Transceiver Optik Mengurangi Kehilangan Sinyal

 

Degradasi sinyal selalu menjadi kendala terbesar dalam-transmisi data jarak jauh. Saya telah bekerja dengan instalasi jaringan di mana kabel tembaga tidak dapat mengirim data lebih dari 100 meter tanpa penurunan kualitas yang signifikan. Di situlahtransceiver optikikut bermain, dan sejujurnya, perbedaannya adalah siang dan malam.

 

Mengapa Kehilangan Sinyal Penting

 

Inilah hal yang kebanyakan orang tidak sadari-setiap meter kabel berfungsi seperti resistor kecil. Dengan tembaga tradisional, Anda melawan fisika itu sendiri. Sinyal listrik melemah saat bergerak, menerima gangguan dari kabel terdekat, dan pada saat mencapai tujuannya? Anggap saja pihak penerima tidak menerima apa yang Anda kirim.

Tapi cahaya tidak peduli dengan interferensi elektromagnetik. Sebuahpemancar optikmengubah sinyal listrik menjadi sinyal optik, mengirimkannya melalui serat dengan kecepatan hampir cahaya (oke, sekitar 200.000 km/s dalam serat, tapi siapa yang menghitung). Keindahannya di sini adalah foton tidak kehilangan energi seperti halnya elektron dalam jarak jauh.

 

 

Angka-Angkanya Tidak Berbohong

 

Saya mengambil beberapa-data dunia nyata dari proyek pusat data terbaru. Kabel Cat6 standar? Anda melihat kehilangan sekitar 20-30 dB per kilometer pada 1 GHz. Fiber-mode tunggal dengan transceiver berkualitas? Mungkin 0,3-0,5 dB/km pada panjang gelombang 1550nm. Itu tidak hanya lebih baik-ini terjadi di liga yang benar-benar berbeda.

Salah satu proyek yang kami lakukan tahun lalu melibatkan jaringan kampus sepanjang 15 kilometer. Dengan repeater tembaga, kita memerlukan 7-8 titik amplifikasi menengah. Menggunakan serat dan tepattransceiver, kami berangkat dari titik-ke-titik. Nol repeater. Investasi awal memang lebih tinggi, tetapi biaya pemeliharaan saja sudah cukup untuk menutupi selisihnya dalam waktu kurang dari dua tahun.

 

Bagaimana Mereka Sebenarnya Bekerja

 

 

Di dalam modul ini-dan saya telah membuka lebih dari beberapa modul selama sesi pemecahan masalah-pada dasarnya ada dua komponen utama yang bekerja bersama. Sisi pemancar mengambil sinyal listrik Anda dan menggunakan dioda laser (atau LED untuk jarak lebih pendek) untuk menghasilkan pulsa cahaya. Sisi penerima melakukan sebaliknya, menggunakan fotodioda untuk mengubah cahaya masuk kembali menjadi arus listrik.

Bagian yang pintar? Transceiver modern mencakup sesuatu yang disebut diagnostik digital. Anda dapat memantau tingkat daya optik secara real-time-yang berarti Anda mengetahui secara pasti kapan kualitas sinyal mulai menurun sebelum menjadi masalah. Ini menyelamatkan daging kita lebih dari yang bisa saya hitung.

 

Performa Jarak Jauh Yang Sebenarnya Penting

 

Modul-jangkauan pendek (multimode 850nm) biasanya dapat menangani jarak 300-550 meter dengan baik. Kami menggunakannya terus-menerus untuk server-untuk-mengalihkan koneksi dalam rak. Namun di sinilah versi mode tunggal-panjang-mencapai 1310nm atau 1550nm menarik? Saya telah melihat sertifikasi berjalan melebihi 80 kilometer dengan kekuatan sinyal masih dalam parameter yang dapat diterima.

Ada satu instalasi yang menghubungkan dua bangunan di kota kecil. Serat optik sepanjang sembilan belas kilometer, transceiver 10GBASE-LR di setiap ujungnya, dan tingkat kesalahan bit tetap di bawah 10^-12. Cobalah dengan tembaga. Serius, cobalah.

 

Apa yang Sebenarnya Anda Hindari

 

Fluktuasi suhu hampir tidak menyentuh sinyal optik dibandingkan dengan tembaga. Saya telah memantau tautan yang melewati jalur yang tidak-iklim-terkendali di mana suhu lingkungan berubah 40 derajat antara siang dan malam. Sambungan listrik di dekatnya menunjukkan variasi kinerja yang nyata. Tautan serat? Stabil sebagai batuan dasar.

Crosstalk bukan-masalah lainnya. Gabungkan 288 helai serat menjadi satu kabel-tidak masalah. Cobalah menggabungkan banyak pasangan tembaga tanpa pelindung khusus, dan pada dasarnya Anda telah membuat kumpulan antena. Setiap pasangan mengganggu tetangganya, dan memberi sinyal pada tangki berkualitas.

 

 

Realitas Biaya (Karena Anggaran Penting)

 

Dengar, saya tidak akan berpura-pura bahwa transceiver itu murah. Modul 10G SFP+ berkualitas berharga $200-500 tergantung merek dan spesifikasi. Namun inilah perhitungan yang penting: selama penerapan 10 tahun, Anda mungkin menghabiskan $50 per tahun per transceiver jika Anda memperhitungkan tingkat penggantian. Bandingkan dengan konsumsi daya repeater tembaga (masing-masing sekitar 15-30 watt), ditambah biaya pendinginan, ditambah kunjungan pemeliharaan. Solusi serat biasanya mencapai titik impas sekitar 3-4 tahun, kemudian menghemat uang setiap tahun setelahnya.

 

Hal-hal Instalasi Praktis yang Tidak Dibicarakan Siapapun

 

Kebersihan konektor sangat penting dan sering diabaikan. Setitik debu pada permukaan ujung serat-kita berbicara tentang partikel mikroskopis-dapat menyebabkan hilangnya 1-2 dB atau lebih. Saya selalu menyimpan persediaan pembersih di perlengkapan saya karena saya melihat kabel baru langsung kotor dari kemasannya.

Selain itu, radius tikungan lebih penting daripada yang dipikirkan sebagian besar pemasang. Serat dapat menahan beberapa pembengkokan, namun jika tertekuk terlalu tajam maka akan menimbulkan retakan mikro yang menyebarkan cahaya. Sinyalnya mungkin berfungsi pada awalnya, tetapi enam bulan kemudian Anda memecahkan masalah kehilangan paket yang misterius.

 

Dimana Teknologi Ini Benar-benar Bersinar

 

Pusat data yang menjalankan tautan 400G dan 800G benar-benar memerlukan transmisi optik. Tidak ada alternatif tembaga dengan kecepatan tersebut dalam jarak yang berarti. Bahkan Ethernet 100G mencapai jarak maksimal 10 meter pada kabel twinax khusus, dan itu yang mendorongnya.

Penyedia telekomunikasi telah menggunakan optiktransceiverselama beberapa dekade, namun yang berubah adalah biayanya. Apa yang dulunya merupakan teknologi-khusus telekomunikasi, kini menjadi standar di jaringan perusahaan, penerapan di kampus, bahkan beberapa-instalasi rumah kelas atas.

 

Masa Depan Terlihat Lebih Baik

 

Modul-generasi berikutnya mendorong melampaui 1 Tbps per panjang gelombang menggunakan skema modulasi tingkat lanjut. Saat ini banyak perusahaan yang sedang mengerjakan transceiver 1,6T yang dapat dicolokkan. Fisika transmisi cahaya memberi kita lebih banyak ruang untuk peningkatan kecepatan daripada yang bisa dilakukan tembaga.

Ditambah lagi, infrastruktur fiber seringkali dapat mendukung transceiver yang lebih cepat tanpa penggantian. Saya telah meningkatkan jaringan dari 1G ke 10G ke 40G menggunakan fiber run yang sama, hanya menukar modul transceiver. Itu adalah fleksibilitas peningkatan yang tidak Anda dapatkan dengan tembaga.

 

Intinya Dari Lapangan

 

Setelah bekerja dengan kedua teknologi tersebut selama bertahun-tahun, saya dapat memberi tahu Anda bahwa pengurangan kehilangan sinyal dari transceiver optik bukan sekadar peningkatan lembar spesifikasi-merupakan perbedaan antara jaringan yang hampir tidak berfungsi dan jaringan yang hanya berfungsi. Faktor keandalan saja membenarkan investasi dalam sebagian besar skenario ketika jarak melebihi 100 meter atau kecepatan melebihi 1 Gbps.

Teknologinya tidak sempurna. Anda memerlukan penanganan yang lebih hati-hati, konektor memerlukan perawatan, dan biaya awal menjadi lebih tinggi. Tapi untuk integritas sinyal jarak jauh? Tidak ada hal lain yang mendekati. Bahkan tidak dalam rata-rata yang sama.