Wie hoch ist die Tx- und Rx-Leistung eines optischen SFP-Transceivers?

Gesendete optische Leistung und empfangene optische Leistung sind wichtige Parameter, die die Übertragungsdistanz von Glasfaserverbindungen beeinflussen. Bei der Entwicklung eines neuen optischen Systems ist es notwendig, das Leistungsbudget des Transceivers im Voraus zu berechnen. Die Empfängerempfindlichkeit ist ebenfalls ein Einflussfaktor. Wissen Sie, was diese beiden bedeuten? Dieser Artikel zeigt Ihnen anhand von Beispielen, wie sie berechnet werden und was sie bedeuten.

Was sind SFP Tx- und Rx-Leistung?

Zwei wichtige Faktoren beeinflussen die Leistung von SFP-Modulen: Tx-Leistung (Ausgangsleistung) und Rx-Leistung (Empfängerempfindlichkeit). Wir nennen die optische Tx-Leistung den Signalpegel, der das optische Gerät verlässt, und die Tx-Leistung sollte innerhalb des Leistungsbereichs des Senders liegen. Die Rx-Leistung ist der eingehende Signalpegel, der vom entfernten Endgerät empfangen wird, und ihr numerischer Wert liegt innerhalb des Empfangsleistungsbereichs. Wir werden vorstellen, wie der optische Leistungswert des berechnet wird 10GBASE-SR SFP+ und 10GBASE-LR SFP+ Module. Singlemode-Optikmodule werden für die optische Langstrecken-Glasfaserübertragung über 2km verwendet, während Multimode-Module üblicherweise für die Datenübertragung über kurze Distanzen unter 2km verwendet werden.

Das 10GBASE-SR Multimode-SFP+-Modul unterstützt eine maximale Übertragungsdistanz von bis zu 300m über OM3-Multimode-Glasfaser-Patchkabel. Und das 10GBASE-LR SFP Single Mode-Modul kann eine Distanz von 10km über Singlemode-Glasfaser-Patchkabel unterstützen. Vor dem Entwurf einer Glasfaserverbindung sollten wir die Produktparameter sorgfältig lesen, da wir sehen können, dass die Tx-Leistung des Cisco-kompatiblen 10GBASE-SR SFP+ von 6.5dB bis 0.5dB reicht. Die Rx-Leistung liegt unter -11.1dB. Und die Empfängerempfindlichkeit des Cisco-kompatiblen 10GBASE-LR SFP-Transceivers liegt unter -12.6dB und der Tx-Leistungsbereich liegt zwischen -6.5 und 0.5dB

Abbildung 1: Cisco-kompatible 10GBASE-SR SFP+ Parameter

Abbildung 2: Parameter des Cisco-kompatiblen 10GBASE-LR SFP+

Wie lässt sich das optische Leistungsbudget anhand der Tx- und Rx-Leistung bestimmen?

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 = Tx-Leistung – Rx-Leistung 

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 (-6.5dB) - Max. Rx-Leistung (-11.1 dB) 

Optisches Leistungsbudget (maximal zulässiger Verlust) = (-6.5 dB) – (-11.1 dB)=4.6 dB

Optical Power Budget des 10GBASE-LR SFP+ Module = Min Tx Power (-6.5dB) - Max Rx Power (-12.6 dB) 

Optisches Leistungsbudget (maximal zulässiger Verlust) = (-6.5 dB) – (-12.6 dB)=6.1 dB

Wie berechnet man die Übertragungsdistanz anhand der Tx- und Rx-Leistung?

Neben dem optischen Leistungsbudget müssen auch andere Faktoren berücksichtigt werden, darunter die Signalstärke einiger Glasfasern, mögliche Dämpfung durch Glasfaser-Verbindungskomponenten, die Fusionsspleißpunkte sowie unvorhersehbare Dämpfungen, die durch das Biegen von Glasfaser-Patchkabeln verursacht werden können (die Dämpfung beträgt in der Regel etwa 3 dB). Der Verlust jedes Steckverbinders beträgt 0.6 dB, und der Verlust jedes Fusionspunkts beträgt 0.1 dB. Wenn wir ein 10GBASE-LR SFP+ Modul verwenden, um eine Glasfaserverbindung zu entwerfen, die 2 Steckverbinder und 4 Spleißpunkte umfasst, und sie über ein LC Singlemode 1310nm Glasfaser-Patchkabel mit einem Verlust von 0.35dB pro Kilometer betreiben.

Abbildung 3: Glasfaserverbindung

Dann erhalten wir den schlechtesten optischen Verlust = Das Leistungsbudget - Gesamter optischer Leistungsverlust = 6.1dB - 2×0.6 dB - 0.1×4dB - 3dB (reservierter Sicherheitsfaktor) = 1.5dB. Die schlechteste Übertragungsdistanz = {Worst case optical power budget, in dB} / [Cable Loss, in dB/km]=1.5dB/0.35dB/km=4.28km. Durch Berechnung kommen wir zu dem Schluss, dass die maximale Übertragungsdistanz, die von diesem LR Modul in der ausgelegten Glasfaserverbindung unterstützt wird, 4.28km beträgt. 

Unterdessen können wir durch diese Reihe von Berechnungen feststellen, dass die Signalstärke der Glasfaser vom Glasfaserbudget und vom Verlust des Glasfaserkabels beeinflusst wird; je größer das optische Leistungsbudget ist, desto größere Entfernungen kann der Glasfaser-Transceiver unterstützen. Im letzten Teil haben wir das Glasfaserbudget von 10GBASE-LR- und 10GBASE-SR-Modulen berechnet. Wir können sehen, dass das optische Leistungsbudget von 10GBASE-LR deutlich größer ist als das von 10GBASE-SR. Darüber hinaus ist hinsichtlich des Kabelverlusts der Glasfaserverlust von Multimode-Glasfaserkabeln geringer als der von Singlemode-Glasfaserkabeln. Daher können wir ableiten, dass der 10GBASE-LR-Transceiver eine größere maximale Übertragungsdistanz unterstützt als 10GBASE-SR.

Wir müssen beachten, dass wir das ungefähre optische Leistungsbudget erst nach diesen Berechnungen berechnen können, bevor wir die Glasfaserverbindung entwerfen. Wir müssen wissen, dass es sich dabei nur um theoretische Daten als Referenz handelt. Ingenieure sollten auf den genauen Wert achten, der aus dem Test am Switch gewonnen wird, und auch der Kabelverlustwert sollte getestet werden, um die genaue Zahl zu erhalten.

Fazit

Nachdem wir erklärt haben, was das Glasfaserbudget ist, und einen realen Fall berechnet haben, wissen Sie meiner Meinung nach bereits, was die SFP-Tx- und Rx-Leistung eines SFP-Moduls ist und wie Sie das Budget anhand der Tx- und Rx-Leistung in einer Glasfaserverbindung korrekt berechnen und die maximale Glasfasersignalstärke berechnen. Wenn Sie Fragen dazu haben, wie die Entfernung anhand des Tx- und Rx-Leistungsbereichs berechnet wird, können Sie den Kundenservice unter [email protected] kontaktieren. QSFPTEK bietet verschiedene optische Transceiver-Module. Prüfen Sie das QSFPTEK 10GBE SFP+ Transceiver-Modul, kompatibel mit Cisco SFP-10G-LR Spezifikationen(SFP+, 10GBASE-LR, 1310nm 10km DOM). Bester Preis für SFP-Modul! 100% getestet. Jetzt bestellen!