Aktywna infrastruktura optyczna: co świeci, wzmacnia, przełącza i obserwuje światłowód · Aktywna infrastruktura optyczna · Łącza światłowodowe · Dokumentacja · CodingBox
CodingBox Dokumentacja

Aktywna infrastruktura optyczna: co świeci, wzmacnia, przełącza i obserwuje światłowód

Łącze światłowodowe to pasywne szkło między dwoma aktywnymi końcami. Wszystko, co ma zasilanie w torze optycznym — transceivery na końcach, konwertery mediów i transpondery, wzmacniacze i regeneratory pośrodku, ROADM-y, OLT-y i ONU sieci PON, przełączniki ochronne oraz monitory, które to wszystko obserwują — to aktywna infrastruktura optyczna. Zamienia bity na światło i z powrotem, odtwarza to, co zabrała infrastruktura pasywna, wybiera trasy i raportuje, co dzieje się z łączem. Ta sekcja umieszcza te elementy na łączu, pokazuje, jak współdziałają z infrastrukturą pasywną, i odsyła do kategorii transceiverów, gdzie sam moduł — formaty obudowy, pamięć, diagnostyka, kompatybilność — jest omówiony szczegółowo.

Pasywne i aktywne: dwie połowy łącza

Infrastruktura pasywnaInfrastruktura aktywna
Co to jestświatłowód, kable, złącza, spawy, splittery, filtry, mufy, paneletransceivery, porty hosta, konwertery mediów, transpondery, wzmacniacze, ROADM-y, OLT/ONU, przełączniki ochronne, monitory
Wymaga zasilanianietak — oraz zasilania awaryjnego z baterii na obiektach bezobsługowych
Co robi ze światłemtłumi, odbija, wprowadza dyspersję, kieruje według długości faligeneruje, wykrywa, wzmacnia, regeneruje, przełącza, mierzy
Żywotność25–40 lat5–15 lat (lasery się starzą, elektronika staje się przestarzała)
Rodzaj awariipowolna degradacja, nagłe przerwaniazasilanie, koniec żywotności lasera, firmware, przegrzanie
Zarządzanierejestry i testy okresowetelemetria na żywo, alarmy, oprogramowanie
SzczegółyInfrastruktura pasywnata sekcja

Mapa elementów aktywnych

ElementRolaGdzie na łączuWięcej informacji
Transceiver (SFP, QSFP, OSFP …)zamienia elektryczne linie na światło i z powrotem; laser, fotodioda, sterowniki, DSP i diagnostyka w jednym module wpinanymoba końce, wewnątrz przełącznika, routera, NIC, OLT lub portu transponderaTransceivery w łączu, Czym jest transceiver
Port hostazasila moduł, zakańcza linie elektryczne, obsługuje MAC/PCS, odczytuje diagnostykęprzełącznik, router, NIC serweraPorty i uplinki, Porty NIC i PCIe
Konwerter mediów, repeater OEOkonwersja miedź ↔ światłowód lub światłowód ↔ światłowód bez przełącznika; regeneracja 2Rkońce małych łączy, przedłużanie portu miedzianego przez światłowódSprzęt transportowy i dostępowy
Transponder, muxponderodwzorowuje szary sygnał klienta na kolorowaną długość fali DWDM, często z ramkowaniem OTN i FEC; agreguje klientówterminale DWDMjak wyżej; Projektowanie sieci DWDM i OTN
Wzmacniacz optyczny (EDFA, Raman, SOA)odtwarza moc utraconą w światłowodzie bez ingerencji w danebooster za multiplekserem, wzmacniacz liniowy co 80–120 km, przedwzmacniacz przed demultiplekseremWzmacniacze i regeneracja
Regenerator (OEO, 3R)odbiera, retaktuje, kształtuje na nowo i retransmituje — resetuje szum i dyspersjętam, gdzie samo wzmocnienie nie daje już wystarczającego OSNRjak wyżej
ROADM, WSS, przełącznik optycznydodaje, wydziela i przekierowuje długości fali na poszczególne portywęzły DWDM z więcej niż dwoma kierunkamiSprzęt transportowy i dostępowy, Komponenty DWDM
Optyczny przełącznik ochronnyprzełącza ruch na zapasowy światłowód lub trasę w czasie poniżej 50 msłącza chronione, pierścieniejak wyżej
OLT i ONU/ONT sieci PONkoniec centralny i końce abonenckie drzewa punkt-wielopunktcentrala i lokal klientajak wyżej; Jak działa PON
Moduł kompensacji dyspersjiznosi dyspersję chromatyczną — pasywny światłowód lub siatka Bragga, ale umieszczony razem ze wzmacniaczamistacje wzmacniaczy starszych linii 10G/40GDyspersja i szerokość pasma
Monitory (DDM, OSC, OCM, RFTS, porty OTDR)mierzą moc, widmo, zdarzenia w światłowodzie; przenoszą zarządzanie między obiektamikażdy element aktywny; dedykowane jednostki na stacjach liniiMonitorowanie i zarządzanie
Zasilanie i środowisko−48 V DC, AC, baterie, chłodzenie, szafy i kontenerykażdy obiekt aktywny, w tym szafy uliczne i słupySprzęt transportowy i dostępowy

Skąd biorą się decybele i dokąd trafiają

EtapPasywny czy aktywnyWpływ na budżet mocy
Nadajnik (laser)aktywnyustala moc nadawaną: −8 … +4 dBm dla modułów wpinanych, do +23 dBm za boosterem
Złącza, spawy, światłowód, splittery, filtrypasywnykażde pochłania 0,05–20 dB; strata infrastruktury (Budżet łącza)
Wzmacniaczaktywnydodaje 15–30 dB wzmocnienia i trochę szumu; budżet staje się budżetem OSNR
Dyspersja, PMD, nieliniowośćfizyka pasywnakary w dB albo twarde ograniczenia zasięgu; DSP w module koherentnym kompensuje je elektronicznie
Odbiornik (fotodioda, TIA, CDR/DSP, FEC)aktywnyustala czułość (−14 … −30 dBm) i próg przesterowania (+3 … −7 dBm)
Regeneratoraktywnyresetuje wszystko; zaczyna się nowe łącze

Łącze projektuje się albo jako budżet mocy (bez wzmocnienia: nadajnik minus odbiornik w odniesieniu do strat infrastruktury), albo jako budżet OSNR (wzmocnione: szum skumulowany na odcinkach w odniesieniu do wymagań odbiornika); o tym, który wariant, decydują elementy aktywne (Wzmacniacze i regeneracja).

Własność i demarkacja

ModelCo otrzymuje klientElementy aktywne będące własnością klienta
Ciemny światłowódparę włókien między dwoma panelamiwszystko — transceivery, wzmacniacze, monitoring
Oświetlona długość falijeden kanał DWDM w systemie liniowym operatora; „czarne łącze” z ITU-T G.698.2 o określonej mocy i dyspersji w punkcie demarkacjitransceivery lub transpondery na obu końcach
Zarządzana usługa Ethernet lub OTNport z umową o poziomie usług (SLA)nic optycznego; transceiver operatora znajduje się naprzeciwko transceivera klienta
PONONU w lokalu klientaONU (albo klucz ONU w przełączniku klienta)
Własna siećwszystkowszystko

Punkty demarkacji to miejsca, w których spotykają się odpowiedzialność za infrastrukturę i za część aktywną: operator gwarantuje okno mocy i stratę; moduł klienta musi się w nie zmieścić (Topologie sieci światłowodowych).

Cykl życia infrastruktury aktywnej

AspektRzeczywistość
Czas eksploatacjilasery 10–20 lat, moduły wpinane wymieniane z każdą generacją prędkości (5–7 lat), systemy liniowe 10–15 lat
Sygnatura starzeniarosnący prąd polaryzacji lasera przy stałej mocy, malejąca sprawność pomp wzmacniacza, zużycie wentylatorów (Prąd polaryzacji Tx i starzenie się lasera)
Zależność od zasilaniaobiekt bez zasilania to jak przerwany światłowód; baterie na 4–8 godzin na stacjach wzmacniaczy i OLT, generatory na dłużej
Firmwaremoduły, hosty i systemy liniowe mają firmware; aktualizacje zmieniają kompatybilność (Macierze kompatybilności i firmware)
Części zapasowe5–10 % modułów każdego typu, karty pomp wzmacniaczy, wentylatory i zasilacze (Konserwacja i przywracanie)
Bezpieczeństwoklasa 1 przy modułach wpinanych, klasa 3B/4 przy wzmacniaczach — poziom zagrożenia ustala strona aktywna (Bezpieczeństwo i postępowanie)
Kompatybilnośćkodowanie producenta modułów i hostów to problem strony aktywnej, którego infrastruktura pasywna nigdy nie ma (Blokada producenta)

Dalej w kategorii transceiverów

TematMateriały
Czym jest transceiver i jak ewoluowałCzym jest transceiver
Formaty obudowy od GBIC do OSFPPorównanie formatów obudowy
Wnętrze modułu: lasery, odbiorniki, DSP, firmwarePrzegląd komponentów
Mapy pamięci i interfejsy zarządzaniaSpecyfikacje
Diagnostyka cyfrowa i monitorowaniePodstawy DDM, Monitorowanie
Kompatybilność z hostamiBlokada producenta, Weryfikacja optyki
Gdy łącze nie chce się podnieśćBrak łącza, Indeks objawów

W CodingBox

CodingBox to stanowisko dla najmniejszego elementu aktywnego: zasila transceiver poza hostem, odczytuje jego dane identyfikacyjne, możliwości i diagnostykę, i pozwala zweryfikować moduł, zanim spotka się on ze światłowodem i portem hosta. Wszystko, co ta sekcja mówi o mocy nadawanej, długości fali, ograniczeniach odbiornika i diagnostyce, jest odczytywane z pamięci samego modułu na ekranach Check i DDM (Check transceiver, DDM w aplikacji).


Jeśli znajdziesz nieścisłość lub błąd w tym materiale, zaznacz odpowiedni fragment i naciśnij Ctrl+Enter, aby .