Einführung in BiDi SFP und BiDi Fiber

Single-Fiber-BiDi-SFP-Optiken spielen eine wichtige Rolle bei der Einsparung von Glasfaserressourcen in der Glasfaserkommunikation. Dieser Beitrag bietet eine umfassende und detaillierte Analyse von BiDi-SFP-Transceivern, einschließlich BiDi-Optik-Wiki, Funktionsprinzip, eingesetzter Technologie, Lösung für Glasfaserkabelverbindungen, Anwendung und Unterschiede im Vergleich zu herkömmlichen SFP im Detail.

Was ist BiDi SFP?

BiDi SFP bedeutet bidirektionaler Small Form-Factor Pluggable Transceiver. Das auffälligste Merkmal des bidirektionalen SFP-Transceivers ist, dass er bidirektionale Glasfaserkommunikation über eine einzelne Faser ermöglicht. Basierend auf WDM-Technologie (Wavelength-Division Multiplexing) können BiDi-Optiken verschiedene Wellenlängen von Lichtwegen durch einen integrierten Wellenlängenmultiplex-Splitter von BiDi SFP-Transceivern aufteilen. Im Folgenden ist ein Cisco BiDi SFP von QSFPTEK dargestellt.

Abbildung 1: Cisco-kompatibler bidirektionaler SFP-Transceiver von QSFPTEK

Wie funktioniert BiDi SFP?

Wie wir aus der oben genannten Einführung zu BiDi SFP erfahren haben, trennen die Module verschiedene Übertragungswellenlängen über eine einzelne Faser, um optische Kommunikation zu ermöglichen. Genauer gesagt müssen die bidirektionalen Einzelfaser-SFP-Transceiver paarweise verwendet werden, wie in Abbildung 2 dargestellt. Auf einer Seite sendet ein 1000BASE-BX10-U (Tx1310nm/Rx1490nm) BiDi SFP-Transceiver ein optisches Signal mit einer Wellenlänge von 1310nm und empfängt ein optisches Signal mit 1490nm, während die gegenüberliegende Seite der bidirektionalen Einzelfaser-Verbindung mit einem 1000BASE-BX10-D (Tx1490nm/Rx1310nm) BiDi SFP ein Signal mit einer Wellenlänge von 1490nm sendet und umgekehrt ein optisches Signal mit 1310nm empfängt. Die integrierte optische Komponente der WDM-Koppler spielt eine entscheidende Rolle in der bidirektionalen Glasfaserkommunikation.

Abbildung 2: Funktionsdiagramm von BiDi SFP

BiDi-Glasfaserauswahl

Einzelfaser oder Doppelfaser

Anders als die üblichen SFP-Transceiver, die typischerweise mit zwei Ports ausgelegt sind, einem zum Senden von Signalen und dem anderen zum Empfangen von Signalen, verfügt BiDi SFP auf Basis der WDM-Technologie über nur einen Port für Senden und Empfangen. Folglich verwendet BiDi SFP nur eine einzige Faser, während die üblichen optischen SFP-Transceiver Duplex-Fasern benötigen, um Glasfaserkommunikation zu ermöglichen.

Abbildung 3: Single-Fiber-BiDi-SFP oder Dual-Fiber

Singlemode-Faser oder Multimode-Faser

Im Allgemeinen ist BiDi SFP dafür ausgelegt, Verbindungslängen von 10km bis 120km zu unterstützen. Bei Glasfaserkabeln wird das Signal als Lichtimpuls in der Faser übertragen und an der Faserummantelung reflektiert. Signale gehen während des Reflexionsprozesses teilweise verloren. Der kleinere Kern kann diesen Signalverlust durch Reflexion minimieren und ermöglicht eine längere Übertragungsdistanz, sodass Singlemode-Faser typischerweise in BiDi-Optikverbindungen wegen ihres kleineren Kerndurchmessers von 9um im Vergleich zu 50um bei Multimode-Faser (OM2) verwendet wird. 

Kann jedoch die vorhandene Multimode-Faser, die für Kurzstreckenverbindungen verwendet wird, zum Anschluss von BiDi-Transceivern genutzt werden? Die Antwort lautet ja. Das QSFPTEK-Labor hat einige Tests durchgeführt, um dies mit einem Paar 1310nm/1550nm BiDi SFP Transceiver zu bestätigen. Das Testergebnis zeigt, dass sie innerhalb einer Übertragungsdistanz von 320m über ein Multimode-OM2-Kabel gut funktionierten, bei größeren Entfernungen jedoch Bitfehlerraten auftraten. Folglich kann BiDi SFP in Multimode-Faserverbindungen verwendet werden, es wird jedoch empfohlen, dass die Übertragungsdistanz nicht mehr als 300 Meter betragen sollte.

 Abbildung 4: 1000BASE-BX-U BiDi SFP verbindet 1000BASE-BX-D über eine einzelne Faser

Verwandte Produkte, die in der oben genannten singer-fiber-BiDi-Konnektivität verwendet werden

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Cisco-kompatibles 1000BASE-BX SFP TX1490nm/RX1310nm 20km Transceiver-Modul

LC UPC auf LC UPC Simplex OS2 Singlemode-Glasfaserkabel

Warum benötigen wir BiDi SFP - Anwendungen

BiDi-SFP-Optiken ermöglichen bidirektionale Glasfaserkommunikation über eine einzelne Faser, wodurch eine große Anzahl an Glasfaserressourcen und Kosten für die Verkabelungsinfrastruktur in hohem Maße eingespart werden. Sie werden häufig bei der Bereitstellung von PTN-Netzwerken (Packet Transport Network) eingesetzt. Die Anwendung des Transceivers lässt sich wie folgt zusammenfassen.

Erweiterung der Netzwerkverbindungskapazität - Wenn Netzbetreiber Übertragungsnetze aufbauen, wird der Umfang der Glasfaserkabel entsprechend einem bestimmten Geschäftsvolumen und Faseraderverhältnis bereitgestellt. Mit der kontinuierlich steigenden Nutzerzahl in den letzten Jahren kommt es jedoch allmählich zu einem Mangel an Glasfaserkabel-Aderressourcen. Wenn neue Glasfasern neu aufgebaut werden, erfordert dies einen langen Bauzyklus und enorme Kosten. Daher kann dieses Problem durch den Einsatz von Single-Fiber-BiDi-Transceivern effektiv gelöst werden, wodurch die Kapazität von Netzwerkverbindungen schnell verbessert und gleichzeitig die Kosten für den Netzwerkaufbau gesenkt werden.

Wartung von Netzwerkverbindungen - Wenn die Glasfaserkabelverbindung im bidirektionalen Einzelfaser-Übertragungssystem unerwartet unterbrochen wird, wird die Wartungs- und Reparaturzeit erheblich verkürzt, da im Vergleich zum herkömmlichen Zweifaser-Übertragungssystem die Anzahl der zu wartenden und zu reparierenden Glasfasern um die Hälfte reduziert wird.

Was sind die Unterschiede zwischen BiDi SFP und herkömmlichem SFP

Nach der vorherigen ausführlichen Einführung in die Bedeutung von bidirektional, die Funktionsweise von BiDi-Optiken, BiDi-Faser und Anwendungen lassen sich die Unterschiede zwischen BiDi-SFP-Optiken und herkömmlichen Dual-Fiber-SFP-Optiken wie folgt zusammenfassen.

Darstellung der Kontur - Ein Single-Fiber-BiDi-SFP-Steckverbinder hat nur einen Port, während ein gewöhnlicher SFP zwei Ports hat.

Passende Glasfaser - BiDi SFP ermöglicht bidirektionale Glasfaserkommunikation über nur eine einzige Faser, während Common SFP zwei Fasern benötigt.

Interne optische Struktur und Funktionsprinzip - BiDi SFP nutzt WDM-Technologie und integriert einen WDM-Koppler, um verschiedene Wellenlängen über dieselbe einzelne Faser zu kombinieren und zu trennen, während gewöhnliches SFP dies nicht tut.

Verwendungsmethode - BiDi SFP muss paarweise verwendet werden, während dies bei herkömmlichem SFP nicht erforderlich ist. Beispielsweise muss 1000BASE-BX-U (Tx1310nm/Rx1490nm) BiDi SFP mit 1000BASE-BX-D (Tx1490nm/Rx1310nm) BiDi SFP betrieben werden.

Wellenlängenunterscheidung - Alle BiDi SFPs zeichnen sich dadurch aus, dass sie nur Singlemode-Wellenlängen verwenden, während gängige SFPs sowohl Multimode-Wellenlängen ( such as 1000BASE-SX 850nm transceiver )als auch Singlemode-Wellenlängen (such as 1000BASE-LX/LH 1310nm transceiver) haben.

 Abbildung 5: BiDi SFP-Steckverbinder vs. gängiger SFP-Steckverbinder

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QSFPTEK 1.25 Gbic BiDi SFP-Preisliste:

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