Оптический трансивер: вопросы и ответы

Оптические трансиверы - устройства, которыми оснащено большинство современных телекоммуникационных сетей. Они обеспечивают передачу данных на огромные расстояния с минимальными потерями. Но многие пользователи так и не разобрались, что это за чудо техники и как его правильно выбрать и эксплуатировать.

Что такое оптический трансивер

Оптический трансивер - электронный компонент, который преобразует электрические сигналы в оптические и наоборот. Он состоит из передатчика, приемника и схемы управления, размещенных в одном корпусе.

Оптический трансивер состоит из нескольких функциональных узлов, размещаемых на печатной плате (PCB): лазерное передающее устройство; приемник на основе фотодиода; преобразователи сигналов; модулятор и демодулятор; усилители; чип памяти ПЗУ; схема термостабилизации.

Трансивер устанавливается в специальный разъем на плате маршрутизатора, коммутатора или другого сетевого оборудования. Это позволяет подключать к устройствам оптоволоконные линии связи и осуществлять передачу данных.

• Лазерный диод генерирует оптический сигнал заданной мощности и длины волны.
• Фотодиод принимает поступающий по волокну оптический сигнал и преобразует его в электрический.
• Схема управления отвечает за взаимодействие всех узлов трансивера.

В процессе работы входящий электрический сигнал преобразуется в последовательность оптических импульсов и передается по волоконно-оптической линии связи. На приемной стороне оптический сигнал восстанавливается в первоначальный вид.

Типы оптических трансиверов

Существует множество разновидностей оптических трансиверов, которые отличаются конструкцией, характеристиками и сферами применения.

По типу используемых волокон

1. Для одномодового волокна на дальние расстояния.
2. Для многомодового волокна на средние дистанции.
3. Для одноволоконной передачи с разными длинами волн upstream и downstream.

По скорости передачи данных

• Низкоскоростные - до 1 Гбит/с.
• Высокоскоростные - 10, 40 и 100 Гбит/с.

Самые продвинутые модели уже поддерживают скорость 400 Гбит/с и выше.

По расстоянию передачи. От десятков метров внутри зданий до 80-120 км между городами.

По длине волны. 850 нм, 1310 нм, 1550 нм и DWDM диапазон (1530-1560 нм).

По форм-фактору

Основные стандарты:

• SFP
• SFP+
• QSFP
• CFP
• XFP

Например, популярный модуль оптический трансивер sfp имеет размеры всего 5 см, но может обеспечить скорость 1 Гбит/с на 80 км.

По сфере применения

• Для волоконно-оптических линий связи.
• Для оборудования дата-центров.
• Для систем хранения данных.
• 1 упоминание “трансивер оптический cisco”.

Компания Cisco активно использует оптические трансиверы в своих маршрутизаторах, коммутаторах и других устройствах. Например, модули SFP для коммутаторов серии Catalyst поддерживают скорости от 100 Мбит/с до 10 Гбит/с.

По дополнительным функциям

• Встроенный цифровой мониторинг.
• Расширенный температурный диапазон.
• Усиленная защита от электромагнитных помех.

Современные модели оснащаются различными полезными опциями для удобства эксплуатации.

Выбор оптического трансивера

При выборе оптического трансивера необходимо учитывать:

1. Тип и характеристики подключаемого оборудования.
2. Расстояние и топологию линии связи.
3. Требуемую скорость передачи данных.
4. Условия эксплуатации, наличие электромагнитных помех.
5. 1 упоминание “оптический трансивер цена”.

Цена на оптические трансиверы может сильно варьироваться в зависимости от производителя, модели, комплектации и даже региона. Например, простые модули SFP начального уровня для локальных сетей можно приобрести менее чем за 1000 рублей. А профессиональные высокоскоростные решения для магистральных линий связи стоят сотни тысяч рублей.

Поэтому важно подобрать оптимальный вариант, учитывающий как технические требования, так и бюджет проекта.

В таблице представлены типичные параметры оптических трансиверов для линий связи на основе одномодовых и многомодовых волокон.

Рекомендации по выбору

• Для дальних магистральных линий подходит одномодовый трансивер на 1550 нм.
• В локальных сетях можно использовать дешевые многомодовые SFP на 850 нм.
• Для высокоскоростных линий 10G и выше нужны SFP+ или QSFP.

Правильный подбор параметров оптического трансивера позволит максимально эффективно использовать волоконно-оптическую линию связи на всех этапах - от монтажа до эксплуатации.

Установка оптического трансивера

Монтаж оптических трансиверов должен выполнять квалифицированный специалист. Но знать основные этапы процесса полезно и пользователю.

1. Подготовить чистое, сухое помещение с кондиционированием воздуха.
2. Распаковать трансивер и визуально проверить на наличие повреждений.
3. Убедиться в совместимости с портом оборудования по форм-фактору.
4. Аккуратно установить трансивер в специальный разъем до защелкивания.
5. Подключить оптоволоконный патч-корд с разъемом типа LC или SC.
6. 1 упоминание “оптический трансивер glc lh sm”
7. Включить питание оборудования и запустить тестирование линии связи.

После монтажа необходимо провести тестирование и проверить работоспособность оптического трансивера.

Проверка оптической мощности

Измеряется оптическая мощность, передаваемая трансивером в волокно и принимаемая им из волокна. Для этого используется оптический тестер или модуль SFP с функцией DDM.

Проверка целостности линии

Производится передача тестового трафика между двумя трансиверами на противоположных концах волокна и анализируются ошибки.

Трансивер загружается максимальным трафиком для проверки стабильности при пиковых нагрузках в течение длительного времени.

Диагностика и мониторинг трансивера

Многие современные оптические трансиверы поддерживают технологию цифрового мониторинга DDM, позволяющую дистанционно контролировать их состояние в режиме реального времени.

Контролируемые параметры

• Температура модуля
• Напряжение питания
• Ток потребления
• Оптическая выходная/входная мощность

DDM помогает своевременно обнаруживать неисправности трансивера или ухудшение параметров оптического сигнала.

Способы мониторинга

• Через SNMP менеджер или ПО производителя
• С помощью консольной команды на оборудовании
• Считывая EEPROM данные трансивера

Оптические трансиверы не требуют регулярного обслуживания, но рекомендуется периодически проводить их профилактику.

Профилактические работы

• Чистка оптических разъемов и патч-кордов
• Проверка надежности соединений разъемов
• Измерение параметров трансиверов
• Обновление микрокода устройств

Такая профилактика позволяет поддерживать линию связи в работоспособном состоянии и предупредить возможные сбои.

Большинство современных устройств поддерживают "горячую" замену SFP и QSFP модулей без отключения питания и прерывания связи.

После установки нового трансивера также следует провести его тестирование и измерение параметров.