Enkelstrengige glasvezel: wanneer moet u BiDi-optiek gebruiken, wanneer niet en hoe u het juiste paar kiest

Enkelstrengs glasvezel is een glasvezeltransmissiemethode die zowel zend- als ontvangstverkeer op één optische vezel vervoert in plaats van de gebruikelijke twee strengen. In Ethernet-netwerken wordt dit bijna altijd gedaan met BiDi-transceivers, ook wel bidirectionele of single-fiber SFP-modules genoemd.

Als je de korte versie wilt: enkelstrengs glasvezel is zinvol als glasvezelkernen schaars zijn, als het trekken van nieuwe kabel door een kabelgoot of over een campus duur is, of als een gehuurd dark fiber-paar al is opgebroken. Het is niet de juiste standaard voor een gloednieuwe, gestructureerde bekabeling, en het straft elk team dat niet zorgvuldig de golflengten, het optische budget en de switch-compatibiliteit op elkaar afstemt alvorens te bestellen.

In deze gids wordt uitgelegd hoe de technologie daadwerkelijk op de glasvezel werkt, wanneer deze moet worden gekozen boven duplexvezel, waar deze in het veld vaak faalt, en welke exacte controles een ingenieur moet uitvoeren voordat hij een BiDi SFP- of SFP+-paar koopt.

Wat is enkelstrengsvezel?

Enkelstrengs glasvezel, ook wel single{0}}fibertransmissie of simplex fibertransmissie genoemd, gebruikt één optische vezel om verkeer tegelijkertijd in beide richtingen te transporteren.

Een traditionele duplex glasvezelverbinding maakt gebruik van twee strengen: de ene vezel zendt uit en de andere ontvangt. Een enkelstrengige vezelverbinding vervangt dat paar door één streng door de twee richtingen in het golflengtedomein te scheiden in plaats van in het ruimtelijke domein. Met de juiste transceivers aan elk uiteinde loopt een volledige-duplex Ethernet-verbinding over één enkele fysieke vezel.

Het klassieke gepubliceerde voorbeeld is de 1000BASE-BX-D/U-interface gedefinieerd onder IEEE 802.3ah: het ene uiteinde zendt uit op 1490 nm en ontvangt op 1310 nm, terwijl het andere uiteinde zendt op 1310 nm en ontvangt op 1490 nm. U kunt de onderliggende vereisten voor de fysieke laag lezen in deIEEE 802.3 Ethernet-standaard.

Single Strand Fiber versus Simplex Fiber versus Duplex Fiber

Deze drie termen worden voortdurend door elkaar gehaald, vooral bij het aanschaffen van tickets.

• Simplex-vezelverwijst naar een kabel die fysiek één vezelstreng bevat, meestal met een enkele LC-, SC- of FC-connector aan elk uiteinde.
• Duplex vezelverwijst naar een kabel die twee vezelstrengen bevat, normaal gesproken afgesloten als een gepaarde connector.
• Enkelstrengige vezelbeschrijft de transmissiemethode: één streng die beide richtingen draagt, ongeacht of de onderliggende kabel technisch gezien een simplex patchkabel is of één streng van een grotere trunk.

Een enkelstrengige glasvezelverbinding werkt dus bijna altijd op een simplex patchkabel, maar de term 'simplex' beschrijft de kabel, terwijl 'enkelstrengige glasvezel' het optische schema beschrijft.

Hoe enkelstrengige vezels werken

BiDi-transmissie en WDM in de module

De meeste enkelstrengs glasvezel-Ethernet-verbindingen maken gebruik van BiDi-transmissie. BiDi is een afkorting voor bidirectioneel. In plaats van de twee richtingen te scheiden door elk een eigen vezel te geven, scheidt BiDi-optiek ze op golflengte met behulp van een kleineMultiplexing met golflengteverdelingfilter in de zendontvanger. Dat filter, ook wel diplexer genoemd, combineert de uitgaande laser en het binnenkomende signaal op één gedeelde poort.

Een typische koppeling ziet er als volgt uit:

Dat is de reden waarom een ​​enkelstrengige glasvezelverbinding niet twee identieke modules kan gebruiken: de diplexers zouden allebei verwachten met dezelfde kleur licht uit te zenden, en de verbinding zou nooit tot stand komen. Een diepere analyse van de diplexer- en laseropstelling wordt hierin behandeldBiDi transceivertechnologie uitleg.

Gemeenschappelijke BiDi-golflengteparen

Verschillende snelheden en reikwijdten gebruiken verschillende golflengteparen. De onderstaande tabel toont de combinaties die engineers het vaakst tegenkomen op bedrijfs- en toegangsnetwerken.

Modulemakers gebruiken niet allemaal dezelfde labels. Sommige printen "BX-U" en "BX-D" (upstream en downstream), andere printen "TX1310/RX1490" rechtstreeks. Het mixen van labels bij verschillende leveranciers is een van de gemakkelijkere fouten die je kunt maken in de voorraad, dus het is de moeite waard om de naamgeving in je magazijn te standaardiseren voordat je bestelt.
 

Enkelstrengige vezels versus dubbelstrengige vezels

Zowel enkelstrengige als dubbelstrengige glasvezels zullen betrouwbare Ethernet-verbindingen uitvoeren als ze op de juiste manier zijn ontworpen. De juiste keuze hangt af van wat schaars is: vezelstrengen, tijd, geld of complexiteit van de bedrijfsvoering.

Kies BiDi als het aantal vezels de beperking is. Kies duplex als standaardisatie, beschikbaarheid van reserveonderdelen- en eenvoud voor de operator belangrijker zijn.
 

Selectiechecklist voor enkelstrengsvezels

Gebruik deze checklist als beslissingstabel voordat u een bestelling plaatst. Elke rij vertegenwoordigt het soort situatie dat op het bureau van een netwerkingenieur terechtkomt, met het bijbehorende telefoontje.

Wanneer enkelstrengige vezels de juiste keuze zijn

1. U heeft een beperkt aantal bestaande vezelstrengen

Het sterkste argument voor enkelstrengsvezels is de schaarste aan gewone vezels. Bij een verbinding tussen gebouwen-naar-gebouwen kan er nog één ongebruikte streng over zijn in een stijgleiding met 12-kernen, of een campusleiding kan te vol zijn om in een andere kabel te kunnen vissen. Met een op elkaar afgestemd BiDi-paar kan die ene reservestreng een nieuwe full-duplex Ethernet-verbinding dragen zonder civiel werk.

Veel voorkomende scenario's waarin dit zich voordoet:

• Enterprise-campusverbindingen tussen gebouwen op verouderende stijgbuizen
• Industriële locaties met beperkte glasvezel in gepantserde kabeltrajecten
• Gemeentelijke netwerken die bestaande kanaalruimte hergebruiken
• ISP-toegangsnetwerken waar elke abonnee-feeder een tekort aan draden heeft
• CCTV- en beveiligingsbackbones toegevoegd na de oorspronkelijke installatie
• Draadloze backhaul waarbij glasvezel van dak-naar-shelter is bevestigd

2. Het aanleggen van nieuwe vezels is te duur

Transceiverkosten zijn zelden het dominante getal bij een project. Het graven van sleuven, toegang tot leidingen, toegang tot gebouwen, lassen, OTDR-testen, arbeid na- werkuren en stilstand vallen meestal in het niet. Als een BiDi-paar het civiele werk wegneemt, komt het projectbudget vaak lager uit, zelfs als de optica zelf per poort meer kost dan standaard duplex SFP's.

3. U moet het vezelgebruik van een bestaande fabriek verbeteren

Enkelstrengige glasvezel vergroot niet op magische wijze de bandbreedte van een enkel optisch kanaal. Wat het verandert, is het aantal fysieke strengen per link. Op een geïnstalleerde kabel die al verschillende diensten vervoert, kan het vrijmaken van één streng per link een glasvezelvergrotingsproject met jaren uitstellen.

4. De link is een eenvoudig punt-naar-punt

BiDi-optiek schittert bij eenvoudige point{0}}to--verbindingen: switch naar switch, switch naar mediaconverter, router naar access switch, externe kast naar core, of gebouw A naar gebouw B. Een passend paar op een schoon simplex-vezelpad is meestal voldoende.

Wanneer u geen enkelstrengige vezels mag gebruiken

Enkelstrengsvezels zijn een hulpmiddel, geen standaard. Reik in plaats daarvan naar dubbelstrengige vezels als een van deze situaties waar is:

• De site beschikt al over ruim voldoende reservevezelparen
• Het operationele team heeft liever één SKU duplex SFP's op voorraad dan twee SKU's A/B BiDi-modules
• Een specifieke optische interface die u nodig heeft, is alleen in duplexvorm verkrijgbaar
• Het project betreft een nieuw datacenter met hoge dichtheid- en er is al gestructureerde duplexbekabeling ontworpen
• U kunt vóór de implementatie niet met zekerheid de golflengtekoppeling, het optische budget, het polijsten van de connectoren en de schakelaarcodering bevestigen
• De vezelfabriek heeft een hoge reflectiecoëfficiënt of een onbekende geschiedenis, waarbij het toevoegen van A/B-complexiteit het oplossen van problemen zal vertragen

Bij veldimplementaties is de storing zelden de glasvezel zelf. Het is bijna altijd het verkeerde A/B-modulepaar dat aan de verkeerde kant zit, of een module met een groot- bereik die te veel stroom in een korte link pompt.

Hoe u een enkelstrengige vezeloplossing kiest

Stap 1: Bevestig het vezeltype

De meeste enkelstrengige BiDi Ethernet-verbindingen zijn doorgaans ontworpen voor single-mode glasvezelOS2 single- glasvezelin bedrijfs- en carrier-implementaties. Ga er niet van uit dat het patchsnoer in uw hand van het juiste type is alleen maar omdat de connector in de poort past.

Wat u moet controleren voordat u bestelt:

• Vezeltype: single-mode (meest voorkomende OS2) of multimode
• Connectortype: LC, SC, FC of anders
• Pools: UPC of APC
• Patchpaneel en adaptertype aan elk uiteinde
• Eind-tot-eindafstand, inclusief patchsnoeren in beide kamers
• Aantal splitsingen en gekoppelde connectoren in het pad

Stap 2: Kies de snelheid en vormfactor

Zorg ervoor dat de transceiver overeenkomt met de switchpoort. De meest voorkomende opties zijn 1G BiDi SFP, 10G BiDi SFP+ en 25G BiDi SFP28; Er bestaan ​​40G en 100G single-vezelvarianten, maar deze zijn minder gestandaardiseerd. Een 10G SFP+ module zal niet onderhandelen over 1G in een poort die niet expliciet dual-rate-werking ondersteunt, wat een vaak voorkomend probleem is bij het hergebruiken van oudere toegangsschakelaars. Een nuttige achtergrondinformatie hier is het praktische verschil tussensingle-mode en multimode SFP-modulesbij het plannen van een gemengde vloot.

Stap 3: Match TX/RX-golflengten

Dit is de stap waarbij links het vaakst worden verbroken. Een BiDi-paar heeft complementaire golflengten aan de twee uiteinden nodig. Lees altijd het etiket of het gegevensblad voor de daadwerkelijke TX- en RX-nummers in plaats van op een onderdeelnummer te vertrouwen.

Stap 4: Controleer afstand en optisch budget

Het nummer dat op de kooi staat ("10 km", "40 km") is een bereikbeoordeling en geen instructie. Waar het om gaat is het optische budget voor uw specifieke link. Trek elk van deze nummers voordat u bestelt:

• Zendvermogen (TX min / max)
• Gevoeligheid van de ontvanger
• Overbelastingsdrempel ontvanger
• Vezelverzwakking per kilometer
• Per-connectorverlies en aantal gekoppelde paren
• Lasverlies en aantal splitsingen
• Veiligheidsmarge (gewoonlijk 2–3 dB)

Hier verbergen zich twee faalwijzen. De eerste is te weinig kracht, de voor de hand liggende. Het tweede, minder voor de hand liggende, is te veel vermogen: een module van 40 km op een vezel van 500 m kan de ontvanger boven de overbelastingsdrempel brengen en bitfouten of helemaal geen verbinding produceren. Korte sprongen met optica met groot-bereik hebben vaak een vaste inline-verzwakker nodig. Voor een dieper inzicht in waar elke decibel naartoe gaat, zie dit overzicht vaninvoegverlies in glasvezelnetwerken.

Stap 5: Bevestig de compatibiliteit van connector en apparaat

Controleer voordat u de bestelling plaatst:

• Merk van switch, router of mediaconverter en exact model
• Ondersteuning voor poortsnelheid en dubbele- tarieven
• Coderingsvereisten van leveranciers (sommige platforms weigeren ongecodeerde optica)
• Connectortype en de bijpassendesimplex LC-connectorop elk patchsnoer
• Pools type (UPC versus APC) van begin tot eind
• Ondersteuning voor DOM/DDM-monitoring op zowel de module als de host
• Bedrijfstemperatuurbereik, als de optiek in een kast langs de weg of op een dakbehuizing is geplaatst

DOM/DDM is de moeite waard om in te schakelen wanneer het platform dit ondersteunt. Het legt het ontvangen optische vermogen, het TX-vermogen, de temperatuur en de laservoorspanning bloot, waardoor je een vernederende link weken kunt opmerken voordat deze hard faalt.

Veel voorkomende fouten bij de implementatie van enkelstrengs glasvezel

Fout 1: een standaard duplex-SFP op één glasvezel aansluiten

Een normale duplex SFP verwacht twee vezels. Als u er slechts één aansluit, blijft de link permanent uitgeschakeld. Gebruik in plaats daarvan een geschikte BiDi- of single-vezeltransceiver.

Fout 2: Twee identieke BiDi-modules kopen

BiDi-optieken worden verkocht en op voorraad gehouden als A/B-paren. Twee identieke modules zenden op dezelfde golflengte uit en de verbinding komt niet tot stand. Bewaar de A- en B-SKU's zichtbaar gescheiden in uw inventaris en label ze op het rek.

Fout 3: Het optische budget negeren

Een correct golflengtepaar faalt nog steeds als het ontvangen vermogen zich buiten het ontvangervenster bevindt. Meet of schat het verlies voordat u optiek voor een groot -bereik specificeert, en ga er nooit vanuit dat een nieuw geteste link op zijn huidige waarde blijft-één verlies na een paar nieuwe-patches.

Fout 4: APC- en UPC-connectoren combineren

APC- en UPC-polijstmiddelen zijn niet uitwisselbaar. Het paren ervan leidt tot slecht fysiek contact, veel inbrengverlies en soms ernstige problemen met de rug-. De vezelfabriek gebruikt het ene of het andere eind tot eind. Voor een opfriscursus over de interactie van de polijstgeometrie met reflectie kunt u deze handleiding raadplegenSC/APC-connectoren en polijsttypes.

Fout 5: Switch-compatibiliteit vergeten

Sommige schakelaars dwingen strikte transceivercodering af en schakelen ongecodeerde optica of optica van derden- stilletjes uit. Controleer de compatibiliteit met de exacte firmwareversie voordat u een bestelling plaatst, vooral op bedrijfsswitches, OLT's en ONU's.

Fout 6: reserveonderdelen opslaan zonder een A/B-plan

Een verrassend aantal uitval na- werkuren wordt veroorzaakt door reserveonderdelen die de verkeerde helft van het paar blijken te zijn. Houd de A- en B-SKU's afzonderlijk bij, label de kasten waarvoor ze worden gebruikt en bewaar er één in de vrachtwagen.

Problemen met een enkelstrengs glasvezelverbinding oplossen

Als er geen BiDi-link verschijnt, volg dan deze reeks in plaats van willekeurig onderdelen te verwisselen:

1. Lees de afgedrukte TX/RX-golflengten op beide modules. Bevestig dat ze complementair zijn en niet identiek.
2. Lees de DOM-waarden aan beide uiteinden. Een RX-vermogen van −40 dBm of "signaalverlies" betekent meestal een vezel-, connector- of golflengteprobleem in plaats van een moduleprobleem.
3. Maak beide LC-eindvlakken schoon met een bekende-goede cassettereiniger en inspecteer met een scoop. De meeste "gebroken" BiDi-links zijn vuile eindvlakken.
4. Loopback-test elke module op een bekend-goed vezelpaar met behulp van een verzwakker, om te bewijzen dat de optiek zelf leeft.
5. Als het RX-vermogen ongewoon hoog is (bijvoorbeeld −2 dBm op een optiek van 40 km over 200 m glasvezel), voeg dan een inline-verzwakker toe die zo groot is dat hij het niveau in het ontvangstvenster brengt.
6. Controleer of het polijsten van de connectoren (UPC versus APC) van begin tot eind consistent is. Een enkele APC-adapter die in een UPC-keten wordt gestoken, zal behoorlijk duur zijn.
7. Als alles optisch klopt maar de poort nog steeds niet beschikbaar is, verwissel dan de codering van de transceiver (leverancier-gecodeerd versus generiek) om afwijzing aan de switch-zijde uit te sluiten.

Laatste opname

Enkelstrengige glasvezel is een van de nuttigste hulpmiddelen die beschikbaar zijn wanneer glasvezelstrengen schaars zijn, civiel werk duur is of een bestaande kabelfabriek meer verbindingen moet leveren zonder te groeien. Het is geen standaard voor nieuwe builds, en het straft elk team dat alleen op bereik en snelheid bestelt.

Een betrouwbare implementatie komt neer op een korte lijst met controles: het juiste vezeltype, de juiste snelheid en vormfactor, een complementair TX/RX-golflengtepaar, een optisch budget dat in het ontvangervenster terechtkomt, consistente connectorpolijsting van begin tot eind, en een host die de module accepteert. Voer deze controles één keer uit, documenteer de A/B-inventaris en de link zal zich jarenlang gedragen.

Als u een enkelstrengs glasvezelproject plant, begin dan met de verbindingsafstand, het bestaande vezeltype, de connectorpolijsting, de vereiste snelheid en het switchmodel. Kies het overeenkomende BiDi-paar rond deze beperkingen in plaats van andersom.