Учебное пособие по технологии двунаправленной передачи

В течение последних нескольких лет волоконно-оптическая связь демонстрирует тенденцию к увеличению пропускной способности, увеличению интервалов передачи, большей гибкости и снижению затрат на передачу.На этом фоне мы открыли эру технологии двунаправленной передачи, или сокращенно технологии BiDi.

Технология BiDi — меньше волокон для большей скорости

Для технологии двунаправленной передачи термин «двунаправленная» означает использование оптического волокна в двух направлениях, аналогично использованию одного железнодорожного пути в двух направлениях.Технология BiDi позволяет трансиверам передавать и получать данные к/от взаимосвязанного оборудования по одному оптическому волокну.На ранней стадии оптоволоконной связи одно оптическое волокно передает сигналы только одной длины волны, одно оптическое волокно может передавать сигналы только одной длины волны.Это означает, что для осуществления полнодуплексной связи необходимы как минимум два волокна, при этом одно оптическое волокно передает оптические сигналы Tx, а другое оптическое волокно передает оптические сигналы Rx.Это обычная двухволоконная двунаправленная связь.Однако из-за постоянной потребности в большей емкости и большей производительности управлять существующими сетевыми ресурсами становится все труднее.Чтобы максимизировать пропускную способность и использование оптических волокон, возникла технология BiDi, которая может использовать одно оптическое волокно для реализации передачи и приема оптических сигналов, тем самым экономя ресурсы оптического волокна и удваивая пропускную способность вашей сети.

Внутри продуктов BiDi

В настоящее время основными продуктами BiDi являются трансиверы BiDi, которые также называются трансиверами WDM.В отличие от обычного двухволоконного двунаправленного оптического трансивера, состоящего из TOSA и ROSA, в трансивере BiDi используется BOSA для замены TOSA и ROSA, обеспечивая двунаправленную передачу по одному оптическому волокну.Трансиверы BiDi разделяют свет на волны разной длины.Они должны работать как согласованная пара с правильной длиной волны приема и передачи.

Практический пример: переход на 40G с помощью технологии BiDi

Переход на 40G идет полным ходом, обусловленный растущим спросом на невообразимую емкость и производительность серверов и центров обработки данных.Кажется, что эти серверы и приложения никогда не смогут быть удовлетворены.Для них достаточно никогда не бывает достаточно.Даже если вы не подготовились к 40G Ethernet, он вам очень скоро понадобится.Однако здесь существуют некоторые проблемы.

Проблемы, стоящие перед миграцией 40G

Трансиверы 10G SR работают по двухволоконному многомодовому оптоволокну (MMF) с разъемами LC.Но трансиверы 40G SR4/CSR4 работают через ленту MMF с разъемами MPO.В результате приемопередатчики SR4/CSR4 на базе 40G MPO не могут повторно использовать оптоволоконную инфраструктуру агрегации, созданную для подключения 10G.Обычным трансиверам 40G на практике требуется 12 оптоволоконных жил, которые завершаются разъемами MTO-12.Но на рисунке ниже мы видим, что трафик переносят только 8 нитей волокна, в результате чего 4 нити волокна не используются и тратятся впустую.

Решение с трансивером 40G QSFP BiDi

Для решения вышеуказанных проблем появился приемопередатчик 40G QSFP BiDi, основанный на технологии передачи BiDi.Он может передавать полнодуплексный трафик 40G по одному двухволоконному кабелю OM3 или OM4 MMF с разъемом LC.Таким образом, у него есть возможность повторно использовать оптоволоконную инфраструктуру 10G.Другими словами, это позволяет операторам центров обработки данных перейти на подключение 40G без внесения каких-либо изменений в предыдущую систему оптоволоконных кабелей 10G, что приводит к нулевой миграции кабелей с прямых соединений 10G на прямые соединения 40G.

Настоящее применение и прогноз на будущее технологии BiDi

В настоящее время технология BiDi широко применяется предприятиями для повышения производительности до 40G, поскольку она позволяет сэкономить огромные средства, будь то модернизация текущего центра обработки данных или строительство нового.В таблице ниже показаны затраты и экономия при переходе и новом развертывании 288 прямых соединений с технологией 40G BiDi.

Из таблицы мы видим, что при такой огромной экономии на миграции или расширении центра обработки данных трансиверы 40G BiDi на основе технологии BiDi будут продолжать набирать популярность в 40G Ethernet.Поскольку рынок 40G BiDi широк, задумывались ли вы когда-нибудь о 100G BiDi?Будут ли в будущем трансиверы 100G BiDi?100G Ethernet приближается к нам, и среди профессионалов центров обработки данных начали обсуждаться 200G и даже 400G Ethernet.В связи с этим ходили разговоры о том, что оптика 100G BiDi скоро появится на рынке, и я считаю, что это должно произойти где-то в этом году.На данный момент стандарта для 100G BiDi не существует, но мы все еще можем предсказать, что 100G BiDi будет использовать разъем LC, работающий на дуплексных сигналах.Неизвестно, какое расстояние он проедет на стекле OM3/OM4.

Меры предосторожности при применении

Трансиверы BiDi должны работать как согласованная пара с правильной длиной волны приема и передачи.Обратите внимание на цвет отводов на оптических модулях.Оптический модуль с желтым отводом необходимо использовать с оптическим модулем с синим отводом.Оптические модули с отводами одного цвета не могут использоваться вместе.Для трансиверов BiDi не было выпущено никаких стандартов.Длины волн, поддерживаемые модулями BiDi других производителей, могут отличаться друг от друга.Поэтому трансивер BiDi одного производителя может не взаимодействовать с оптическими модулями других производителей.Перед использованием приемопередатчиков BiDi рекомендуется провести единое планирование, например, определить длину волны для устройств верхнего уровня и длину волны для устройств доступа, чтобы предотвратить сбои взаимодействия из-за различий в длинах волн во время реализации.

Краткое содержание

Очевидным преимуществом использования трансиверов BiDi является снижение затрат на инфраструктуру оптоволоконных кабелей за счет уменьшения количества портов оптоволоконных патч-панелей, уменьшения объема лотка, предназначенного для управления оптоволоконными кабелями, и необходимости меньшего количества оптоволоконных кабелей.Хотя трансиверы BiDi стоят дороже по сравнению с традиционными двухволоконными трансиверами, экономия за счет использования меньшего количества оптоволокна более чем достаточна, чтобы компенсировать более высокую цену на них.И рано или поздно к нам прибежит трансивер 100G BiDi, который может стать наиболее экономичным и эффективным выбором для вашей оптоволоконной сети.Давайте подождем и посмотрим.