Cablaggio in fibra ottica 100G: come scegliere quello giusto per 100 Gigabit Ethernet

Il passaggio da 10G a 100G non è solo “dieci volte più veloce”. Si tratta di un'architettura di cablaggio fondamentalmente diversa - diversi tipi di fibra, diversi formati di connettori, diversi moduli ricetrasmettitori e diversi limiti di portata che dipendono dalle scelte effettuate prima che un singolo cavo venga tirato.

Ho visto team di data center acquistare cavi multimodali OM3 per un valore di $ 40.000 solo per scoprire che le loro ottiche QSFP28 da 100G richiedevano un minimo di OM4 per le distanze che stavano percorrendo. Questo è un errore che non si verifica a 10G, dove il margine di errore è più ampio. A 100G, le specifiche sono più rigide e il costo di un errore è più alto.

Questa guida copre i veri punti decisionali: quale tipo di fibra, quale connettore, quale ricetrasmettitore e fino a che punto ciascuna combinazione raggiunge effettivamente - con i numeri standard IEEE a sostegno.

Ethernet 100G: cosa c'è realmente sul cavo?

Innanzitutto una nota terminologica che conta: la designazione corretta è100G(100 Gigabit), non "100 GB". "GB" significa Gigabyte, un'unità di archiviazione. "G" o "Gb" significa Gigabit, una velocità di trasmissione. Vedrai "100 GB" su alcune pagine di prodotto - è tecnicamente sbagliato e, nelle schede tecniche e nelle RFP, l'utilizzo di abbreviazioni errate segnala che qualcuno non ha fatto i compiti.

100 Gigabit Ethernet (100GbE) è definito da IEEE 802.3ba (2010) e successive modifiche. A differenza di 10GbE, che utilizza un singolo laser su una singola lunghezza d'onda, la maggior parte delle implementazioni 100GbE suddivide il segnale supiù corsie- 4×25G o 10×10G - per ottenere un throughput aggregato di 100G. Il modo in cui vengono trasportate queste corsie dipende interamente dal tipo di fibra e dal modulo ricetrasmettitore.

Tipi di fibra per 100G: la tabella sulla portata che conta davvero

Questa è la tabella di cui la maggior parte degli acquirenti ha bisogno, ma pochi articoli forniscono - copertura massima supportata per ciascun tipo di ricetrasmettitore 100G su ciascun grado di fibra, secondo le specifiche IEEE e MSA:

Il cibo da asporto:OM3 ti fa raggiungere solo 70 metri a 100G.Ciò è sufficiente per la parte superiore-del-rack fino alla fine-della-fila in alcuni progetti di data center, ma non per tratti di cablaggio strutturati più lunghi. OM4 si estende fino a 100 metri. Se il tuo impianto via cavo deve arrivare più lontano, ti trovi nel territorio-modale singolo.

OM3 vs OM4 vs OM5: quale grado multimodale per 100G?

Tutti e tre sono fibre multimodali ottimizzate per laser-con core da 50 µm. La differenza èlarghezza di banda modale- la capacità di trasportare segnali ad alta-velocità sulla distanza:

I consigli pratici:Se oggi utilizzi un nuovo cavo multimodale per un data center da 100 G, OM4 è il minimo. OM3 è un grado legacy che limita la tua portata a 70 metri - va bene per alcune implementazioni, ma ti mette in un angolo man mano che le densità dei rack aumentano e i percorsi dei cavi si allungano.

OM5 aggiunge funzionalità a banda larga per SWDM (Shortwave Wavelength Division Multiplexing), che invia 4 lunghezze d'onda su una singola coppia di fibre duplex invece di richiedere 8 o 12 fibre tramite breakout MPO. La fibra costa di più al metro, ma per le costruzioni greenfield che prevedono la migrazione a 200G/400G, il vantaggio duplex di OM5 può ridurre significativamente il costo totale del cablaggio.

Tipi di connettori: MPO rispetto a LC a 100G

È qui che il cablaggio 100G diventa fisicamente diverso da 10G.

100G-SR4utilizza unConnettore MPO-12con 8 fibre attive (4 di trasmissione, 4 di ricezione) in un'unica interfaccia push-multifibra. Questo è un approccio ad ottica parallela - ciascuna delle 4 corsie riceve la propria coppia di fibre.

100G-SWDM4, DR1, FR1, LR4, ER4utilizzoconnettori LC duplex- due fibre, una trasmette, una riceve. Il multiplexing avviene all'interno del ricetrasmettitore (muxing della lunghezza d'onda per SWDM4/LR4, modulazione PAM4 per DR1/FR1).

Per il cablaggio strutturato, questa distinzione guida la progettazione dell'infrastruttura:

L'ottica parallela (MPO) domina le attuali implementazioni dei data center 100G perché i ricetrasmettitori SR4 sono le ottiche 100G più economiche disponibili. Ma il costo infrastrutturale dei trunk, delle cassette e dei pannelli di connessione MPO aumenta. Man mano che i ricetrasmettitori SWDM4 e single-lambda 100G (DR1, FR1) maturano e diminuiscono di prezzo, il settore si sta spostando verso il duplex per 100G e riservando l'ottica parallela MPO per 400G e 800G.

Se stai costruendo o aggiornando un sistema di cablaggio strutturato, utilizza l'alta-qualitàconnettori in fibra otticaEcavi di connessionevalutato per i budget di perdita di inserzione richiesti da 100G. A 100G, ogni 0,1 dB è più importante che a 10G - il budget per la perdita di collegamento è più limitato.

La questione della migrazione: 10G → 40G → 100G → 400G

Una delle cose più intelligenti che puoi fare quando pianifichi un'infrastruttura 100G è la progettazione per ilProssimolivello di velocità. Ecco come funziona in genere il percorso di aggiornamento:

Da 10G a 100G in multimodale:Se il tuo impianto esistente è OM4, puoi riutilizzare la fibra. Sostituisci i ricetrasmettitori SFP+ da 10G con QSFP28 SR4 da 100G, scambia i pannelli di permutazione LC con pannelli a cassette MPO e potrai eseguire 100G sulla stessa fibra. Anche l'OM3 funziona, ma solo fino a 70 metri.

Da 100G a 400G in multimodale:400G-SR8 utilizza MPO-16 con 16 fibre. Se hai installato trunk MPO a 24 fibre per 100G (una procedura consigliata), avrai capacità per 400G senza ricablare.

Da 100G a 400G in modalità-singola:400G-DR4 utilizza lo stesso ingombro del connettore MPO-12 di 100G-SR4 ma in modalità singola-OS2. Se hai installato la modalità-singola dall'inizio, la transizione avverrà solo con il ricetrasmettitore.

La lezione:prendi più fibra di quella di cui hai bisogno oggi. Un trunk MPO a 24-fibre costa leggermente di più di un trunk a 12 fibre ma offre un percorso di migrazione di 400G senza toccare l'impianto di cavi. Per i collegamenti monomodali, l'installazione di fibre di riserva nello stesso condotto non costa quasi nulla al momento dell'installazione e consente di risparmiare una fortuna in seguito.

Suggerimenti per l'installazione dal campo

Testare ogni connessione.A 100G, il budget totale della perdita di collegamento su SR4 su OM4 è di circa 1,9 dB - che include attenuazione del cavo, perdita di giunzione e perdita di inserimento del connettore. Con un connettore MPO a ciascuna estremità più un breakout per la cassetta, si hanno forse quattro coppie di connettori accoppiati nel percorso. A 0,35 dB per connessione MPO (tipico), siete già a 1,4 dB prima della perdita del cavo. Non c'è quasi nessun margine. Ogni connettore sporco o disallineato incide su un budget già-sottile.

Pulisci religiosamente i connettori MPO.Le ghiere MPO hanno 8 o 12 terminazioni in fibra in un singolo connettore - una fibra contaminata uccide l'intero collegamento. Utilizza un detergente per MPO-specifico per un-clic e ispeziona ogni ghiera con unAmbito di ispezione MPOprima dell'accoppiamento.

Non mescolare i tipi di fibra.L'esecuzione di un cavo di connessione OM3 su un trunk OM4 riduce l'intero collegamento alle prestazioni OM3. Ogni componente del canale - cavo principale, cavi di connessione e cassette - deve avere lo stesso grado di fibra o migliore.

Etichetta tutto.A densità di 100G, con trunk MPO, cassette breakout e cavi di connessione duplex tutti nello stesso armadio, i cavi senza etichetta diventano cavi irrintracciabili. Etichettare entrambe le estremità di ogni cavo, ogni porta del pannello, ogni posizione della cassetta. Il tuo sé futuro - o il prossimo tecnico che toccherà questo armadietto - ti ringrazierà.

Domande frequenti