Практически всегда, когда речь заходит об одноволоконных SFP модулях, или как их еще называют WDM или BiDi (Bi-Direction), в качестве транспортной среды подразумевается использование одномодового волокна. Но иногда возникает вопрос: можно ли использовать подобные оптические модули на многомодовых волокнах?
Исторически сложилось так, что изначально, в качестве источника сигнала в мультимодовых приемо-передатчиках, использовался LED диод, излучающий длину волны 850nm. Разумеется в этом случае прием и передача должны были быть разнесены по разным волокнам. Позже, когда возникла необходимость в увеличении расстояния и скорости, целесообразней стало использование PF или, как в настоящее время, VCSEL лазера, излучающего как 850nm, так и 1300nm. Однако при этом, в многомодовых системах, ввиду небольших расстояний, вопрос экономии волокон не стоял так остро.
В настоящее время, когда речь идет уже о 20, 40 или же 100 гигабитах в секунду, передать такие скорости на одной длине волны бывает порой невозможно, и тогда прибегают к применению WDM схемы. К примеру, передача 40 гигабитный линк может быть реализован следующим образом:
Как видно из рисунка, используется пара волокон. При этом прием и передача ведется одновременно со скоростью 20 гигабит в секунду по каждому волокну на разных длинах волн - 850nm и 900nm соответственно. В результате получается 40 гигабитный линк.
Несмотря на то, что гигабитные/fastethernet оптические WDM приемо-передатчики по одному одномодовому волокну получили широкое распространение, такое же решение, но специализированное именно для многомодового волокна на рынке практически отсутствует. В связи с этим, у некоторых наших клиентов возникает вопрос: если есть одно многомодовое волокно, можно ли организовать линк при этих условиях.
Чтобы ответить на этот вопрос, инженерами компании FlexOptics был создан стенд, в котором на одном конце был размещен 1G BER (Bit-Error-Rate) тестер с гигабитным SFP модулем (TX 1310nm/RX 1550nm 1G BIDI, 10km). С другой стороны парный SFP модуль (TX 1550nm/ RX1310nm) внутри устройства Flexbox. BER тестер генерировал 1G Ethernet сигнал, первый SFP модуль, подсоединенный к мультимодовому волокну передавал сигнал на длине волны 1310nm второму SFP модулю . Затем, входящий сигнал внутри устройства FlexBox заворачивался и, с помощью того же модуля передавался по тому же волокну на длине волны 1550nm обратно через первый SFP модуль в BER тестер. Эта схема позволяла выявить все возможные ошибки сравнивая исходный и возвращаемый трафик.
Практика показала, что схема прекрасно работала до расстояния около 320 метров. При превышении этого расстояния возникали ошибки.
Если рассмотреть конструкцию WDM трансиверов более подробно:
можно заметить, что прием и передача происходит через один оптический порт, в котором используется ферула со вставленным одномодовым волокном (выглядит, практически, так же как обычный коннектор).
В дуплексной системе, излучение от лазерного передатчика проходит ферулу и попадает в подключенное волокно, а затем из этого волокна попадает на фотоприемник, который подобной ферулы не имеет. При этом практически все излучение захватывается фотоприемником. Стоить сказать, что благодаря этому великолепно работают одномодовые SFP модули и медиаконверторы на паре многомодовых волокон, разумеется, на более скромных расстояниях.
Как видно, в одноволоконной системе прием излучения происходит через ту же самую ферулу. Если в качестве транспортной среды используется одномодовое волокно, то при приеме оба волокна стыкуются хорошо и проблем не возникает. В случае же использования многомодового волокна, если при излучении меньшее по диаметру (9µm) одномодовое волокно "светит" в большее по диаметру (50µm) многомодовое волокно, то при приеме возникает проблема. Из большего по диаметру многомодового волокна излучение направляется на меньшее по диаметру одномодовое. Казалось бы, что при этом неизбежны существенные потери.
Но в данном эксперименте все оказалось немного иначе. Сигнал передавался с уровнем -5dBm (модуль во Flexbox-е) и измеренный уровень оказался -7dBm. Объяснение этому явлению кроется в самом волокне. В многомодовом волокне с градиентным показателем преломления пучки света также распространяются по многочисленным путям.
В отличие от одномодового волокна со ступенчатым показателем преломления, ядро с градиентным показателем содержит многочисленные слои стекла, которые по мере удаления от оси волокна имеют более низкий показатель преломления по сравнению с предыдущим слоем. Результатом такого формирования градиента показателя преломления является то, что пучки света ускоряются во внешних слоях и хотя они проходят большие расстояния, их время распространения в волокне сравнимо с временем распространения пучков, проходящих по более коротким путям вблизи оси.
В итоге можно сделать вывод, что в определенных случаях использование одномодовых WDM трансиверов на многомодовом волокне может иметь место, и они могут вполне успешно работать на небольших расстояниях.
В статье использованы материалы www.flexoptix.net
Комментариев нет:
Отправить комментарий