Upravljanje optičnega signala v sodobnih objektih hiperscale predstavlja izziv, ki pogosto ostane neopažen, dokler oprema ne odpove. Thedušilnik iz optičnih vlaken-pasivna komponenta, zasnovana za nadzorovano zmanjšanje optične moči-služi kot nezahtevna delovna sila, ki preprečuje nasičenost sprejemnika, poslabšanje stopnje bitnih napak in prezgodnjo izgorelost oddajnika. Medtem ko so ojačevalniki in multiplekserji deležni nesorazmerne inženirske pozornosti, dušilniki ostajajo tihi razsodniki skladnosti s proračunom moči v povezavah kratkega{3}}dosega.

Problem, o katerem nihče ne govori

Tukaj je nekaj, kar ujame celo izkušene inženirje nepripravljene. Izberete čudovito povezavo 100G, namestite povsem-nove oddajnike-sprejemnike QSFP28, napeljete nedotaknjeno vlakno OM4 čez 15-metrsko zaplato – in nenadoma vidite napake. Ne veliko, a dovolj. Povezava občasno zamahne. Dnevniki prikazujejo napake CRC, ki se povečajo med največjo prometno močjo.

Krivec? Preveč svetlobe.

Sodobni oddajniki-sprejemniki-zlasti SR4 in kratko{2}}moduli-oddajajo optično moč, optimizirano za njihovo največjo nazivno razdaljo. Ko mora ta 100{6}}metrski oddajnik-sprejemnik doseči le 8 metrov, sprejemno fotodiodo udari več fotonov, kot jih lahko linearno obdela. Detektor se nasiči. Celovitost signala se poruši. In ker "preveč signala" ni nekaj, kar upošteva večina diagramov poteka za odpravljanje težav, ekipe zapravljajo ure z lovljenjem fantomskih napak na kablu.

Kaj atenuatorji dejansko počnejo

Mehanizem je preprost. Dušilnik uvaja umerjeno količino optične izgube-izmerjeno v decibelih-, da prenese prejeto moč v določeno okno občutljivosti oddajnika-sprejemnika. Zamislite si to kot sončna očala za vlakna. Osnovna fizika se razlikuje glede na zasnovo: nekateri uporabljajo zračne reže, ki ustvarjajo Fresnelove odbojne izgube, drugi uporabljajo absorpcijsko dopirano steklo, nekateri pa se zanašajo na natančno neporavnanost vlaken v obročku.

Pristop-temelji na vrzeli (včasih imenovan »inline« ali »plug-style«) prevladuje pri uvedbah podatkovnih centrov. Majhna zračna reža med končnimi-ploskvami konektorja povzroči predvidljivo izgubo-običajno 3dB do 10dB za fiksne dušilnike. Spremenljivi optični dušilniki (VOA) ponujajo nastavljivo dušenje z mehanskimi ali MEMS-osnovanimi mehanizmi, čeprav njihova dodatna kompleksnost in stroški omejujejo sprejem v specializirane aplikacije, kot je izenačevanje kanalov DWDM.

Večina inženirjev, s katerimi sem delal, uporablja privzete dušilce 5 dB kot-. To ni vedno prava izbira, vendar je le redko katastrofalno napačna.

Številke so pomembne

Hitra osvežitev o proračunih za optično moč, saj tukaj pride do napačnih izračunov. Vsak podatkovni list oddajnika-sprejemnika določa obseg oddajne moči (recimo od -1 do +2 dBm) in okno občutljivosti sprejemnika (morda od -11,5 do +2.4 dBm za napravo 25G SR). Razlika med vašo dejansko oddajno močjo in najmanjšo občutljivostjo sprejemnika predstavlja vaš proračun za povezavo. Izgube v konektorju, oslabitev kabla, izgube pri spajanju - vsi so odšteti od te rezerve.

Toda največji vhod sprejemnika-, ki je +2.4 dBm zgornja meja-, je enako pomemben. Če ga presežete, boste preobremenili detektor. Večina specifikacij navaja prag "preobremenitve" nekje nad največjo občutljivostjo, vendar delovanje v tem sivem območju povzroča težave. Tu si atenuatorji služijo.

Recimo, da merite +1 dBm na sprejemniku s 3-metrskim priključnim kablom. Optimalni obseg vašega sprejemnika doseže +1 dBm za linearno delovanje, vendar vidite občasne bitne napake. Če dodate 3dB dušilnik, prejeta moč pade na -2 dBm - kar je udobno znotraj specifikacij. Težava je rešena in porabili ste morda 8 USD.

Realni scenariji uvajanja

Podatkovni centri niso homogeni. Ponudnikova soba za sestanke-kolokacije deluje pod drugačnimi omejitvami kot leaf{2}}sistem hiperscalerja. Primeri uporabe dušilnika se glede na to razlikujejo.

Povezave znotraj -omare.To je scenarij s-kruhom in-maslom. Strežniki, ki se povezujejo z zgornjimi--stikali v omari prek 1-metrskih ali 2-metrskih DAC kablov običajno ne potrebujejo dušilnikov - sami kabli zagotavljajo ustrezno izgubo. Ko pa optična vlakna nadomestijo baker (čedalje pogostejša s hitrostmi 100G+ in prizadevanjem za strukturirane kable), postanejo te pod 5-metrske proge problematične. Visokozmogljivi oddajniki-sprejemniki SR, ki se napajajo neposredno v sosednja vrata, povzročajo prej opisane težave z nasičenostjo.

Postopno testiranje opreme.Pred uvedbo proizvodnje operativne ekipe preverijo stikala in usmerjevalnike na namizju. Te testne konfiguracije pogosto uporabljajo neposredne -nazaj-optične povezave-dejansko brez{4}}izgub, ki zagotavljajo preobremenitev sprejemnika. Atenuatorji omogočajo inženirjem simulacijo izgub proizvodnih povezav, ne da bi po laboratoriju napeli 300 metrov vlaken.

Videl sem kanale dušilnikov,-prilepljene na delovne mize v ducatih laboratorijev. Ni lepa, ampak funkcionalna.

Integracija starejše opreme.Degradirani podatkovni centri neizogibno vsebujejo opremo več generacij. Sprejemnik 10G SFP+, zasnovan pred desetletjem, ima morda ožji dinamični razpon kot sodobni oddajniki-sprejemniki 25G. Ko se ti starejši sprejemniki povežejo s sodobnimi-močnejšimi oddajniki, atenuatorji premostijo vrzel, ne da bi bilo treba zamenjati oddajnik-sprejemnik.

CWDM/DWDM sistemi.Arhitekture z-multipleksom valovne dolžine zahtevajo tesno uravnoteženje moči kanala. Sprememba 3 dB med sosednjimi kanali poslabša OSNR in obremeni EDFA. Na-kanalni VOA-ali fiksni dušilniki med zagonom-izenačijo konkurenčne pogoje. To sega na področje, ki presega preprosto uporabo dušilnika »plug{8}}and-play«, vendar načelo ostaja enako.

Beseda o vrstah priključkov

LC prevladuje v sodobni optiki podatkovnih centrov. SC se še vedno pojavlja v starejših namestitvah in določeni nosilni opremi. FC se občasno pojavi v testnih nastavitvah. Priključki MTP/MPO služijo vzporedni optiki-40G SR4, 100G SR4 in njihovim naslednikom-, vendar oslabitev povezav z več vlakni dodatno zaplete. Običajno boste videli dušilnike MTP, ki se uporabljajo na ravni kasete in ne na posameznih vlaknih. Uskladite konektor dušilnika z vašo infrastrukturo. Zdi se očitno, vendar neusklajeni adapterji ustvarjajo variacije vnesenih izgub, ki zapletejo izračun proračuna moči.

Kaj gre narobe

Atenuatorji niso zapletene naprave, vendar jih je izjemno enostavno zlorabiti.

Pre-zmanjšanje je na prvem mestu. Inženir opazi napake sprejemnika, predpostavi nasičenost, namesti dušilnik za 10 dB-in zdaj je signal prešibak. Povezava še vedno ne deluje, vendar zdaj iz nasprotnega razloga. Pred izbiro vrednosti dušenja vedno izmerite dejansko prejeto moč.

Umazani priključki so drugi klasični način okvare. Atenuatorji povezavi dodajo vmesnike konektorjev. Vsak vmesnik je priložnost za kontaminacijo. Mikroskopski delec prahu na končni-celi obroča APC ustvari nepredvidljivo izgubo, ki se spreminja s temperaturo in vibracijami. Očistite vsak priključek. vsakič. Brez izjem.

Omenil bom še eno: tu so pozabljeni dušilci. Dokumentacija je neuspešna, povezava se odpravi leta pozneje in nihče se ne spomni tistega dušilnika 7 dB, ki je zakopan v plošči za povezovanje. Nenadoma nadgradnja, ki spremeni moč prenosa, "skrivnostno" prekine povezavo, ki je delovala pet let. Označite vse.

Realnost javnih naročil

Fiksni atenuatorji ne stanejo skoraj nič-5 do 15 USD za osnovne LC enote priznanih proizvajalcev. Kupite jih na veliko. Naj bo predal v laboratoriju za mreženje poln. Vrednosti 1dB, 3dB, 5dB, 7dB in 10dB pokrivajo 95 % scenarijev. Spremenljivi atenuatorji znašajo od 50 $ do 300+ $, odvisno od ločljivosti in vrste priključka; jih rezervirajte za kalibracijo ali nastavljive aplikacije.

Znamka je manj pomembna, kot bi si mislili. Fizika nadzorovane zračne reže ali absorpcijskega elementa se med prodajalci ne razlikuje dramatično. Kljub temu se izogibajte-neimenovanim prodajalcem na tržnicah,-nedosledne tolerance slabljenja in slabe specifikacije povratnih izgub bodo povzročale glavobole. Corning, Thorlabs in FS.com proizvajajo zanesljive izdelke. Optični dodatki podjetja CommScope delujejo dobro, če ste že v njihovem ekosistemu.

Skrita prednost: standardizacija

Tukaj je nekaj, kar ne pride v večino tehničnih razprav. Atenuatorji omogočajo standardizacijo v merilu.

Hiperscale operaterji kupujejo sprejemnike in oddajnike na desettisoče. Upravljanje več SKU-jev oddajnikov za različne razdalje povezave-10 m v primerjavi s 300 m, recimo-ustvarja zapletenost nabave, glavobole inventarja in varčuje z nočnimi morami. Namesto tega standardizirajte en sam sprejemnik z visoko močjo, ocenjen za največjo razdaljo, nato pa po potrebi oslabite krajše povezave. Stroški dušilnika so nepomembni v primerjavi z operativno učinkovitostjo, pridobljeno z enotnimi flotami oddajnikov.

Ta pristop tudi poenostavlja odpravljanje težav. Vsak oddajnik se obnaša enako. Proračuni električne energije postanejo predvidljivi. Med izpadi zamenjajte katera koli vrata za katera koli druga. Eleganca se povečuje, ko se omrežja širijo.

Premisleki glede valovne dolžine

Večina atenuatorjev določa delovanje pri 850 nm, 1310 nm, 1550 nm ali kakšni kombinaciji. Večmodne uvedbe običajno uporabljajo 850 nm (optika SR). En-način se deli med 1310 nm (vmesni doseg, LR) in 1550 nm (razširjeni doseg, ER in DWDM). Vrednosti atenuacije se nekoliko razlikujejo glede na valovne dolžine za naprave absorpcijskega-tipa-atenuator s 5 dB pri 1310 nm lahko meri 5,3 dB pri 1550 nm. Za kritične aplikacije preverite, ali se specifikacije ujemajo z vašo delovno valovno dolžino.

Zaključne misli

Dušilniki iz optičnih vlaken ne bodo spremenili vašega podatkovnega centra. Niso razburljive. Niso prikazani v načrtih prodajalcev ali arhitekturnih diagramih. Vendar rešujejo resnično težavo-zasičenosti sprejemnika pri kratkih-povezavah z dosegom-poceni in zanesljivo. Omogočajo strategije standardizacije oddajnikov, ki zmanjšujejo operativne stroške v obsegu. Zaradi njih je testiranje opreme praktično.

Ohranite zalogo skupnih vrednot. Izmerite pred namestitvijo. Dokumentirajte, kaj nameščate. Očistite konektorje. To je pravzaprav vse.

Včasih so najenostavnejše komponente najpomembnejše.