BiDi raiduztvērēju lietojumprogrammas: vienas šķiedras risinājumi mūsdienīgiem tīkliem

BiDi (divvirzienu) raiduztvērēji pārraida un saņem datus vienlaicīgi pa vienu šķiedras virkni, izmantojot divus dažādus viļņu garumus un WDM tehnoloģiju, efektīvi samazinot šķiedru skaitu vienā saitē.Tie tiek plaši izmantoti universitātes pilsētiņas mugurkaula savienojumos, FTTH piekļuves tīklos, 5G frontālo/atvilkšanas līniju saitēs, metro gredzenu arhitektūrās un CCTV novērošanas sistēmās. Šajā rakstā ir izskaidrots, kā BiDi vienas šķiedras tehnoloģija darbojas praksē, kur tai ir jēga un kas jāpārbauda pirms izvietošanas.

 

 

Kā patiesībā darbojas BiDi vienas šķiedras pārraide

Standarta dupleksajam raiduztvērējam ir vajadzīgas divas šķiedras,{0}}viena sūtīšanai un viena saņemšanai. BiDi raiduztvērējs to sabrūk vienā daļā. Galvenā sastāvdaļa ir diplekseris, ko dažreiz sauc par WDM savienotāju, kas atrodas moduļa iekšpusē un veic divus darbus vienlaikus: tas savieno lokāli ģenerēto pārraides viļņa garumu ar šķiedru, vienlaikus sadalot ienākošo uztveršanas viļņa garumu un novirzot to uz fotodetektoru.

TheIEEE 802.3ahspecifikācija sākotnēji definēja šo pieeju Gigabit Ethernet pirmajā jūdzē (EFM), izmantojot 1310 nm/1490 nm viļņu garuma pārus, izmantojot viena režīma šķiedru. Kopš tā laika šī koncepcija ir pielāgota lielākam datu pārraides ātrumam. Mūsdienu 10G BiDi SFP+ moduļi parasti izmanto 1270nm/1330nm pārus 10–60 km sasniedzamībai, savukārt 25G SFP28 BiDi varianti atbalsta attālumus līdz 40 km 5G mobilajam transportam. Pie 100G QSFP28 BiDi izmanto četrus CWDM viļņu garumus, kas definētiITU-T G.694.2(1271, 1291, 1311, 1331 nm), lai datu centros panāktu īsu-vienas-šķiedras savienojumu.

Viena detaļa, kas aizrauj cilvēkus: BiDi moduļi vienmēr ir jāizvieto saskaņotos pāros. Puse A raida vienā viļņa garumā un uztver otrā; B puse rīkojas otrādi. Divu A sānu moduļu uzstādīšana saites pretējos galos nozīmē, ka abi gali raida vienā viļņa garumā, un neviens uztvērējs nav noregulēts, lai to noteiktu,{2}}saite paliek tumša. Tā ir izplatīta izvietošanas kļūme, it īpaši, ja uzstādītāji no vienas paplātes izvelk divus identiskus moduļus, nevis pārbauda A/B etiķetes pirms lāpīšanas. Krāsu-kodēšana vai marķēšana A un B pusē noliktavas stadijā novērš lielāko daļu šo problēmu. Izpratne par aizmugures mehānikuoptiskā savienojuma moduļa darbībapalīdz novērst šādas kļūdas.

 

Campus un Enterprise Backbone Networks

BiDi raiduztvērēju ekonomiskais arguments ir visvieglāk redzams universitātes pilsētiņas vidē. Apsveriet iespēju izveidot vidēja lieluma -universitāti ar optiskās šķiedras savienojumu, kas darbojas ar desmitiem ēku, kas atrodas vairākos simtos akru. Katrai ēkai-uz-ēkai, kas izmanto standarta dupleksos raiduztvērējus, ir nepieciešami divi šķiedru pavedieni. Pārslēdzieties uz BiDi, un katra saite samazinās līdz vienai daļai.

Ietaupījumi tiek iegūti, veicot plākstera vadus, savienojot darbu un izmantojot šķiedru,{0}}īpaši ilgākos studentu pilsētiņās, kur ir maz vietas. Līdzsvara-punkts ir atkarīgs no saites garuma, moduļa cenas un vietējām instalēšanas izmaksām, tāpēc tas atšķiras atkarībā no projekta. Īsākos braucienos, kur ir daudz šķiedru, dupleksā optika joprojām var būt vienkāršāka. Bet, ja dzīslu skaits ir ierobežots vai novecojošais vads nevar aizņemt vairāk kabeļu, BiDi maina ekonomiku.

Papildus materiālu izmaksām mazāk šķipsnu nozīmē mazāku cauruļvadu pārslodzi, mazāk savienojumu, kas izraisa ievietošanas zudumu, un vienkāršāku problēmu novēršanu. Studentu pilsētiņas plānotājiem galvenie lēmumu pieņemšanas faktori ir virzienu pieejamība, saites garums un optiskais budžets. Mūsu ceļvedisSFP raiduztvērēju veidi dažādos ātrumosattiecas uz moduļa opcijām, ja jums ir nepieciešams -ar-ātruma salīdzinājums.

 

 

FTTH un platjoslas piekļuves tīkli

Fiber-to-home izvietošana neapšaubāmi ir visjutīgākā -šķiedru{3}} lietojumprogramma BiDi tehnoloģijai. FTTH arhitektūrā no punkta{5}}līdz-punktam katram abonenta savienojumam ir nepieciešama īpaša šķiedra no optiskās līnijas termināļa (OLT) līdz telpām. Tā samazināšana līdz vienai daļai, izmantojot BiDi, tieši ietekmē infrastruktūras izmaksas,{8}}lai gan precīzs ietaupījums ir atkarīgs no vietējās šķiedras cenas, cauruļvadu pieejamības un uzstādīšanas darbaspēka.

Vairākas liela mēroga -nacionālās platjoslas programmas ir pieņēmušas BiDi, lai piekļūtu-slāņa savienojumam, parasti izmantojot 1310nm/1490nm vai 1310nm/1550nm viļņu garuma pārus ar 1G ātrumu. 10G varianti kļūst arvien izplatītāki, jo pieaug joslas platuma prasības. Tas nozīmē, ka izmaksu priekšrocības samazinās, ja šķiedras jau ir lētas un bagātīgas vai ja piekļuves topoloģija izmanto PON (pasīvo optisko tīklu), nevis punktu{9}}punktu{10}}arhitektūru. PON sistēmām ir sava viļņa garuma pārvaldība, un tās negūst tādu pašu labumu no BiDi moduļiem.

 

 

5G Fronthaul un Backhaul Transport

Blīvās 5G konstrukcijās BiDi palīdz divos praktiskos veidos: tas samazina dzīslu patēriņu un samazina kabeļu apjomu pārpildītos cauruļvados. Katrai šūnu vietnei var būt nepieciešamas vairākas lielas-joslas platuma saites starp centralizētām bāzes joslas ierīcēm un attālinātām radio galviņām, un pilsētās šķiedru kanālu telpa bieži ir visgrūtākais ierobežojums, ko apstrādāt.

25G SFP28 BiDi moduļi ir praktiska iespēja 5G fronthaul, kas atbalsta eCPRI un CPRI protokolus, kas savieno sadalītās vienības (DU) ar radio vienībām (RU). 1270 nm/1330 nm viļņu garuma pāris, izmantojot viena -režīma šķiedru, aptver 10–20 km attālumus, kas raksturīgi frontālajiem maršruta segmentiem. Atvilces maršrutēšanas datu apkopošanai no šūnu vietnēm uz mobilo kodolu, 10G BiDi SFP+ moduļi apstrādā trafiku par zemāku maksu par bitu.

Tas, kas padara BiDi noderīgu mobilo sakaru operatoriem, ir iespēja atkārtoti izmantot esošo tumšo šķiedru, nevelkot jaunu kabeli. Šķiedru ražotne, kas sākotnēji atbalstīja 4G ar dupleksajiem savienojumiem, var nodrošināt vairāk saišu, mainot to uz BiDi-bez tranšeju rakšanas, nepieļaujot aizkavi. Bet tur ir āķis: diplekseris pievieno ievietošanas zudumu, kas nostiprina saites robežas. Fronthaul segmentos, kur optiskais budžets jau ir ierobežots, pārbaudiet jaudas budžetu, pirms pieņemat, ka BiDi darbojas tādā pašā attālumā kā dupleksais.

Ievērības cienīgs viens izvietošanas modelis: daži operatori savieno pārī 25G BiDi frontālo līniju ar 10G BiDi atvilkšanas līniju vienā un tajā pašā šķiedru komplektā, izmantojot nepārklājošus viļņu garumu pārus (1270nm/1330nm frontālajam maršrutam, 1490nm/1550nm atpakaļceļam). Šī līdzāspastāvēšana darbojas, taču tai ir nepieciešama rūpīga viļņa garuma plānošana.

 

Metro un WDM gredzenu tīkli

Metropoles zonas tīkli saskaras ar pastāvīgu spriedzi starp jaudas pieaugumu un optiskās šķiedras pieejamību. BiDi dabiski iekļaujas metro gredzenu arhitektūrā, kur katrs mezgls šķērso satiksmi abos virzienos pa koplietojamiem šķiedras ceļiem.

Metro lietojumprogrammām, kurām nepieciešams vairāk nekā viens BiDi viļņu garuma pāris, tehnoloģija labi integrējas ar pasīvo.CWDM mux/demux platformas. Vairāku BiDi kanālu pārklāšana uz vienas un tās pašas šķiedras mērogošanas jaudas pakāpeniski bez jaunas šķiedras konstrukcijas. Šī daudzslāņu pieeja-BiDi šķiedru efektivitātei un CWDM viļņa garuma blīvumam-var uzlabot reģionālo pakalpojumu sniedzēju izmaksu efektivitāti, lai gan kopējās izmaksas ir atkarīgas no kanālu skaita, attāluma un tā, vai jums ir nepieciešams pastiprinājums.

 

 

Novērošana, video un specializētas lietojumprogrammas

Augsta-videonovērošanas un IP novērošanas instalācijas ir mazāk acīmredzamas, taču praktiskas izmantošanas gadījums. Liela universitātes pilsētiņas drošības sistēma var savienot 200 vai vairāk IP kameras atpakaļ ar centrālo video pārvaldības serveri. Katrai kameras saitei ir salīdzinoši zems-joslas platums, taču kopējais šķiedru skaits strauji palielinās, izmantojot dupleksos savienojumus.

BiDi SFP moduļi ar 1000BASE-BX ātrumu apstrādā šīs saites uz vienas šķiedras pavedieniem, un vienkāršā LC savienotājs aizņem mazāk paneļa vietas nekā dupleksās alternatīvas. Digitālā video apraide, rūpnieciskā uzraudzība un augsta-blīvuma slēdzis-uz-pārslēgts starpsavienojumi šaurās vietās — tas viss gūst labumu no viena principa.

 

Kad BiDi var nebūt labākā izvēle

BiDi nav pareizā atbilde uz katru saiti. Dažas situācijas, kurās standarta dupleksā optika var būt vienkāršāka vai uzticamāka:

• Šķiedrvielu jau ir daudz.Ja jūsu caurulē ir daudz rezerves šķiedru, šķiedras ietaupījumi neatsver augstākas moduļa izmaksas un atbilstošo{0}}pāra krājumu sarežģītību.
• Komandas dod priekšroku identiskai optikai abos galos.Duplex abos galos izmanto vienu un to pašu moduli. BiDi ir nepieciešama A un B puse. Komandām ar ierobežotu optisko pieredzi vienāds inventārs samazina kļūdu skaitu.
• Garas saites ar stingru optisko malu.Diplekseris palielina ievietošanas zudumu. Saites, kas atrodas tuvu moduļa maksimālajai sasniedzamībai, šie papildu zaudējumi var izstumt jūs ārpus enerģijas budžeta.
• Esošās ielāpu konvencijas pieņem dupleksu.Pāreja uz BiDi nozīmē personāla pārkvalifikāciju un dokumentācijas atjaunināšanu. Nelieliem izvietojumiem pārejas izmaksas var nebūt tā vērtas.
•  

Izvietošanas kontrolsaraksts

Pārbaudiet vienumu	Kāpēc tas ir svarīgi	Kas jāpārbauda
A/B pāru atbilstība	Neatbilstoši moduļi ir visizplatītākā BiDi kļūme	Apstipriniet A malu vienā galā, B pusi otrā; etiķete pirms nosūtīšanas
Optiskās jaudas budžets	Diplexer pievieno ievietošanas zudumu salīdzinājumā ar dupleksajiem moduļiem	Aprēķināt kopējo saites vājināšanos; salīdzināt ar moduļa specifikāciju
Viļņa garuma konflikts	BiDi viļņu garumi var pārklāties ar CWDM/DWDM vienā un tajā pašā šķiedrā	Pārskatiet viļņa garuma plānu visam šķiedras ceļam
DOM/DDM atbalsts	Reāllaika{0}}uzraudzība, izmantojot SFF-8472, agri konstatē degradāciju	Pārbaudiet, vai moduļi ziņo par Tx/Rx jaudu, temperatūru un nobīdes strāvu
Inventārs un rezerves daļas	Jums ir nepieciešamas gan A-sānu, gan B-sānu rezerves daļas	Uzglabājiet vismaz vienu rezerves pāri katrā vietā; skaidri etiķeti

 

 

Piemērs: 10G BiDi Link Budžets Vairāk nekā 10 km

Pirms BiDi izvietošanas jebkurā saitē pārbaudiet, vai kopējais ceļa zudums nepārsniedz moduļa optisko budžetu. Šeit ir izmantots piemērs 10 G BiDi SFP+ modulim 10 km viena režīma šķiedru skrējienā, izmantojot standartaITU-T G.652Dšķiedru parametri:

Parametrs	Vērtība	Avots
Šķiedru vājināšanās (1270nm, 10km)	0,35 dB/km × 10=3.5 dB	G.652D spec, 1310nm logs
Savienotāja zudums (2 savienoti pāri)	0,3 dB × 2=0.6 dB	TIA-568 klase, LC/UPC
Savienojuma zudums (1 saplūšanas savienojums)	0,1 dB × 1=0.1 dB	Tipisks saplūšanas savienojums
Dipleksera pārmērīgais zudums (abos galos)	~1,0 dB	Moduļa iekšējais, katra piegādātāja datu lapa
Kopējais aptuvenais ceļa zudums	5,2 dB
Moduļa saites budžets (Tx min līdz Rx jutība)	14,0 dB	Tipiska 10 G BiDi SFP+ datu lapa
Atlikusī rezerve	8,8 dB

8,8 dB robeža ir ērta,-tā ņem vērā šķiedru novecošanos, turpmākos remonta savienojumus un savienotāju piesārņojumu laika gaitā. Ja šī robeža nokrītas zem 3 dB, apsveriet iespēju izmantot lielāku-jaudas moduli vai īsāku sasniedzamības variantu. Dipleksera zudumu līnija ir galvenā atšķirība no dupleksa budžeta; standarta dupleksais raiduztvērējs ar tādu pašu datu pārraides ātrumu atgūtu aptuveni 1 dB no šīs robežas.

 

 

Bieži uzdotie jautājumi