Sakelar Serat Optik Memerlukan Port Khusus

 

 

Saya telah bekerja dengan infrastruktur jaringan selama sekitar tujuh tahun, dan jika ada satu hal yang masih membuat orang lengah-bahkan orang IT berpengalaman-itu adalah situasi port khusus dengan fibersaklar optik. Anda mungkin mengira port hanyalah sebuah port, bukan? Pasang dan mainkan? Bahkan tidak dekat.

 

 

Masalah Pelabuhan Cukup Dibicarakan Tidak Ada Orang

 

Inilah yang terjadi: Perusahaan memutuskan untuk meningkatkan ke fiber karena "lebih cepat" (memang lebih cepat, tapi bukan itu intinya). Mereka membeli saklar-saklar ini, yang juga mahal, dan kemudian seseorang-biasanya teknisi junior yang mengambil keputusan-menancapkan kabel fiber dan menyadari bahwa port-port tersebut tidak cocok dengan apa pun yang pernah mereka lihat sebelumnya. Slot SFP kosong. Ada saat-saat panik. Berada di sana.

Masalahnya, sakelar serat optik tidak dilengkapi-port bawaan seperti halnya sakelar tembaga. Mereka menggunakan transceiver modular ini, dan yang paling umum Anda temui adalah modul SFP (Small Form-factor Pluggable) dan SFP+. Konvensi penamaan menjengkelkan karena SFP+ sepertinya merupakan versi SFP yang lebih baik, yang secara teknis memang demikian, tetapi keduanya tidak selalu dapat dipertukarkan dan perbedaan kecepatan jauh lebih penting daripada yang Anda kira. SFP maksimal pada 1 Gbps sementara SFP+ menangani 10 Gbps. Lalu ada QSFP untuk 40 Gbps, QSFP28 untuk 100 Gbps, dan sejujurnya sup alfabet terus berjalan.

 

Mengapa Modularitas Ini Ada (dan Mengapa Ini Cemerlang sekaligus Membuat Frustasi)

 

 

Pendekatan modular sebenarnya masuk akal setelah Anda mengatasi sakit kepala awal. Jenis serat yang berbeda memerlukan optik yang berbeda. Anda memiliki-fiber mode tunggal yang dapat berjalan sejauh beberapa kilometer-secara harafiah 40km, 80km, bahkan ada yang mampu menempuh jarak lebih dari 100 km dengan peralatan yang tepat-lalu ada multimode yang lebih murah namun mampu mencapai jarak sekitar 550 meter untuk kecepatan 10G. Anda tidak dapat menggunakan transceiver yang sama untuk keduanya karena panjang gelombangnya sangat berbeda.

Mode-tunggal biasanya berjalan pada panjang gelombang 1310nm atau 1550nm. Multimode? Biasanya 850nm. Optiknya harus cocok atau Anda hanya menembakkan cahaya ke kabel dan berharap yang terbaik, namun tidak akan berhasil. Sama sekali. Saya telah melihat orang mencoba.

Apa yang benar-benar membuat saya tertarik adalah bahwa bahkan dalam kategori yang sama, Anda memiliki variasi. Misalnya modul SFP+ untuk-serat mode tunggal-ada versi yang diberi rating 10km (LR), 40km (ER), 80km (ZR), dan bahkan jarak yang lebih jauh. Masing-masing menggunakan teknologi laser yang berbeda, anggaran optik yang berbeda. Modul 80 km mungkin berharga lima kali lebih mahal dibandingkan versi 10 km, dan terlihat sama dari luar. Anda harus membaca label kecil di sampingnya, dan semoga berhasil melakukannya di ruang server yang penerangannya buruk.

 

Realitas Finansial

 

Di sinilah segalanya menjadi menarik, atau menyedihkan, tergantung pada situasi anggaran Anda. Sasis switch fiber kelas perusahaan-yang layak mungkin berharga $8.000 hingga $15.000. Kedengarannya mahal, tapi tunggu-itu hanya kotak kosongnya. Transceiver SFP+ itu? Masing-masing bisa berharga mulai dari $150 hingga $800 tergantung pada merek dan spesifikasi. Butuh 24 port? Lakukan perhitungan. Dan Tuhan melarang Anda memerlukan modul jangkauan luas atau barang-barang DWDM.

Beberapa orang mencoba menghemat uang dengan membeli-transceiver pihak ketiga. Terkadang ini berfungsi dengan baik. Kadang-kadang tidak benar-benar terjadi, dan Anda memecahkan masalah kehilangan paket bayangan pada jam 3 pagi karena firmware switch tidak berfungsi dengan baik dengan optik-bermerek. Cisco terkenal pilih-pilih dalam hal ini-switch mereka sering memeriksa kode vendor di transceiver dan memberikan peringatan jika tidak "disetujui". Anda biasanya dapat mengabaikan peringatan ini, namun kemudian Anda membatalkan kontrak dukungan Anda. Saat-saat yang menyenangkan.

 

Permainan Penghubung

Lalu ada situasi penghubung secara keseluruhan, yang pantas mendapatkan kata-kata kasarnya sendiri. Konektor LC saat ini sudah cukup standar untuk-aplikasi mode tunggal-ukurannya kecil, dupleks, dan terkunci di tempatnya dengan klik yang memuaskan. Namun instalasi multimode terkadang masih menggunakan konektor SC, yaitu konektor berbentuk persegi yang lebih besar yang harus Anda dorong dan putar. Dan jika Anda bekerja dengan infrastruktur lama, Anda mungkin menemukan konektor ST, yang berbentuk bulat dengan kunci model bayonet-. Mencoba melacak kabel patch mana yang Anda perlukan untuk pemasangan mana merupakan tantangan organisasi tersendiri.

Saya pernah menghabiskan sepanjang sore mencari kabel patch serat LC-ke-SC di pusat data karena seseorang telah "mengatur" lemari pengelolaan kabel berdasarkan warna, bukan jenis konektor. Kabelnya berwarna oranye. Semua fiber berwarna oranye atau kuning atau terkadang biru jika itu mode-tunggal. Sangat membantu.

 

 

Polaritas dan Dua-Realitas Serat

 

Inilah sesuatu yang tidak dijelaskan dengan baik di sebagian besar dokumentasi: serat bersifat searah. Anda memerlukan dua untaian-satu untuk mengirim, satu lagi untuk menerima. Transceiver memiliki sisi TX dan sisi RX, dan Anda harus mendapatkan polaritas yang benar. Hubungkan TX ke TX dan RX ke RX, dan Anda duduk di sana bertanya-tanya mengapa tautannya tidak muncul. Tanyakan padaku bagaimana aku tahu.

Beberapa teknologi baru seperti optik BiDi (dua arah) dapat berjalan dua arah pada satu untaian serat menggunakan panjang gelombang berbeda, dan ini benar-benar pintar. Tapi itu terspesialisasi, lebih mahal, dan Anda tidak bisa begitu saja menukarnya ke konfigurasi standar tanpa memeriksa kompatibilitasnya. Segala sesuatu di fiber memerlukan pemeriksaan kompatibilitas. Ini melelahkan.

Seluruh masalah polaritas menjadi lebih kompleks dengan konektor MPO/MTP yang digunakan dalam aplikasi 40G dan 100G. Ini adalah konektor pita dengan 12 atau 24 serat dalam satu konektor, dan terdapat tiga standar polaritas yang berbeda-Metode A, Metode B, dan Metode C. Salah polaritas pada 24-batang serat dan Anda tidak hanya memperbaiki satu tautan, Anda berpotensi mengakhiri seluruh rangkaian kabel. Saya tidak ingin berbicara tentang berapa lama waktu yang dibutuhkan.

 

Pencocokan Kecepatan dan Autonegosiasi (atau Kekurangannya)

 

Copper Ethernet memiliki autonegosiasi. Ini tidak sempurna, tetapi sebagian besar berhasil. Dua perangkat berjabat tangan, cari tahu kecepatan umum tercepat, dan berangkatlah. Serat? Ha. Transceiver fiber memiliki kecepatan-tetap. Modul SFP adalah 1G. Modul SFP+ adalah 10G. Terkadang Anda dapat menjalankan modul 10G dengan kecepatan 1G jika switch mendukungnya dan Anda mengonfigurasinya secara manual, namun ini tidak otomatis dan tentunya tidak dijamin.

Hal ini menimbulkan masalah nyata di-lingkungan kecepatan campuran. Anda tidak bisa begitu saja menyambungkan server dengan NIC fiber 10G ke port switch dengan modul SFP 1G dan mengharapkannya berfungsi, meskipun secara fisik konektornya terpasang dengan baik. Optiknya tidak bisa disinkronkan. Tautannya tetap tidak aktif. Kemudian Anda membeli modul yang berbeda atau mengkonfigurasi ulang topologi jaringan Anda.

 

Peringkat Suhu Lebih Penting Dari yang Anda Pikirkan

Transceiver-kelas industri ada karena suatu alasan. Optik komersial standar diberi peringkat mungkin 0 derajat hingga 70 derajat. Hal ini baik untuk pusat data-yang dikontrol iklimnya. Namun jika Anda memasang sakelar di gudang, atau lokasi menara seluler, atau di mana pun yang benar-benar panas atau dingin, Anda memerlukan modul-suhu industri dengan nilai -40 derajat hingga 85 derajat . Biayanya jauh lebih mahal.

Saya mengerjakan proyek di mana seseorang menggunakan modul SFP+ kelas komersial-dalam instalasi kabinet luar ruangan. Bekerja dengan baik di musim semi. Musim panas tiba, suhu kabinet internal melebihi 75 derajat, dan transceiver mulai rusak secara acak. Kegagalan yang terjadi secara berkala adalah jenis yang terburuk karena Anda menghabiskan waktu berhari-hari untuk memecahkan masalah sebelum Anda menyadari bahwa masalahnya adalah masalah suhu. Kami akhirnya mengganti 32 modul. Versi-sementara yang diperpanjang harganya sekitar 40% lebih mahal per unit.

 

 

Anggaran Daya dan Kerugian Optik

 

Hal ini menjadi cepat secara teknis, tetapi ide dasarnya adalah bahwa setiap sambungan fiber menimbulkan kerugian. Konektor masing-masing menambah kerugian sekitar 0,5 dB. Sambungan menambahkan 0,1 hingga 0,3 dB. Seratnya sendiri memiliki redaman-biasanya sekitar 0,5 dB/km untuk mode-tunggal pada 1310nm, lebih sedikit pada 1550nm. Anda menambahkan semua ini, dan Anda kehilangan total tautan Anda.

Transceiver memiliki anggaran daya-perbedaan antara daya pancar dan sensitivitas penerima. Untuk modul LR 10G pada umumnya, Anda mungkin memiliki daya pancar -1 dBm dan sensitivitas penerima -14,4 dBm, sehingga memberi Anda anggaran daya sebesar 13,4 dB. Hilangnya tautan Anda harus kurang dari itu, dengan sedikit margin untuk degradasi seiring waktu.

Dalam praktiknya, Anda jarang lagi melakukan penghitungan ini secara manual karena dokumentasi dari produsen modul terkemuka memberi tahu Anda jarak terukur. Namun saat Anda berupaya mencapai batas yang ditentukan, atau saat Anda memecahkan masalah tautan marjinal, memahami anggaran daya optik menjadi hal yang sangat penting. Anda memerlukan pengukur daya optik, yang biayanya $300 hingga $2000 lagi tergantung pada fiturnya.

 

Lubang Kelinci DWDM

 

Multiplexing Divisi Panjang Gelombang Padat adalah tempat segala sesuatunya menjadi sangat rumit. Daripada menggunakan satu panjang gelombang per serat, DWDM memungkinkan Anda menjalankan beberapa panjang gelombang-32, 48, 96, bahkan lebih banyak lagi pada satu untaian serat. Setiap panjang gelombang pada dasarnya adalah saluran 10G atau 100G yang terpisah.

Transceiver untuk DWDM disetel ke panjang gelombang tertentu di jaringan ITU. Terdapat 96 saluran dengan jarak 50 GHz di pita C-(wilayah 1530nm hingga 1565nm). Anda perlu melacak transceiver mana yang memiliki panjang gelombang tertentu, dan transceiver tersebut diberi kode warna-tetapi warnanya tidak sesuai dengan panjang gelombang dengan cara yang intuitif. Saluran 29 berwarna ungu. Saluran 30 berwarna merah muda. Mengapa? Tidak ada alasan bagus.

DWDM digunakan dalam-aplikasi jarak jauh dan interkoneksi pusat data dengan jumlah untaian serat yang terbatas dan mahal. Biaya transceiver lebih mahal, Anda memerlukan peralatan multiplexer/demultiplexer, dan stabilitas suhu menjadi lebih penting karena penyimpangan panjang gelombang dapat menyebabkan crosstalk saluran.

 

Konfigurasi Perangkat Lunak Tidak Selalu Mudah

Bahkan setelah Anda memasang transceiver fisik yang tepat, Anda belum selesai. Banyak sakelar mengharuskan Anda mengonfigurasi kecepatan port, mode dupleks (yang seharusnya penuh untuk fiber, tetapi saya telah melihat bug aneh), dan terkadang mengaktifkan port secara manual. Beberapa vendor menonaktifkan port secara default.

Jika Anda menggunakan kabel DAC (Direct Attach Copper) untuk jangka pendek, bukan transceiver optik-yang biasa digunakan untuk saklar-untuk-beralih tautan di rak yang sama-kabel tersebut memiliki transceiver yang terpasang di kedua ujungnya. Namun switch masih melihatnya sebagai port SFP+ dan Anda masih harus mengonfigurasinya. Kabel DAC lebih murah daripada kabel fiber plus dua transceiver, namun panjangnya dibatasi sekitar 5 meter dan tebal serta tidak fleksibel. Manajemen kabel dengan kabel DAC tidaklah menyenangkan.

 

Penguncian Vendor-dan Kompatibilitas

 

Vendor peralihan besar-Cisco, Juniper, Arista, HPE-semuanya ingin Anda membeli transceiver bermerek mereka. Ini sering kali hanya berupa modul yang diganti mereknya dari produsen optik sebenarnya seperti Finisar, Lumentum, atau Avago, namun dengan pemrograman EEPROM khusus vendor. Markupnya bisa 300% atau lebih.

Optik{0}}pihak ketiga dari perusahaan seperti fs.com atau 10Gtek hampir selalu berfungsi dengan baik. Kuncinya adalah mendapatkan modul berkode yang mengidentifikasi dirinya dengan benar ke switch. Beberapa vendor membuat hal ini lebih mudah dibandingkan yang lain. Arista cukup terbuka tentang-optik pihak ketiga. Cisco... kurang begitu. Sebenarnya ada industri rumahan perusahaan optik yang berspesialisasi dalam modul "kompatibel" yang lolos pemeriksaan vendor.

Hal yang benar-benar membuat frustrasi adalah ketika Anda melakukan instalasi multi-vendor dan optik masing-masing vendor menggunakan spesifikasi yang sedikit berbeda bahkan untuk kecepatan dan jarak nominal yang sama. Anda bisa mendapatkan tautan yang berfungsi tetapi menunjukkan tingkat kesalahan yang tinggi, atau tautan yang berfungsi dengan baik pada awalnya tetapi menurun lebih cepat dari yang diperkirakan.

 

Pembersihan dan Pemeliharaan

 

Tidak ada orang yang suka berbicara tentang pembersihan serat, tapi ini sangat penting. Partikel debu tunggal pada permukaan ujung konektor serat dapat menyebabkan hilangnya sinyal secara signifikan atau kegagalan sambungan total. Permukaan ujungnya berukuran kecil-sekitar 9 mikron untuk diameter inti serat-mode tunggal. Partikel debu berukuran sangat besar jika dibandingkan.

Anda harus membersihkan setiap sambungan fiber, setiap saat. Realitas? Hal ini tidak selalu terjadi di lingkungan produksi di mana Anda terburu-buru memulihkan layanan. Tapi itu harus terjadi. Gunakan alat pembersih serat yang tepat-tisu khusus dan tongkat pembersih, bukan baju Anda. Periksa dengan mikroskop serat. Tiup port dengan udara bertekanan.

Saya telah memecahkan masalah "transceiver buruk" yang sebenarnya hanyalah koneksi kotor. Bersihkan serat, masalah terpecahkan. Namun Anda tidak dapat melihat kotoran dengan mata telanjang, sehingga Anda membuang waktu untuk menukar modul dan menjalankan diagnostik terlebih dahulu.

 

Masa Depan-Membuktikan Sakit Kepala

Saat Anda merancang jaringan fiber, Anda harus memikirkan pertumbuhan dan kebutuhan bandwidth di masa depan. Oke baiklah. Tapi seberapa jauh masa depan? SFP+ pada 10G sepertinya berlebihan sepuluh tahun yang lalu. Sekarang ini menjadi dasar untuk koneksi server. Apakah Anda menjalankan serat multimode OM3 yang cocok untuk 10G, atau menghabiskan lebih banyak uang untuk OM4 yang dapat menangani 40G dan 100G pada jarak yang wajar?

Fiber-mode tunggal adalah "bukti-masa depan" karena fiber itu sendiri dapat menangani kecepatan berapa pun-faktor pembatasnya adalah transceiver dan port switch. Namun mode-tunggal membutuhkan biaya pemasangan yang lebih besar, memerlukan transceiver yang lebih mahal, dan Anda membayar untuk kemampuan yang mungkin tidak diperlukan selama bertahun-tahun. Atau Anda mungkin membutuhkannya tahun depan. Siapa yang tahu?

Masalah jumlah port terkait. Anda membeli switch dengan 48 port. Anda mengisi 30 di antaranya pada awalnya. Tampaknya baik-baik saja. Dua tahun kemudian Anda memerlukan 52 port dan Anda memasang sakelar lain, menangani konfigurasi tumpukan atau fabric, sehingga menambah kompleksitas. Haruskah Anda membeli saklar yang lebih besar di muka? Mungkin, tapi biayanya 50% lebih mahal dan tidak ada jaminan Anda akan benar-benar berkembang.

 

Ketika Segalanya Menjadi Salah

Memecahkan masalah serat adalah keahlian tersendiri. Tautannya mati. Mengapa? Bisa jadi:

Konektor kotor (bersihkan dan periksa kembali)

Jenis transceiver salah (periksa spesifikasi)

Fiber rusak (jalankan tes OTDR jika ada, semoga berhasil jika tidak)

Peringkat jarak terlampaui (ukur panjang kabel sebenarnya)

Ketidakcocokan panjang gelombang (verifikasi kedua ujungnya)

Port tidak dikonfigurasi (periksa konfigurasi sakelar)

Transceiver rusak (tukar dan uji)

Polaritas terbalik (periksa koneksi TX/RX)

Anggaran daya terlampaui (ukur daya optik)

Bug perangkat lunak pada firmware switch (perbarui dan berdoa)

Masalahnya, kegagalan-kegagalan ini sering kali terlihat sama dari luar. Hanya "tidak ada tautan" yang Anda dapatkan. Anda mulai mengerjakan daftarnya, menukar komponen, hingga sesuatu berhasil. Itu tidak elegan.

Masalah yang bersifat intermiten lebih buruk lagi. Tautan yang mengepak, kehilangan paket yang datang dan pergi, kesalahan yang melonjak saat beban. Hal ini dapat disebabkan oleh daya optik yang kecil, fluktuasi suhu, getaran yang mempengaruhi dudukan konektor, EMI jika Anda bekerja di dekat peralatan listrik, atau banyak hal lainnya.

 

Apa yang Saya Inginkan Seseorang Memberitahu Saya

Mulailah dengan sistem dokumentasi yang baik. Lacak transceiver apa yang ada di port apa, versi firmware apa yang berjalan, jenis dan panjang kabel apa yang dipasang. Gunakan label yang tepat. Siapkan suku cadang karena transceiver bisa saja rusak dan menunggu pengiriman saat produksi sedang terhenti bukanlah hal yang menyenangkan.

Belilah dari vendor terkemuka meskipun harganya lebih mahal. Optik termurah mungkin menghemat uang pada awalnya, tetapi memecahkan masalah kompatibilitas yang aneh tidaklah gratis. Waktu Anda memiliki nilai.

Uji semuanya sebelum penerapan. Tingkat daya optik, tingkat kesalahan, tes kecepatan. Jangan berasumsi itu berfungsi hanya karena tautannya muncul.

Dan mungkin yang paling penting: port khusus bukanlah sebuah bug, melainkan sebuah fitur. Modularitas memberi Anda fleksibilitas untuk menyesuaikan jenis serat, jarak, dan persyaratan kecepatan yang tepat untuk setiap sambungan. Hanya saja kurva pembelajarannya lebih curam daripada yang diakui siapa pun sebelumnya.

Teknologinya berhasil. Setelah Anda memahami apa yang Anda hadapi, serat optik dapat diandalkan dan cepat serta menangani kebutuhan bandwidth jaringan modern lebih baik dari apa pun. Tapi bagian "setelah Anda mengerti" itu? Itu membutuhkan waktu, kesalahan, dan mungkin beberapa malam menatap LED port yang tidak menyala sambil bertanya-tanya apa kesalahan Anda.

Tidak apa-apa. Semua orang melewatinya.