Introduzione a BiDi SFP e alla fibra BiDi

Le ottiche SFP BiDi a fibra singola svolgono un ruolo importante nel risparmio delle risorse in fibra nelle comunicazioni in fibra ottica. Questo post fornirà un'analisi completa e dettagliata dei transceiver SFP BiDi, inclusi wiki sulle ottiche BiDi, principio di funzionamento, tecnologia adottata, soluzione di connessione del cavo in fibra, applicazione e differenze rispetto agli SFP comuni in dettaglio.

Che cos'è BiDi SFP?

BiDi SFP significa transceiver bidirezionale small form-factor pluggable. La caratteristica più distintiva del transceiver SFP bidirezionale è la capacità di realizzare comunicazioni bidirezionali in fibra ottica operando su una singola fibra. Basate sulla tecnologia WDM (Wavelength-Division Multiplexing), le ottiche BiDi sono in grado di separare diverse lunghezze d'onda dei percorsi luminosi tramite uno splitter integrato a multiplexing a divisione di lunghezza d'onda dei transceiver BiDi SFP. Di seguito è riportato un Cisco BiDi SFP fornito da QSFPTEK.

Figura 1: ricetrasmettitore SFP bidirezionale compatibile con Cisco di QSFPTEK

Come funziona BiDi SFP?

Come illustrato nell'introduzione sopra menzionata sui BiDi SFP, abbiamo appreso che i moduli separano diverse lunghezze d'onda di trasmissione su una singola fibra per realizzare la comunicazione ottica. Per approfondire, i transceiver SFP bidirezionali a fibra singola devono essere utilizzati in coppia, come illustrato nella figura 2. Da un lato, un transceiver BiDi SFP 1000BASE-BX10-U (Tx1310nm/Rx1490nm) trasmette un segnale ottico con lunghezza d'onda di 1310nm e riceve un segnale ottico di 1490nm, mentre il lato opposto del collegamento bidirezionale a fibra singola 1000BASE-BX10-D (Tx1490nm/Rx1310nm) BiDi SFP trasmette una lunghezza d'onda di 1490nm e riceve inversamente un segnale ottico di 1310nm. Il componente ottico integrato degli accoppiatori WDM svolge un ruolo fondamentale nella comunicazione bidirezionale in fibra ottica.

Figura 2: Diagramma di funzionamento di BiDi SFP

Selezione della fibra BiDi

Fibra singola o doppia fibra

Diversamente dai comuni transceiver SFP, che sono in genere progettati con due porte, una per trasmettere segnali e l'altra per ricevere segnali, BiDi SFP ha una sola porta sia per la trasmissione sia per la ricezione basate sulla tecnologia WDM. Di conseguenza, BiDi SFP utilizza una sola fibra singola, mentre i comuni transceiver ottici SFP necessitano di fibra duplex per realizzare la comunicazione in fibra ottica.

Figura 3: SFP BiDi a fibra singola o a doppia fibra

Fibra monomodale o fibra multimodale

Generalmente, BiDi SFP è progettato per supportare lunghezze di collegamento da 10km a 120km. Per il cavo in fibra ottica, il segnale viene trasmesso come impulso luminoso nella fibra e rimbalza sul rivestimento della fibra. I segnali verranno parzialmente persi durante il processo di rimbalzo. Il nucleo più piccolo è in grado di minimizzare questa perdita di segnale da rimbalzo e consente una distanza di trasmissione più lunga, quindi la fibra monomodale è tipicamente utilizzata nei collegamenti ottici BiDi per il suo nucleo di diametro più piccolo di 9um rispetto ai 50um della fibra multimodale (OM2). 

Tuttavia, la fibra multimodale esistente utilizzata nelle connessioni a breve distanza può essere usata per collegare ricetrasmettitori BiDi? La risposta è sì. Il laboratorio QSFPTEK ha effettuato alcuni test per confermarlo utilizzando una coppia di ricetrasmettitori BiDi SFP da 1310nm/1550nm. Il risultato del test mostra che hanno funzionato correttamente entro una distanza di trasmissione di 320m tramite cavo multimodale OM2, ma hanno finito per registrare tassi di errore sui bit su distanze maggiori. Di conseguenza, BiDi SFP può essere utilizzato nelle connessioni in fibra multimodale, ma si suggerisce che la distanza di trasmissione non superi i 300 metri.

 Figura 4: 1000BASE-BX-U BiDi SFP collega 1000BASE-BX-D su una singola fibra

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Perché abbiamo bisogno di BiDi SFP - Applicazioni

Le ottiche BiDi SFP consentono la comunicazione bidirezionale in fibra ottica su una singola fibra; pertanto, si risparmiano in larga misura risorse in fibra e costi di realizzazione del cablaggio. Sono state ampiamente utilizzate nell'implementazione di reti PTN (Packet Transport Network). L'applicazione del transceiver può essere riassunta come segue.

Espansione della capacità del collegamento di rete - Quando gli operatori di rete costruiscono reti di trasmissione, la scala dei cavi ottici viene implementata in base a un determinato volume di attività e rapporto di core in fibra. Tuttavia, con il numero di utenti in continuo aumento negli ultimi anni, si registra una graduale carenza di risorse di core dei cavi ottici. Ricostruire nuove fibre ottiche richiederebbe un lungo ciclo di costruzione e costi enormi. Questo problema può quindi essere risolto efficacemente utilizzando transceiver BiDi a fibra singola, realizzando nel frattempo un rapido miglioramento della capacità dei collegamenti di rete e risparmiando sui costi di costruzione della rete.

Manutenzione dei collegamenti di rete - Quando il collegamento del cavo in fibra ottica viene interrotto inaspettatamente nel sistema di trasmissione bidirezionale a fibra singola, il tempo di manutenzione e riparazione sarà notevolmente ridotto, perché rispetto al tradizionale sistema di trasmissione a doppia fibra, il numero di fibre ottiche che richiedono manutenzione e riparazione è dimezzato.

Quali sono le differenze tra BiDi SFP e SFP comune

Dopo la precedente introduzione dettagliata al significato di bidirezionale, al funzionamento delle ottiche BiDi, alla fibra BiDi e alle applicazioni, le differenze tra le ottiche BiDi SFP e le comuni ottiche SFP a doppia fibra possono essere riassunte come segue.

Aspetto del contorno - Il connettore SFP BiDi a fibra singola ha una sola porta, mentre il comune SFP ha due porte.

Fibra corrispondente - BiDi SFP consente a una sola fibra di realizzare una comunicazione bidirezionale in fibra ottica, mentre Common SFP richiede due fibre.

Struttura ottica interna e principio di funzionamento - BiDi SFP adotta la tecnologia WDM e integra un accoppiatore WDM per combinare e separare diverse lunghezze d'onda sulla stessa singola fibra, mentre il comune SFP no.

Metodo di utilizzo - BiDi SFP devono essere utilizzati in coppia, mentre gli SFP comuni no. Ad esempio, 1000BASE-BX-U (Tx1310nm/Rx1490nm) BiDi SFP deve funzionare con 1000BASE-BX-D (Tx1490nm/Rx1310nm) BiDi SFP.

Distinzione della lunghezza d'onda - Tutti i BiDi SFP sono caratterizzati solo da lunghezze d'onda monomodali, mentre gli SFP comuni hanno sia lunghezze d'onda multimodali ( come il transceiver 1000BASE-SX 850nm )sia lunghezze d'onda monomodali (come il transceiver 1000BASE-LX/LH 1310nm).

 Figura 5: Connettore SFP BiDi vs connettore SFP comune

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Listino prezzi QSFPTEK 1.25 Gbic BiDi SFP:

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