Wie hoch ist die Sende- und Empfangsleistung eines optischen SFP-Transceivers?
Die übertragene und die empfangene optische Leistung sind wichtige Parameter, die die Übertragungsdistanz von Glasfaserverbindungen beeinflussen. Bei der Entwicklung eines neuen optischen Systems muss das Leistungsbudget des Transceivers im Voraus berechnet werden. Auch die Empfängerempfindlichkeit ist ein Einflussfaktor. Wissen Sie, was diese beiden Werte bedeuten? Dieser Artikel zeigt Ihnen anhand von Beispielen, wie man sie berechnet und was sie bedeuten.
Was sind SFP Tx- und Rx-Leistung?
Zwei wichtige Faktoren beeinflussen die Leistung von SFP-Modulen: die Sendeleistung (Ausgangsleistung) und die Empfangsleistung (Empfängerempfindlichkeit). Die optische Sendeleistung bezeichnet den Signalpegel, der das optische Gerät verlässt. Die Sendeleistung sollte innerhalb des Sendeleistungsbereichs liegen. Die Empfangsleistung ist der vom entfernten Gerät empfangene Signalpegel. Ihr numerischer Wert liegt innerhalb des Empfangsleistungsbereichs. Wir zeigen Ihnen, wie Sie die optische Leistung des Moduls berechnen. 10GBASE-SR SFP+ und 10GBASE-LR SFP+ Module. Optische Singlemode-Module werden für die Glasfaserübertragung über große Entfernungen (über 2 km) verwendet, während Multimode-Module normalerweise für die Datenübertragung über kurze Entfernungen (unter 2 km) verwendet werden.
Das 10GBASE-SR Multimode-SFP+-Modul unterstützt eine maximale Übertragungsdistanz von bis zu 300 m über OM3-Multimode-Glasfaser-Patchkabel. Das 10GBASE-LR SFP Singlemode-Modul unterstützt eine Distanz von 10 km über Singlemode-Glasfaser-Patchkabel. Vor der Planung einer Glasfaserverbindung sollten die Produktparameter sorgfältig geprüft werden. Die Sendeleistung des Cisco-kompatiblen 10GBASE-SR SFP+ liegt zwischen 6.5 dB und 0.5 dB. Die Empfangsleistung liegt unter -11.1 dB. Die Empfangsempfindlichkeit des Cisco-kompatiblen 10GBASE-LR SFP-Transceivers liegt unter -12.6 dB, und die Sendeleistung reicht von -6.5 bis 0.5 dB.
Abbildung 1: Cisco-kompatibler 10GBASE-SR SFP+-Parameter
Abbildung 2: Cisco-kompatibler 10GBASE-LR SFP+-Parameter
Wie ermittelt man das optische Leistungsbudget anhand der Sende- und Empfangsleistung?
Bevor wir eine Glasfaserverbindung entwerfen, müssen wir das optische Leistungsbudget (maximal zulässiger Verlust) kennen, um die spezifische Entfernung des optischen Transceivers zu berechnen.
Optisches Leistungsbudget = Sendeleistung – Empfangsleistung
Wir können das optische Leistungsbudget der SR- und LR-Module anhand der oben genannten Parameter und dieser Gleichung berechnen.
Optisches Leistungsbudget des 10GBASE-SR SFP+-Moduls = Min. Tx-Leistung (-6.5 dB) – Max. Rx-Leistung (-11.1 dB)
Optisches Leistungsbudget (maximal zulässiger Verlust) = (-6.5 dB) – (-11.1 dB) = 4.6 dB
Optisches Leistungsbudget des 10GBASE-LR SFP+-Moduls = Min. Tx-Leistung (-6.5 dB) – Max. Rx-Leistung (-12.6 dB)
Optisches Leistungsbudget (maximal zulässiger Verlust) = (-6.5 dB) – (-12.6 dB) = 6.1 dB
Wie berechnet man die Übertragungsdistanz anhand der Sende- und Empfangsleistung?
Neben der optischen Leistungsbilanz müssen weitere Faktoren berücksichtigt werden, darunter die Signalstärke von Glasfasern oder die Dämpfung von Glasfaserverbindungskomponenten, die Fusionsspleißpunkte und die unvorhersehbare Dämpfung durch das Biegen von Glasfaser-Patchkabeln (die Dämpfung beträgt üblicherweise ca. 3 dB). Die Dämpfung pro Stecker beträgt 0.6 dB, die Dämpfung pro Fusionspunkt 0.1 dB. Bei Verwendung eines 10GBASE-LR-SFP+-Moduls wird eine Glasfaserverbindung mit zwei Steckern und vier Spleißpunkten konstruiert. Die Übertragung über das LC-Singlemode-Glasfaser-Patchkabel mit 2 nm Wellenlänge ergibt einen Verlust von 4 dB pro Kilometer.
Abbildung 3: Glasfaserverbindung
Daraus ergibt sich der größte optische Verlust = Leistungsbilanz – Gesamter optischer Leistungsverlust = 6.1 dB – 2 × 0.6 dB – 0.1 × 4 dB – 3 dB (Sicherheitsfaktor) = 1.5 dB. Die größte Übertragungsdistanz = {Worst-Case-optische Leistungsbilanz in dB} / [Kabelverlust in dB/km] = 1.5 dB/0.35 dB/km = 4.28 km. Durch Berechnungen kommen wir zu dem Schluss, dass die von diesem LR-Modul in der geplanten Glasfaserverbindung unterstützte maximale Übertragungsdistanz 4.28 km beträgt.
Durch diese Berechnungen wissen wir, dass die Glasfasersignalstärke von der Glasfaserleistung und den Glasfaserkabelverlusten beeinflusst wird. Je höher die Glasfaserleistung, desto größer die Übertragungsreichweite des Glasfaser-Transceivers. Im letzten Teil haben wir die Glasfaserleistung von 10GBASE-LR- und 10GBASE-SR-Modulen berechnet. Wir sehen, dass die Glasfaserleistung von 10GBASE-LR deutlich höher ist als die von 10GBASE-SR. Auch hinsichtlich der Kabelverluste ist der Glasfaserverlust von Multimode-Glasfaserkabeln geringer als der von Singlemode-Glasfaserkabeln. Daher können wir schlussfolgern, dass der 10GBASE-LR-Transceiver eine größere maximale Übertragungsdistanz unterstützt als 10GBASE-SR.
Beachten Sie, dass wir nach diesen Berechnungen, vor der Auslegung der Glasfaserverbindung, nur die ungefähre optische Leistungsbilanz berechnen können. Es handelt sich hierbei lediglich um theoretische Daten als Referenz. Ingenieure sollten auf den genauen Wert achten, der durch den Test am Switch ermittelt wurde. Auch der Kabelverlustwert sollte geprüft werden, um den genauen Wert zu erhalten.
Fazit
Nach der Einführung in das Glasfaserbudget und der Berechnung des realen Falls wissen Sie vermutlich bereits, wie hoch die SFP-Sende- und Empfangsleistung eines SFP-Moduls ist und wie Sie das Budget anhand der Sende- und Empfangsleistung einer Glasfaserverbindung korrekt berechnen und die maximale Glasfasersignalstärke ermitteln. Bei Fragen zur Berechnung der Entfernung anhand der Sende- und Empfangsleistung können Sie sich an den Kundendienst unter [email protected] wenden. QSFPTEK bietet verschiedene optische Transceiver-Module an. Überprüfen Sie das QSFPTEK 10GBE SFP+ Transceiver-Modul, das kompatibel ist mit Cisco SFP-10G-LR Spezifikationen (SFP+, 10GBASE-LR, 1310 nm, 10 km DOM). Bester SFP-Modulpreis! 100 % getestet. Jetzt bestellen!