Оптичні модулі SFP 622 Мбіт/с STM-4 / OC-12 для мереж SDH та SONET

Серія оптичних модулів SFP 622 Мбіт/с призначена для побудови та модернізації транспортних оптичних мереж SDH/SONET із підтримкою інтерфейсів STM-4 / OC-12. Модулі забезпечують передачу даних по оптичному волокну, встановлюються у стандартні SFP-слоти телекомунікаційного обладнання та залежно від виконання можуть використовуватися як на коротких внутрішньооб'єктових з'єднаннях, так і на протяжних магістральних оптичних лініях.

Основною швидкістю серії є 622 Мбіт/с, що відповідає рівню STM-4 у SDH та OC-12 у SONET. Окремі модифікації підтримують також роботу на нижчих швидкостях, зокрема STM-1 / OC-3 та Fast Ethernet. Це робить модулі зручними для експлуатації у мережах, де одночасно використовується обладнання різних поколінь.

Для підключення оптичної лінії застосовується стандартний дуплексний інтерфейс 2x LC. Серія включає модифікації для одномодового волокна з різними оптичними бюджетами, довжинами хвиль та дальністю передачі. Для середніх дистанцій переважно застосовується 1310 нм, а для протяжних ліній — 1550 нм із високостабільними DFB-лазерами та, у найбільш далекобійних виконаннях, приймачами підвищеної чутливості.

STM-4 та OC-12 — для транспортних телекомунікаційних мереж

STM-4 (Synchronous Transport Module level 4) використовується у синхронній цифровій ієрархії SDH та забезпечує лінійну швидкість близько 622 Мбіт/с. У мережах SONET відповідним рівнем є OC-12. Такі інтерфейси широко застосовуються у транспортному телекомунікаційному обладнанні, системах передачі операторського класу, мультиплексорах, вузлах агрегації та іншому обладнанні, де необхідна передача синхронного цифрового потоку по оптичному волокну.

SFP-виконання дозволяє використовувати змінні оптичні модулі замість жорстко інтегрованих оптичних інтерфейсів. Це спрощує підбір необхідної дальності, заміну обладнання та модернізацію існуючої мережі.

Основні переваги серії SFP STM-4

• Швидкість передачі даних до 622 Мбіт/с.
• Підтримка SDH STM-4 та SONET OC-12.
• Залежно від модифікації — підтримка STM-1 / OC-3 та Fast Ethernet.
• Стандартний форм-фактор SFP.
• Дуплексний оптичний інтерфейс 2x LC.
• Модифікації для одномодового оптичного волокна.
• Варіанти на 1310 нм та 1550 нм.
• Широкий вибір оптичного бюджету та дальності передачі.
• Підтримка DDM — Digital Diagnostic Monitoring.
• Сумісність зі специфікаціями SFP MSA.
• Підтримка функцій TX Disable, TX Fault та LOS.
• Живлення від стандартної лінії 3,3 В.
• Низьке енергоспоживання.
• Можливість гарячої заміни у сумісному обладнанні.

Варіанти дальності та довжини хвилі

Серія STM-4 включає модулі для різних типів оптичних ліній. Конкретна дальність визначається не лише номінальною характеристикою модуля, але й фактичним оптичним бюджетом лінії, загасанням волокна, кількістю з'єднань, конекторів, зварювань та іншими втратами в оптичному тракті.

Важливо: при виборі модифікації слід орієнтуватися насамперед на оптичний бюджет, а не тільки на заявлену дальність у кілометрах.

Що таке оптичний бюджет

Оптичний бюджет показує допустиму різницю між мінімальною вихідною потужністю передавача та чутливістю приймача. Саме цей параметр визначає, яке сумарне загасання може мати оптична лінія для стабільної передачі даних.

До втрат у реальній мережі входять:

• загасання самого оптичного волокна;
• втрати на оптичних конекторах;
• втрати на зварних з'єднаннях;
• втрати на адаптерах та кросовому обладнанні;
• додаткові технологічні втрати та експлуатаційний запас.

Тому модуль із маркуванням, наприклад, 80 або 120 км не означає, що він у будь-яких умовах гарантовано працюватиме саме на такій фізичній відстані. Остаточна можливість роботи визначається характеристиками всього оптичного тракту.

Чому не варто без необхідності встановлювати надто потужний модуль

Більша заявлена дальність не завжди означає кращий вибір. Далекобійні SFP-модулі мають потужніший передавач та високочутливий приймач. На дуже короткій лінії рівень сигналу на вході приймача може бути надто високим.

Для кожної модифікації необхідно враховувати не тільки мінімальну чутливість приймача, але й параметр Receiver Overload — максимальний допустимий рівень вхідного сигналу. Якщо фактична потужність перевищує цей рівень, може знадобитися встановлення оптичного атенюатора.

У деяких модифікаціях серії оптичний бюджет дозволяє роботу практично без мінімального загасання. Такі модулі особливо зручні для коротких внутрішньостанційних з'єднань.

Digital Diagnostic Monitoring — DDM

Модулі серії підтримують DDM (Digital Diagnostic Monitoring) відповідно до специфікації SFF-8472. За умови підтримки DDM активним обладнанням користувач може контролювати основні параметри трансивера без відключення оптичної лінії.

Залежно від реалізації модуля DDM дозволяє контролювати:

• TX Power — вихідну оптичну потужність передавача;
• RX Power — рівень прийнятого оптичного сигналу;
• Temperature — температуру модуля;
• Supply Voltage — напругу живлення;
• Laser Bias Current — струм зміщення лазера.

Контроль RX Power особливо корисний при введенні лінії в експлуатацію та пошуку проблем у мережі. Він дозволяє оцінити фактичний запас оптичного бюджету та своєчасно виявити збільшення загасання.

Сумісність SFP MSA

Модулі виконані у стандартному форм-факторі SFP та відповідають вимогам SFP Multi-Source Agreement. Залежно від конкретної модифікації підтримуються специфікації SFF-8431, SFF-8432 та SFF-8472.

Стандартний електричний та механічний інтерфейс дозволяє використовувати модулі у широкому спектрі SDH/SONET та іншого телекомунікаційного обладнання з відповідним SFP-портом. При цьому перед придбанням необхідно враховувати, що окремі виробники активного обладнання можуть використовувати програмне обмеження сумісності SFP-модулів.

Функції контролю стану

Крім DDM, SFP-модулі реалізують стандартні службові сигнали, необхідні для роботи з активним обладнанням:

• TX Disable — програмне відключення оптичного передавача;
• TX Fault — сигналізація несправності передавача;
• LOS (Loss of Signal) — сигнал про втрату вхідного оптичного сигналу;
• Serial ID — ідентифікаційна інформація модуля через послідовний інтерфейс;
• DDM — цифровий контроль поточних параметрів.

Застосування SFP 622 Мбіт/с

• мережі SDH STM-4;
• мережі SONET OC-12;
• транспортні телекомунікаційні мережі;
• операторська інфраструктура;
• SDH-мультиплексори;
• системи агрегації та передачі трафіку;
• оптичні лінії між телекомунікаційними вузлами;
• відомчі та корпоративні транспортні мережі;
• промислові телекомунікаційні системи;
• мережі енергетичних та транспортних підприємств;
• модернізація існуючої SDH/SONET інфраструктури.

Як вибрати SFP STM-4 / OC-12

При підборі модуля рекомендується послідовно перевірити декілька основних параметрів:

1. Швидкість та протокол. Обладнання повинно підтримувати STM-4 / OC-12 через відповідний SFP-інтерфейс.
2. Тип волокна. Для одномодових модифікацій необхідне Single Mode волокно.
3. Довжина хвилі. На обох кінцях звичайної двоволоконної лінії повинні використовуватися сумісні за довжиною хвилі трансивери.
4. Оптичний бюджет. Він повинен перевищувати фактичне загасання оптичної лінії із необхідним експлуатаційним запасом.
5. Максимальна потужність на вході приймача. Особливо важливо при використанні далекобійних модулів на коротких лініях.
6. Температурне виконання. Для стандартних умов застосовуються комерційні модифікації, для складних умов — розширені або промислові виконання, якщо вони передбачені конкретною моделлю.
7. Сумісність із обладнанням. За необхідності модуль може бути запрограмований під вимоги конкретної платформи.

Загальні технічні характеристики серії

Приклад оптичних характеристик модифікації 1310 нм / 15 км

Примітка: наведені вище оптичні характеристики стосуються прикладу модифікації 1310 нм / 15 км. Потужність передавача, чутливість приймача, допустиме перевантаження, довжина хвилі, оптичний бюджет та робочий температурний діапазон можуть відрізнятися для інших модифікацій серії.

FAQ — поширені питання про SFP STM-4

Яка швидкість STM-4?

STM-4 працює на лінійній швидкості приблизно 622 Мбіт/с. В еквівалентній ієрархії SONET цьому рівню відповідає OC-12.

Чи є STM-4 SFP тим самим, що Gigabit Ethernet SFP?

Ні. Форм-фактор SFP може бути однаковим, але електричні та протокольні параметри трансивера повинні відповідати інтерфейсу активного обладнання. Для SDH необхідно використовувати модуль, що підтримує STM-4 / OC-12.

Чи може STM-4 модуль працювати на STM-1?

Це залежить від конкретної модифікації. Частина модулів серії підтримує діапазон швидкостей, що включає STM-1 / OC-3, але цю можливість необхідно перевіряти у характеристиках конкретної моделі.

Чи можна встановити модуль на 80 або 120 км у лінію довжиною 5 км?

Можна лише після перевірки рівня оптичної потужності на вході приймача. Потужний далекобійний передавач на короткій лінії може перевищити допустимий рівень Receiver Overload. У такому випадку необхідний оптичний атенюатор.

Що краще для вибору — дальність у кілометрах чи оптичний бюджет?

Для технічно правильного підбору основним параметром є оптичний бюджет. Дальність у кілометрах є орієнтовною характеристикою для стандартної оптичної лінії.

Для чого потрібен DDM?

DDM дозволяє активному обладнанню контролювати рівень прийнятого та переданого оптичного сигналу, температуру, напругу живлення та струм лазера. Це значно спрощує діагностику оптичної лінії.

Який конектор використовується?

Стандартні двоволоконні модулі серії використовують дуплексний оптичний інтерфейс LC.

Чи підтримують модулі гарячу заміну?

Так, форм-фактор SFP розрахований на встановлення та заміну модуля у сумісному активному обладнанні без повного вимкнення пристрою.

Підбір та програмування сумісності

При замовленні SFP STM-4 рекомендується вказати виробника та модель активного обладнання, в якому буде використовуватися трансивер. Це дозволяє правильно підібрати параметри модуля та, за необхідності, підготувати відповідне програмування EEPROM для сумісності з конкретною платформою.

Для проєктів із нестандартною довжиною оптичної лінії також рекомендується надати інформацію про фактичне загасання тракту. Це дозволить підібрати модуль не лише за формальною дальністю, а за необхідним оптичним бюджетом і забезпечити стабільну роботу лінії.