Single Strand Fiber: Hvornår skal man bruge BiDi-optik, hvornår man ikke skal, og hvordan man vælger det rigtige par

Enkeltstrenget fiber er en fiberoptisk transmissionsmetode, der både sender og modtager trafik på én optisk fiber i stedet for de sædvanlige to strenge. I Ethernet-netværk foregår det næsten altid med BiDi-transceivere, nogle gange kaldet tovejs- eller enkeltfiber-SFP-moduler.

Hvis du vil have den korte version: Enkeltstrenget fiber giver mening, når fiberkerner er knappe, når det er dyrt at trække nyt kabel gennem rør eller på tværs af en campus, eller når et lejet mørkt fiberpar allerede er blevet brudt op. Det er ikke den rigtige standard for en helt-ny struktureret kabelkonstruktion, og den straffer ethvert hold, der ikke nøje matcher bølgelængder, optisk budget og switch-kompatibilitet, før de bestiller.

Denne guide gennemgår, hvordan teknologien rent faktisk fungerer på fiberen, hvornår man skal vælge den frem for dupleksfiber, hvor den har en tendens til at fejle i marken, og de nøjagtige kontroller, en ingeniør skal udføre, før han køber et BiDi SFP eller SFP+ par.

Hvad er Single Strand Fiber?

Enkeltstrenget fiber, nogle gange kaldet enkelt-fibertransmission eller simpleksfibertransmission, bruger én optisk fiber til at transportere trafik i begge retninger på samme tid.

En traditionel duplex fiberforbindelse bruger to tråde: den ene fiber sender, den anden modtager. Et enkeltstrengs fiberlink erstatter dette par med én streng ved at adskille de to retninger i bølgelængdedomænet i stedet for det rumlige domæne. Med de rigtige transceivere i hver ende løber et fuld-duplex Ethernet-link over en enkelt fysisk fiber.

Det klassiske offentliggjorte eksempel er 1000BASE-BX-D/U-grænsefladen defineret under IEEE 802.3ah: den ene ende sender ved 1490 nm og modtager ved 1310 nm, mens den modsatte ende sender ved 1310 nm og modtager ved 1490 nm. Du kan læse de underliggende fysiske lagkrav iIEEE 802.3 Ethernet-standard.

Single Strand Fiber vs Simplex Fiber vs Duplex Fiber

Disse tre termer bliver hele tiden blandet sammen, især i forbindelse med indkøb af billetter.

• Simplex fiberrefererer til et kabel, der fysisk indeholder én fiberstreng, normalt med et enkelt LC-, SC- eller FC-stik i hver ende.
• Duplex fiberhenviser til et kabel, der indeholder to fibertråde, normalt afsluttet som et parret stik.
• Enkeltstrenget fiberbeskriver transmissionsmetoden: en streng, der bærer begge retninger, uanset om det underliggende kabel teknisk set er en simplex patch-ledning eller en streng af en større stamme.

Så en enkeltstrenget fiberforbindelse kører næsten altid på en simplex patch-ledning, men udtrykket "simplex" beskriver kablet, mens "enkeltstrenget fiber" beskriver det optiske skema.

Hvordan Single Strand Fiber virker

BiDi Transmission og WDM Inde i modulet

De fleste enkeltstrengede fiber-ethernetforbindelser bruger BiDi-transmission. BiDi er en forkortelse for tovejs. I stedet for at adskille de to retninger ved at give hver sin fiber, adskiller BiDi-optik dem efter bølgelængde ved hjælp af en lillebølgelængdedelingsmultipleksingfilter inde i transceiveren. Dette filter, ofte kaldet en diplexer, kombinerer den udgående laser og det indgående signal på en enkelt delt port.

En typisk parring ser sådan ud:

Det er grunden til, at en enkeltstrenget fiberforbindelse ikke kan bruge to identiske moduler: diplexerne ville begge forvente at transmittere på samme lysfarve, og forbindelsen ville aldrig komme op. En dybere nedbrydning af diplekseren og laserarrangementet er dækket af detteBiDi transceiver teknologi forklaring.

Almindelige BiDi-bølgelængdepar

Forskellige hastigheder og rækkevidder bruger forskellige bølgelængdepar. Tabellen nedenfor viser de kombinationer, ingeniører oftest støder på på virksomheds- og adgangsnetværk.

Modulproducenter bruger ikke alle de samme etiketter. Nogle udskriver "BX-U" og "BX-D" (opstrøms og nedstrøms), andre udskriver "TX1310/RX1490" direkte. Blanding af etiketter på tværs af leverandører er en af ​​de nemmeste fejl at begå i lagerbeholdningen, så det er værd at standardisere navngivningen i dit lager, før du bestiller.
 

Single Strand Fiber vs Dual Strand Fiber

Både enkeltstrenget og dobbeltstrenget fiber vil køre pålidelige Ethernet-forbindelser, når de er designet korrekt. Det rigtige valg afhænger af, hvad der er knapt: fibertråde, tid, penge eller operationskompleksitet.

Vælg BiDi, når fiberantal er begrænsningen. Vælg duplex, når standardisering,-reservedele og operatørens enkelhed betyder mere.
 

Tjekliste til valg af enkeltstrengs fiber

Brug denne tjekliste som en beslutningstabel, før du afgiver en ordre. Hver række repræsenterer den slags situation, der lander på en netværksingeniørs skrivebord med det matchende opkald.

Når enkeltstrengsfiber er det rigtige valg

1. Du har begrænset eksisterende fiberstrenge

Det stærkeste tilfælde for enkeltstrenget fiber er mangel på almindelig fiber. En bygning-til-bygningsforbindelse kan have en ubrugt tråd tilbage i et 12--lederrør, eller en campuskanal kan være for fuld til at fiske i et andet kabel. Med et matchet BiDi-par kan den ene reservestreng bære en ny fuld-duplex Ethernet-forbindelse uden civilt arbejde.

Almindelige scenarier, hvor dette opstår:

• Enterprise campus forbindelser mellem bygninger på aldrende stigrør
• Industrianlæg med begrænset fiber i pansrede kabelføringer
• Kommunale netværk genbruger eksisterende kanalplads
• ISP-adgangsnetværk, hvor hver abonnentføder mangler tråde
• CCTV og sikkerhedsbackbones tilføjet efter den oprindelige installation
• Trådløs backhaul, hvor tag-til-læ-fiber er fastgjort

2. At trække nye fibre er for dyrt

Transceiver-omkostninger er sjældent det dominerende tal på et projekt. Nedgravning, ledningsadgang, bygningsadgang, splejsning, OTDR-test, efter-timers arbejde og nedetid overskygger normalt det. Hvis et BiDi-par fjerner det civile arbejde, lander projektbudgettet ofte lavere, selv når optikken i sig selv koster mere per port end standard duplex SFP'er.

3. Du skal forbedre fiberudnyttelsen på et eksisterende anlæg

Enkeltstrenget fiber udvider ikke på magisk vis båndbredden af ​​en enkelt optisk kanal. Det, det ændrer, er antallet af fysiske tråde pr. link. På et installeret kabel, der allerede bærer flere tjenester, kan frigørelse af en streng pr. forbindelse udskyde et fiberforstærkningsprojekt med år.

4. Linket er et simpelt punkt-til-punkt

BiDi-optik skinner på ligetil punkt-til-punktforbindelser: Skift til switch, skift til mediekonverter, router til adgangskontakt, fjernkabinet til kerne eller bygning A til bygning B. Et matchet par på en ren simpleksfibersti er normalt alt, der skal til.

Når du ikke bør bruge enkeltstrengsfiber

Enkeltstrenget fiber er et værktøj, ikke en standard. Ræk i stedet efter dobbeltstrenget fiber, når nogen af ​​disse er sande:

• Siden har allerede mere end nok reservefiberpar
• Driftsteamet vil hellere have en SKU med duplex SFP'er på lager end to SKU'er med A/B BiDi-moduler
• En specifik optisk grænseflade, du har brug for, er kun tilgængelig i duplex-form
• Projektet er et nyt datacenter med høj-densitet, med struktureret duplex-kabler, der allerede er designet
• Du kan ikke med sikkerhed bekræfte bølgelængdeparring, optisk budget, konnektorpolering og switchkodning før implementering
• Fiberanlægget har høj reflektans eller ukendt historie, hvor tilføjelse af A/B-kompleksitet vil forsinke fejlfinding

I feltinstallationer er fejlen sjældent selve fiberen. Det er næsten altid det forkerte A/B-modulpar, der sidder i den forkerte ende, eller et modul med lang rækkevidde, der pumper for meget strøm ind i et kort link.

Sådan vælger du en enkeltstrengs fiberopløsning

Trin 1: Bekræft fibertypen

De fleste enkeltstrengede BiDi Ethernet-links er typisk designet til single-mode fiberOS2 single-mode fiberi virksomheds- og operatørinstallationer. Gå ikke ud fra, at patch-ledningen i din hånd er den rigtige type, bare fordi stikket passer til porten.

Hvad skal verificeres før bestilling:

• Fibertype: enkelt-tilstand (OS2 mest almindelig) eller multitilstand
• Konnektortype: LC, SC, FC eller andet
• Polsk: UPC eller APC
• Patchpanel og adaptertype i hver ende
• End-til-distance, inklusive patch-ledninger i begge rum
• Antal splejsninger og sammenkoblede stik i stien

Trin 2: Vælg hastighed og formfaktor

Tilpas transceiveren til switch-porten. De mest almindelige muligheder er 1G BiDi SFP, 10G BiDi SFP+ og 25G BiDi SFP28; 40G og 100G enkeltfibervarianter- findes, men er mindre standardiserede. Et 10G SFP+-modul vil ikke forhandle ved 1G i en port, der ikke eksplicit understøtter dual{13}}hastighedsdrift, hvilket er et hyppigt problem, når man genbruger ældre adgangskontakter. En nyttig baggrund at læse her er den praktiske forskel mellemsingle-mode og multimode SFP-modulerved planlægning af en blandet flåde.

Trin 3: Match TX/RX-bølgelængder

Dette er det trin, der bryder links oftest. Et BiDi-par har brug for komplementære bølgelængder i de to ender. Læs altid etiketten eller databladet for de faktiske TX- og RX-numre i stedet for at stole på et varenummer.

Trin 4: Tjek afstand og optisk budget

Nummeret trykt på buret ("10 km", "40 km") er en rækkevidde, ikke en instruktion. Det, der betyder noget, er det optiske budget på tværs af dit specifikke link. Træk i hvert af disse tal, før du bestiller:

• Sendeeffekt (TX min/max)
• Modtager følsomhed
• Modtager overbelastningstærskel
• Fiberdæmpning per kilometer
• Per-stiktab og antal parrede par
• Splejsningstab og antal splejsninger
• Sikkerhedsmargin (normalt 2-3 dB)

To fejltilstande gemmer sig her. Den første er for lidt kraft, den åbenlyse. Det andet, mindre indlysende, er for meget strøm: Et 40 km modul på en 500 m fiber kan køre modtageren over dens overbelastningstærskel og producere bitfejl eller slet ingen forbindelse. Korte hop med lang-optik har ofte brug for en fast inline-dæmper. For et dybere kig på, hvor hver decibel går hen, se denne oversigt overindstikstab i fibernet.

Trin 5: Bekræft forbindelses- og enhedskompatibilitet

Før du afgiver ordren, skal du kontrollere:

• Switch, router eller mediekonverter mærke og nøjagtig model
• Porthastighed og understøttelse af dobbelt-rate
• Leverandørkodningskrav (nogle platforme afviser ukodet optik)
• Connector type og matchendesimplex LC-stikpå hver patch-ledning
• Polsk type (UPC vs APC) ende til ende
• DOM/DDM overvågningsunderstøttelse på både modulet og værten
• Driftstemperaturområde, hvis optikken sidder i et kabinet ved vejkanten eller et tagkabinet

DOM/DDM er værd at slå til, når platformen understøtter det. Den afslører modtaget optisk effekt, TX-effekt, temperatur og laserforspændingsstrøm, som tilsammen lader dig opdage et nedværdigende link uger før det svigter hårdt.

Almindelige enkeltstrengs fiberinstallationsfejl

Fejl 1: Tilslutning af en standard duplex SFP i én fiber

En normal duplex SFP forventer to fibre. Hvis du kun forbinder én, vil linket blive permanent nede. Brug en ordentlig BiDi eller enkelt-fiber transceiver i stedet.

Fejl 2: Køb af to identiske BiDi-moduler

BiDi-optik sælges og lagerføres som A/B-par. To identiske moduler sender på samme bølgelængde, og linket kommer ikke op. Hold A- og B-SKU'erne synligt adskilt i dit lager, og mærk dem på stativet.

Fejl 3: Ignorerer det optiske budget

Et korrekt bølgelængdepar fejler stadig, hvis den modtagne effekt er uden for modtagervinduet. Mål eller estimer tab, før du specificerer optik med-lang rækkevidde, og antag aldrig, at et nyligt testet link forbliver på sin dag-et tab efter et par gen-patches.

Fejl 4: Blanding af APC- og UPC-stik

APC og UPC polering er ikke udskiftelige. Parring med dem giver dårlig fysisk kontakt, stort indsættelsestab og nogle gange alvorlige rygrefleksproblemer-. Fiberplanten bruger enten den ene eller den anden ende til ende. For en genopfriskning af, hvordan polish geometrien interagerer med reflektans, se denne guide tilSC/APC-stik og poleringstyper.

Fejl 5: At glemme switchkompatibilitet

Nogle switche håndhæver streng transceiver-kodning og deaktiverer ukodet eller optik fra tredjepart. Bekræft kompatibilitet med den nøjagtige firmwareversion, før du afgiver en ordre, især på virksomhedsswitches, OLT'er og ONU'er.

Fejl 6: Opbevaring af reservedele uden en A/B-plan

Et overraskende antal udfald efter-timer kommer fra reservedele, der viser sig at være den forkerte halvdel af parret. Spor A og B SKU'er separat, etiketskabe med hvilke slutbruger som, og hold en af ​​hver på lastbilen.

Sådan fejlfindes en enkeltstrengs fiberforbindelse

Når et BiDi-link ikke kommer op, skal du gå denne sekvens i stedet for at bytte dele tilfældigt:

1. Læs de trykte TX/RX-bølgelængder på begge moduler. Bekræft, at de er komplementære, ikke identiske.
2. Læs DOM-værdierne i begge ender. RX-effekt på -40 dBm eller "tab af signal" betyder normalt et fiber-, stik- eller bølgelængdeproblem snarere end et modulproblem.
3. Rengør begge LC-endeflader med en kendt-god kassetterenser, og inspicér med et skop. De fleste "brudte" BiDi-links er beskidte endeflader.
4. Loopback-test hvert modul på et kendt-godt fiberpar ved hjælp af en attenuator for at bevise, at optikken i sig selv er i live.
5. Hvis RX-effekten er usædvanlig høj (f.eks. −2 dBm på en 40 km optik over 200 m fiber), skal du tilføje en inline-dæmper i størrelsen til at bringe niveauet ind i modtagervinduet.
6. Kontroller, at konnektorpolering (UPC vs APC) er konsistent ende til ende. En enkelt APC-adapter smuttet ind i en UPC-kæde vil stille og roligt være dyrt.
7. Hvis alt tjekker ud optisk, men porten stadig ikke kommer op, skal du udskifte transceiverkoden (leverandør-kodet versus generisk) for at udelukke afvisning af kontakt-side.

Final Take

Enkeltstrenget fiber er et af de mest nyttige værktøjer, der findes, når fibertråde er knappe, anlægsarbejde er dyrt, eller et eksisterende kabelanlæg skal levere flere forbindelser uden at vokse. Det er ikke en standard for nye builds, og det straffer ethvert hold, der bestiller alene efter rækkevidde og hastighed.

En pålidelig implementering kommer ned til en kort liste af kontroller: den rigtige fibertype, den rigtige hastighed og formfaktor, et komplementært TX/RX-bølgelængdepar, et optisk budget, der lander inde i modtagervinduet, ensartet konnektorpolering ende til ende og en vært, der accepterer modulet. Kør disse kontroller én gang, dokumenter A/B-opgørelsen, og linket vil fungere i årevis.

Hvis du planlægger et enkeltstrenget fiberprojekt, skal du starte med forbindelsesafstanden, den eksisterende fibertype, konnektorpoleringen, den nødvendige hastighed og switchmodellen. Vælg det matchede BiDi-par omkring disse begrænsninger i stedet for omvendt.