Оптические модули SFP 622 Мбит/с STM-4 / OC-12 для сетей SDH и SONET

Серия оптических модулей SFP 622 Мбит/с предназначена для построения и модернизации транспортных оптических сетей SDH/SONET с поддержкой интерфейсов STM-4 / OC-12. Модули обеспечивают передачу данных по оптическому волокну, устанавливаются в стандартные SFP-слоты телекоммуникационного оборудования и в зависимости от исполнения могут использоваться как на коротких внутриобъектовых соединениях, так и на протяженных магистральных оптических линиях.

Основной скоростью серии является 622 Мбит/с, что соответствует уровню STM-4 в SDH и OC-12 в SONET. Отдельные модификации также поддерживают работу на более низких скоростях, включая STM-1 / OC-3 и Fast Ethernet. Это делает модули удобными для эксплуатации в сетях, где одновременно используется оборудование разных поколений.

Для подключения оптической линии применяется стандартный дуплексный интерфейс 2x LC. Серия включает модификации для одномодового волокна с различным оптическим бюджетом, длинами волн и дальностью передачи. Для средних дистанций преимущественно применяется 1310 нм, а для протяженных линий — 1550 нм с высокостабильными DFB-лазерами и, в наиболее дальнобойных исполнениях, приемниками повышенной чувствительности.

STM-4 и OC-12 — для транспортных телекоммуникационных сетей

STM-4 (Synchronous Transport Module level 4) используется в синхронной цифровой иерархии SDH и обеспечивает линейную скорость около 622 Мбит/с. В сетях SONET соответствующим уровнем является OC-12. Такие интерфейсы широко применяются в транспортном телекоммуникационном оборудовании, системах передачи операторского класса, мультиплексорах, узлах агрегации и другом оборудовании, где требуется передача синхронного цифрового потока по оптическому волокну.

Исполнение SFP позволяет использовать сменные оптические модули вместо жестко интегрированных оптических интерфейсов. Это упрощает подбор необходимой дальности, замену оборудования и модернизацию существующей сети.

Основные преимущества серии SFP STM-4

• Скорость передачи данных до 622 Мбит/с.
• Поддержка SDH STM-4 и SONET OC-12.
• В зависимости от модификации — поддержка STM-1 / OC-3 и Fast Ethernet.
• Стандартный форм-фактор SFP.
• Дуплексный оптический интерфейс 2x LC.
• Модификации для одномодового оптического волокна.
• Варианты на 1310 нм и 1550 нм.
• Широкий выбор оптического бюджета и дальности передачи.
• Поддержка DDM — Digital Diagnostic Monitoring.
• Совместимость со спецификациями SFP MSA.
• Поддержка функций TX Disable, TX Fault и LOS.
• Питание от стандартной линии 3,3 В.
• Низкое энергопотребление.
• Возможность горячей замены в совместимом оборудовании.

Варианты дальности и длины волны

Серия STM-4 включает модули для различных типов оптических линий. Конкретная дальность определяется не только номинальной характеристикой модуля, но и фактическим оптическим бюджетом линии, затуханием волокна, количеством соединений, коннекторов, сварок и другими потерями в оптическом тракте.

Важно: при выборе модификации следует ориентироваться прежде всего на оптический бюджет, а не только на заявленную дальность в километрах.

Что такое оптический бюджет

Оптический бюджет показывает допустимую разницу между минимальной выходной мощностью передатчика и чувствительностью приемника. Именно этот параметр определяет, какое суммарное затухание может иметь оптическая линия для стабильной передачи данных.

К потерям в реальной сети относятся:

• затухание самого оптического волокна;
• потери на оптических коннекторах;
• потери на сварных соединениях;
• потери на адаптерах и кроссовом оборудовании;
• дополнительные технологические потери и эксплуатационный запас.

Поэтому модуль с маркировкой, например, 80 или 120 км не означает, что он при любых условиях гарантированно будет работать именно на таком физическом расстоянии. Окончательная возможность работы определяется характеристиками всего оптического тракта.

Почему не стоит без необходимости устанавливать слишком мощный модуль

Большая заявленная дальность не всегда означает лучший выбор. Дальнобойные SFP-модули имеют более мощный передатчик и высокочувствительный приемник. На очень короткой линии уровень сигнала на входе приемника может оказаться слишком высоким.

Для каждой модификации необходимо учитывать не только минимальную чувствительность приемника, но и параметр Receiver Overload — максимально допустимый уровень входного сигнала. Если фактическая мощность превышает этот уровень, может потребоваться установка оптического аттенюатора.

В некоторых модификациях серии оптический бюджет позволяет работать практически без минимального затухания. Такие модули особенно удобны для коротких внутристанционных соединений.

Digital Diagnostic Monitoring — DDM

Модули серии поддерживают DDM (Digital Diagnostic Monitoring) в соответствии со спецификацией SFF-8472. При условии поддержки DDM активным оборудованием пользователь может контролировать основные параметры трансивера без отключения оптической линии.

В зависимости от реализации модуля DDM позволяет контролировать:

• TX Power — выходную оптическую мощность передатчика;
• RX Power — уровень принимаемого оптического сигнала;
• Temperature — температуру модуля;
• Supply Voltage — напряжение питания;
• Laser Bias Current — ток смещения лазера.

Контроль RX Power особенно полезен при вводе линии в эксплуатацию и поиске проблем в сети. Он позволяет оценить фактический запас оптического бюджета и своевременно выявить увеличение затухания.

Совместимость SFP MSA

Модули выполнены в стандартном форм-факторе SFP и соответствуют требованиям SFP Multi-Source Agreement. В зависимости от конкретной модификации поддерживаются спецификации SFF-8431, SFF-8432 и SFF-8472.

Стандартный электрический и механический интерфейс позволяет использовать модули в широком спектре SDH/SONET и другого телекоммуникационного оборудования с соответствующим SFP-портом. При этом перед приобретением необходимо учитывать, что отдельные производители активного оборудования могут использовать программные ограничения совместимости SFP-модулей.

Функции контроля состояния

Помимо DDM, SFP-модули реализуют стандартные служебные сигналы, необходимые для работы с активным оборудованием:

• TX Disable — программное отключение оптического передатчика;
• TX Fault — сигнализация неисправности передатчика;
• LOS (Loss of Signal) — сигнал о потере входного оптического сигнала;
• Serial ID — идентификационная информация модуля через последовательный интерфейс;
• DDM — цифровой контроль текущих параметров.

Применение SFP 622 Мбит/с

• сети SDH STM-4;
• сети SONET OC-12;
• транспортные телекоммуникационные сети;
• операторская инфраструктура;
• SDH-мультиплексоры;
• системы агрегации и передачи трафика;
• оптические линии между телекоммуникационными узлами;
• ведомственные и корпоративные транспортные сети;
• промышленные телекоммуникационные системы;
• сети энергетических и транспортных предприятий;
• модернизация существующей SDH/SONET инфраструктуры.

Как выбрать SFP STM-4 / OC-12

При подборе модуля рекомендуется последовательно проверить несколько основных параметров:

1. Скорость и протокол. Оборудование должно поддерживать STM-4 / OC-12 через соответствующий SFP-интерфейс.
2. Тип волокна. Для одномодовых модификаций необходимо Single Mode волокно.
3. Длина волны. На обоих концах обычной двухволоконной линии должны использоваться совместимые по длине волны трансиверы.
4. Оптический бюджет. Он должен превышать фактическое затухание оптической линии с необходимым эксплуатационным запасом.
5. Максимальная мощность на входе приемника. Особенно важно при использовании дальнобойных модулей на коротких линиях.
6. Температурное исполнение. Для стандартных условий применяются коммерческие модификации, для сложных условий — расширенные или промышленные исполнения, если они предусмотрены конкретной моделью.
7. Совместимость с оборудованием. При необходимости модуль может быть запрограммирован под требования конкретной платформы.

Общие технические характеристики серии

Пример оптических характеристик модификации 1310 нм / 15 км

Примечание: приведенные выше оптические характеристики относятся к примеру модификации 1310 нм / 15 км. Мощность передатчика, чувствительность приемника, допустимая перегрузка, длина волны, оптический бюджет и рабочий температурный диапазон могут отличаться для других модификаций серии.

FAQ — распространенные вопросы о SFP STM-4

Какая скорость STM-4?

STM-4 работает на линейной скорости примерно 622 Мбит/с. В эквивалентной иерархии SONET этому уровню соответствует OC-12.

Является ли STM-4 SFP тем же самым, что и Gigabit Ethernet SFP?

Нет. Форм-фактор SFP может быть одинаковым, однако электрические и протокольные параметры трансивера должны соответствовать интерфейсу активного оборудования. Для SDH необходимо использовать модуль, поддерживающий STM-4 / OC-12.

Может ли модуль STM-4 работать на STM-1?

Это зависит от конкретной модификации. Часть модулей серии поддерживает диапазон скоростей, включающий STM-1 / OC-3, однако эту возможность необходимо проверять в характеристиках конкретной модели.

Можно ли установить модуль на 80 или 120 км в линию длиной 5 км?

Можно только после проверки уровня оптической мощности на входе приемника. Мощный дальнобойный передатчик на короткой линии может превысить допустимый уровень Receiver Overload. В таком случае необходим оптический аттенюатор.

Что важнее при выборе — дальность в километрах или оптический бюджет?

Для технически правильного подбора основным параметром является оптический бюджет. Дальность в километрах является ориентировочной характеристикой для стандартной оптической линии.

Для чего нужен DDM?

DDM позволяет активному оборудованию контролировать уровень принимаемого и передаваемого оптического сигнала, температуру, напряжение питания и ток лазера. Это значительно упрощает диагностику оптической линии.

Какой коннектор используется?

Стандартные двухволоконные модули серии используют дуплексный оптический интерфейс LC.

Поддерживают ли модули горячую замену?

Да, форм-фактор SFP рассчитан на установку и замену модуля в совместимом активном оборудовании без полного отключения устройства.

Подбор и программирование совместимости

При заказе SFP STM-4 рекомендуется указать производителя и модель активного оборудования, в котором будет использоваться трансивер. Это позволяет правильно подобрать параметры модуля и, при необходимости, подготовить соответствующее программирование EEPROM для совместимости с конкретной платформой.

Для проектов с нестандартной длиной оптической линии также рекомендуется предоставить информацию о фактическом затухании тракта. Это позволит подобрать модуль не только по формальной дальности, но и по необходимому оптическому бюджету и обеспечить стабильную работу линии.