Какова мощность передачи и приема трансивера SFP?

Передаваемая и принимаемая оптическая мощность являются важными параметрами, влияющими на дальность передачи по оптоволоконным линиям. При проектировании новой оптической системы необходимо заранее рассчитать энергетический бюджет трансивера. Чувствительность приёмника также является влияющим фактором. Знаете ли вы, что означают эти два параметра? В этой статье на примерах показано, как их рассчитать и что они означают.

Что такое мощность передачи и приема SFP?

На производительность модулей SFP влияют два важных фактора: мощность Tx (выходная мощность) и мощность Rx (чувствительность приемника). Под оптической мощностью Tx понимается уровень сигнала, выходящего из оптического оборудования; мощность Tx должна находиться в пределах диапазона мощности передатчика. Мощность Rx — это уровень входного сигнала, принимаемого от удаленного устройства, причем ее числовое значение находится в пределах диапазона принимаемой мощности. Далее мы расскажем, как рассчитать значение оптической мощности 10GBASE-SR SFP+ и 10GBASE-LR SFP+ модули. Одномодовые оптические модули используются для передачи данных по оптоволокну на большие расстояния свыше 2 км, тогда как многомодовые модули обычно применяются для передачи данных на короткие расстояния менее 2 км.

Многомодульный модуль 10GBASE-SR SFP+ поддерживает максимальную дальность передачи до 300m по многомодовому оптическому патч-корду OM3. А одномодовый модуль 10GBASE-LR SFP может поддерживать расстояние 10km по одномодовым оптическим патч-кордам. Перед проектированием оптоволоконного соединения следует внимательно изучить параметры продукта, поскольку, как видно, мощность Tx совместимого с Cisco модуля 10GBASE-SR SFP+ составляет от 6.5dB до 0.5dB. Мощность Rx ниже -11.1dB. А чувствительность приемника совместимого с Cisco трансивера 10GBASE-LR SFP составляет менее -12.6dB, а диапазон мощности Tx находится между -6.5 и 0.5dB

Рисунок 1. Параметры Cisco-совместимого модуля 10GBASE-SR SFP+

Рисунок 2: Параметры совместимого с Cisco 10GBASE-LR SFP+

Как определить бюджет оптической мощности по мощности Tx и Rx?

Перед проектированием оптоволоконной линии необходимо знать бюджет оптической мощности (максимально допустимые потери), чтобы рассчитать конкретную дальность действия оптического трансивера.

Оптический энергетический бюджет = мощность Tx – мощность Rx 

Мы можем рассчитать оптический бюджет мощности модулей SR и LR в соответствии с указанными выше параметрами и этим уравнением.

Оптический энергетический бюджет модуля 10GBASE-SR SFP+ = минимальная мощность передачи (-6.5dB) - максимальная мощность приема (-11.1 dB) 

Оптический бюджет мощности (максимально допустимые потери) = (-6.5 dB) – (-11.1 dB)=4.6 dB

Оптический бюджет мощности модуля 10GBASE-LR SFP+ = минимальная мощность передачи (-6.5dB) - максимальная мощность приема (-12.6 dB) 

Оптический энергетический бюджет (максимально допустимые потери) = (-6.5 dB) – (-12.6 dB)=6.1 dB

Как рассчитать дальность передачи по мощности Tx и Rx?

Помимо оптического энергетического бюджета необходимо учитывать и другие факторы, включая ослабление сигнала в оптическом волокне или его соединительных компонентах, потери в местах сварки, а также непредсказуемое ослабление, которое может быть вызвано изгибом оптических патч-кордов (обычно около 3 dB). Потери каждого разъема составляют 0.6 dB, а потери в каждом месте сварки — 0.1 dB. Предположим, мы используем модуль 10GBASE-LR SFP+ для проектирования волоконно-оптической линии, включающей 2 разъема и 4 места сварки, и прокладываем ее с помощью одномодового оптического патч-корда LC 1310nm с потерями 0.35dB на километр.

Рисунок 3: Оптоволоконное соединение

Тогда мы получаем наихудшие оптические потери = энергетический бюджет - общие оптические потери = 6.1dB - 2×0.6 dB - 0.1×4dB - 3dB (зарезервированный запас безопасности) = 1.5dB. Наихудшая дальность передачи = {наихудший энергетический бюджет, в дБ} / [потери кабеля, в дБ/км] = 1.5dB/0.35dB/km = 4.28km. На основании расчетов можно заключить, что максимальная дальность передачи, поддерживаемая этим модулем LR в спроектированной оптоволоконной линии, составляет 4.28km. 

Тем временем с помощью этой серии расчетов мы можем узнать, что сила сигнала в оптическом волокне зависит от бюджета оптического волокна и потерь в оптоволоконном кабеле; чем больше бюджет оптической мощности, тем большее расстояние может поддерживать оптический трансивер. В последней части мы рассчитали бюджет оптического волокна для модулей 10GBASE-LR и 10GBASE-SR. Мы видим, что бюджет оптической мощности 10GBASE-LR значительно больше, чем у 10GBASE-SR. Кроме того, что касается потерь в кабеле, потери в многомодовом оптоволоконном кабеле меньше, чем в одномодовом оптоволоконном кабеле. Поэтому можно сделать вывод, что трансивер 10GBASE-LR поддерживает большую максимальную дальность передачи, чем 10GBASE-SR.

Следует отметить, что после этих расчетов и до проектирования оптоволоконной линии мы можем вычислить лишь приблизительный бюджет оптической мощности. Важно понимать, что это только теоретические данные для справки. Инженерам следует учитывать точное значение, полученное в результате тестирования на коммутаторе, а значение потерь в кабеле также необходимо измерить для получения точного результата.

Заключение

После знакомства с тем, что такое бюджет оптического волокна, и расчета реального случая, я считаю, что вы уже знаете, что представляют собой мощность Tx и Rx модуля SFP, как правильно рассчитывать бюджет по мощности Tx и Rx в линии оптического волокна и как рассчитывать максимальную мощность сигнала волокна. Если у вас есть вопросы о расчете расстояния по диапазону мощности Tx и Rx, вы можете связаться со службой поддержки клиентов по адресу [email protected]. QSFPTEK предлагает различные модули оптических трансиверов. Ознакомьтесь с совместимым трансиверным модулем QSFPTEK 10GBE SFP+ Cisco SFP-10G-LR характеристики(SFP+, 10GBASE-LR, 1310nm 10km DOM). Лучшая цена на SFP-модули! Протестировано на 100%. Заказывайте сейчас!