk implementering

Vurder to campusbygninger sammen med ett eksisterende single-mode fiberpar. Teamet trenger fire uavhengige 10G-koblinger, men å trene ny fiber vil være tregt og dyrt. En brukbar CWDM-design kan bruke fire 10G CWDM SFP+-moduler i hver bygning, en 4-kanals CWDM MUX i den ene enden og en 4-kanals DEMUX i den andre, fire bølgelengder som 1470, 1490, 1510 og 1530 nm, og dokumentert dupleks-patch.

Før overlevering holder en kort igangkjøringssjekkliste koblingen ærlig: bekreft at hver modul er i sin matchende MUX/DEMUX-port, mål og logg mottakseffekten per bølgelengde, bekreft at tallene sitter komfortabelt innenfor modulens følsomhetsområde, og lagre bølgelengdekartet med as-built-postene. Et feltnotat fra denne typen konstruksjon: når en kanal kom opp, men en andre forble mørk, var årsaken en 1490 nm-modul lappet inn i 1510 nm-porten. Ingenting var feil, bølgelengden kunne rett og slett ikke passere feil filter, og de loggede Rx-avlesningene gjorde misforholdet åpenbart i løpet av minutter.

Vanlige feil å unngå

• Riktig hastighet, feil bølgelengde.En 10G CWDM SFP+ mislykkes fortsatt hvis bølgelengden ikke samsvarer med MUX/DEMUX-kanalen.
• Ignorerer tap av MUX/DEMUX-innsetting.Passive multipleksere legger til tap som må være i det optiske budsjettet.
• Behandle en avstandsvurdering som en garanti.En vurdering på 40 km lover ikke suksess på hver 40 km kobling; reelt fibertap og lapping avgjør.
• Blander koblingstyper uforsiktig.Utilpasset poleringsmiddel eller adaptere forårsaker høy refleksjon, dårlig parring eller fysisk inkompatibilitet.
• Hopp over DOM/DDM-grunnlinjer.Registrer sende- og mottakskraft mens koblingen er sunn, slik at fremtidig feilsøking har et referansepunkt.