Введение в BiDi SFP и BiDi Fiber

Одноволоконные оптические модули BiDi SFP играют важную роль в экономии волоконных ресурсов в оптоволоконной связи. В этой статье будет представлен всесторонний и подробный анализ трансиверов BiDi SFP, включая вики-материалы об оптике BiDi, принцип работы, используемую технологию, решение для подключения оптоволоконного кабеля, применение и подробное сравнение с обычными SFP.

Что такое BiDi SFP?

BiDi SFP означает двунаправленный подключаемый трансивер малого форм-фактора. Наиболее отличительной характеристикой двунаправленного трансивера SFP является возможность обеспечивать двунаправленную передачу данных по оптическому волокну, используя одно волокно. На основе технологии WDM (мультиплексирования с разделением по длине волны) оптические модули BiDi могут разделять световые пути с разными длинами волн с помощью встроенного делителя с мультиплексированием по длине волны в трансиверах BiDi SFP. Ниже представлен BiDi SFP Cisco, предоставленный QSFPTEK.

Рисунок 1: совместимый с Cisco двунаправленный SFP-трансивер QSFPTEK

Как работает BiDi SFP?

Из приведенного выше введения в BiDi SFP мы узнали, что модули разделяют разные длины волн передачи по одному волокну для обеспечения оптической связи. Подробнее: приемопередатчики BiDi SFP для двунаправленной передачи по одному волокну должны использоваться парами, как показано на рисунке 2. На одной стороне приемопередатчик BiDi SFP 1000BASE-BX10-U (Tx1310nm/Rx1490nm) передает оптический сигнал с длиной волны 1310nm и принимает оптический сигнал с длиной волны 1490nm, тогда как на противоположной стороне одноволоконного двунаправленного соединения приемопередатчик BiDi SFP 1000BASE-BX10-D (Tx1490nm/Rx1310nm) передает сигнал с длиной волны 1490nm и, соответственно, принимает оптический сигнал с длиной волны 1310nm. Интегрированный оптический компонент WDM-муфт играет критически важную роль в двунаправленной оптоволоконной связи.

Рисунок 2. Принципиальная схема работы BiDi SFP

Выбор оптоволокна BiDi

Одно волокно или два волокна

В отличие от обычных трансиверов SFP, которые обычно имеют два порта: один для передачи сигналов, а другой для их приема, BiDi SFP оснащен только одним портом для передачи и приема сигналов на основе технологии WDM. Следовательно, BiDi SFP использует только одно оптоволокно, тогда как обычным оптическим трансиверам SFP требуется дуплексное оптоволокно для организации оптоволоконной связи.

Рисунок 3: Одноволоконный BiDi SFP или двухволоконный

Одномодовое или многомодовое волокно

Как правило, BiDi SFP предназначен для поддержки длин линий от 10km до 120km. В оптоволоконном кабеле сигнал передаётся в виде светового импульса по волокну и отражается от оболочки волокна. В процессе отражения часть сигналов теряется. Меньшая сердцевина позволяет минимизировать потери сигнала при отражении и обеспечивает большую дальность передачи, поэтому в оптических линиях BiDi обычно используется одномодовое волокно с диаметром сердцевины 9um, меньшим по сравнению с 50um у многомодового волокна (OM2). 

Однако можно ли использовать существующее многомодовое волокно, применяемое для соединений на коротких расстояниях, для подключения приемопередатчиков BiDi? Ответ — да. Лаборатория QSFPTEK провела несколько тестов с использованием пары приемопередатчиков BiDi SFP 1310nm/1550nm, чтобы подтвердить это. Результаты тестирования показали, что они стабильно работали на расстоянии передачи до 320m по многомодовому кабелю OM2, но на больших расстояниях наблюдался высокий коэффициент битовых ошибок. Следовательно, BiDi SFP можно использовать в соединениях по многомодовому волокну, однако рекомендуется, чтобы расстояние передачи не превышало 300 метров.

 Рисунок 4. Двунаправленный SFP 1000BASE-BX-U BiDi подключается к 1000BASE-BX-D по одному оптическому волокну

Сопутствующие продукты, используемые для описанного выше одномодового соединения BiDi

Совместимый с Cisco модуль трансивера 1000BASE-BX SFP TX1310nm/RX1490nm 20km

Трансиверный модуль Cisco, совместимый с 1000BASE-BX SFP TX1490nm/RX1310nm 20km

Одноволоконный оптический кабель LC UPC — LC UPC Simplex OS2

Зачем нужны BiDi SFP — применение

Оптические модули BiDi SFP обеспечивают двунаправленную передачу данных по оптоволокну через одно волокно, благодаря чему значительно сокращаются затраты на волоконные ресурсы и прокладку кабелей. Они широко используются при развертывании сетей PTN (Packet Transport Network). Применение трансивера можно обобщить следующим образом.

Расширение пропускной способности сетевого соединения - Когда операторы сетей строят сети передачи данных, масштаб оптических кабелей определяется в соответствии с определённым объёмом бизнеса и соотношением волоконных жил. Однако из-за постоянного роста числа пользователей в последние годы постепенно возникает нехватка ресурсов оптических кабельных жил. Если прокладывать новые оптические волокна, это потребует длительного цикла строительства и огромных затрат. Эту проблему можно эффективно решить с помощью одноволоконных приёмопередатчиков BiDi, обеспечив быстрое увеличение пропускной способности сетевых соединений и одновременно снизив затраты на строительство сети.

Обслуживание сетевого соединения - Если соединение оптоволоконного кабеля неожиданно прерывается в системе двунаправленной передачи по одному волокну, время технического обслуживания и ремонта значительно сокращается, поскольку по сравнению с традиционной системой передачи по двум волокнам количество оптических волокон, требующих обслуживания и ремонта, уменьшается вдвое.

В чём разница между BiDi SFP и обычным SFP

После подробного рассмотрения значения двунаправленной передачи, принципа работы оптики BiDi, волокна BiDi и областей применения различия между оптическими модулями BiDi SFP и обычными двухволоконными оптическими модулями SFP можно обобщить следующим образом.

Внешний вид контура - Одноволоконный коннектор BiDi SFP имеет только один порт, тогда как обычный SFP имеет два порта.

Согласование волокон - BiDi SFP позволяет осуществлять двунаправленную волоконно-оптическую связь с использованием только одного волокна, тогда как для Common SFP требуются два волокна.

Внутренняя оптическая структура и принцип работы - BiDi SFP использует технологию WDM и оснащен WDM-коммутатором для объединения и разделения различных длин волн по одному и тому же волокну, тогда как обычный SFP этого не делает.’

Способ использования - Двунаправленные SFP BiDi необходимо использовать парами, тогда как обычные SFP этого не требуют. Например, двунаправленный SFP BiDi 1000BASE-BX-U (Tx1310nm/Rx1490nm) должен работать с двунаправленным SFP BiDi 1000BASE-BX-D (Tx1490nm/Rx1310nm).

Различие длин волн - Все BiDi SFP характеризуются использованием только длин волн для одномодового режима, тогда как обычные SFP поддерживают как многомодовые длины волн (например, трансивер 1000BASE-SX 850nm), так и одномодовые длины волн (например, трансивер 1000BASE-LX/LH 1310nm).

 Рисунок 5: разъем BiDi SFP и обычный разъем SFP

QSFPTEK предлагает широкий ассортимент приемопередатчиков и оптических волокон BiDi: от 1.25 Gbic BiDi SFP до 40G BiDi QSFP по оптимальной цене. Свяжитесь с нами для консультации через [email protected].

Прайс-лист QSFPTEK на двунаправленные SFP-модули 1,25 Гбит/с:

Связанные статьи:

QSFP-40G-SR-BD против QSFP-40G-SR4

Двунаправленная (BiDi) технология трансиверов — наиболее эффективный метод повышения эффективности использования оптоволокна