SFP трансиверы

Трансиверы – это достаточно миниатюрные электронные устройства, позволяющие гибко, под конкретные задачи, осуществлять переход с медных проводов на оптоволокно и обратно.

Трансивер содержит внутри себя передатчик (transmitter), преобразующий электрические сигналы в оптические с последующей передачей их по ВОЛС. Внутри модуля имеется приёмник (receiver), позволяющий при установке трансивера на приемной стороне осуществлять обратное преобразование – данная комбинация функций и породила название прибора (transceiver).

Применение трансивера оправдано там, где требуется подключение сетевого устройства, имеющего соответствующие электрические порты, к оптическому кабелю (по одному оптоволокну или двум). Причём, в одном коммутаторе возможно подключение различных типов приемопередатчиков к разным каналам. Возможность замены существующих трансиверов на аналогичные оптические модули другого типа обеспечивает масштабируемость сети.

Параметры выбора

При выборе рекомендуется учитывать следующие параметры (от них зависит цена устройства и применимость для поставленных задач):

• Скорость передачи данных;
• Расстояние передачи данных;
• Мощность излучения;
• Чувствительность приемника;
• Оптический бюджет;
• Длина волны;
• Форм-фактор;
• Тип разъёма: SC (Subscriber Connector) – применяется только в одноволоконных трансиверах, LC (Little Connector) – в одноволоконных и двухволоконных.

Скорость передачи данных — одна из важнейших характеристик. Если в паспорте указано "1 Гбит/с", то не следует ожидать, что устройство позволит передавать информацию со скоростью 10 Гбит/с.

Расстояние передачи данных и длина волны

К указанному в технических характеристиках значению расстояния передачи данных рекомендуется относиться достаточно осторожно. Дело в том, что реально достижимое расстояние определяется оптическим бюджетом (разностью между мощностью излучения и чувствительностью приемника) с учетом потерь в конкретном оптоволокне используемого кабеля, в разъёмах, в сварках. Также оно зависит от уровня шума. Чем больше бюджет, тем большим может быть расстояние передачи данных.

Длина волны указывает на используемое "окно прозрачности" в спектральной характеристике применяемого оптоволокна (благодаря этому удается получить минимальные потери сигнала при их передаче). Поэтому наибольшая мощность передаваемого сигнала соответствует "окнам": для одномодового оптического волокна (SM) это длины волн 1310 нм и 1550 нм, для многомодового (MM) — 850 нм и 1310 нм.

Передача нескольких сигналов по одному оптоволокну

Существуют трансиверы, имеющие 2 оптических порта (для передачи сигналов в противоположных направлениях):

Для повышения пропускной способности оптических кабелей существуют трансиверы, обеспечивающие двунаправленную передачу сигналов по одному оптоволокну: в этом случае длины волн передатчика и приемника различаются. Подобное решение достигается применением технологии спектрального уплотнения WDM (Wavelength Division Multiplexing) с помощью использования световых волн различных длин. Для этого в оптоволоконном модуле имеется встроенный мультиплексор. Подобные оптические модули устанавливаются парами – по одному с каждой стороны оптоволокна. Причем для каждой пары устройств длина волны передатчика должна соответствовать длине приемника на другом конце волокна (и наоборот).

Для WDM-технологии используются следующие длины волн:

• при скорости 1 Гбит/с и дальности до 40 км - 1310 нм и 1550 нм;
• при дальности более 40 км - 1490 нм и 1550 нм;
• при скорости 10 Гбит/с – 1270 нм и 1330 нм.

Дальнейшее повышение пропускной способности достигается с помощью технологии CWDM (Coarse Wavelength-Division Multiplexing), позволяющей передавать по одному оптическому волокну до 9 дуплексных каналов.

Форм-факторы трансиверов

Популярны трансиверы следующих форм-факторов (имеющих и различные интерфейсы):

• SFP (скорость передачи информации 100 Мбит/с и 1 Гбит/с);
• SFP+ (10 Гбит/с);
• XFP (10 Гбит/с) – имеет более эффективный по сравнению с SFP+ отвод тепла, что важно при работе передатчика на больших расстояниях.

Электропитание на sfp-трансивер берется с оборудования, к которому он подключен. Требуемый диапазон рабочих температур диктуется условиями эксплуатации sfp модуля.

Малые размеры модулей SFP (Small Form-factor Pluggable) обеспечивают высокую плотность монтажа (на панели 1U оборудования 19" можно разместить до 48 портов для их подключения).

Металлический корпус оптического модуля обеспечивает его прочность, отвод тепла и экранировку схемы. SFP трансиверы допускают "горячую замену" (HotSwap), то есть без выключения оборудования.

Тип лазера

В трансиверах для передачи сигналов по оптоволокну используются лазерные диоды, различающиеся спектральной характеристикой излучаемого сигнала. Чем более узким является диапазон излучаемых частот, тем выше эффективность лазера. Ниже типы лазеров в порядке возрастания их эффективности и стоимости:

• FP (лазеры Фабри-Перо);
• VCSEL (вертикально излучающие);
• DFB (динамические одномодовые с распределенной обратной связью;
• EML (с внешним резонатором);

Режим работы лазера (ток смещения, мощность) можно контролировать с помощью специальной функции DDM (Digital Diagnostics Monitoring). Через интерфейс используемого оборудования она позволяет судить и о других параметрах sfp-модуля (уровень входного сигнала, мощность исходящего сигнала, напряжение, температура).

Справочные данные

Параметры трансиверов регламентируются спецификацией MSA SFF-8704i, стандартами Ethernet: