Войти


Войти
logo

Решение для передачи 100G или 40G на 50km и более

Описание

В настоящее время, с ростом скорости передачи информации, возникают все новые задачи в организации высокоскоростных каналов передачи данных между существующими узлами связи.

Мы рассмотрим решение для организации передачи 100GE через 2х волоконную линию длиной более 40 км.

 

Для оборудования с поддержкой 100G интерфейсов существует стандарт IEEE 802.3ba:

Стандартизованы следующие варианты PHY:

PHY

40-гигабитный Ethernet

100-гигабитный Ethernet

1 м по объединительной плате

40GBASE-KR4

10 м по медному кабелю

40GBASE-CR4

100GBASE-CR10

100 м по OM3 MMF

40GBASE-SR4

100GBASE-SR10

125 м по OM4 MMF

40GBASE-SR4

100GBASE-SR10

10 км по SMF

40GBASE-LR4

100GBASE-LR4

40 км по SMF

100GBASE-ER4

 

100Gb/sQSFP28 ER4 оптические трансиверы, например, NS-QSFP28-100G-ER4может обеспечить передачу сигнала на:

  • 30 км 652 SMF без FEC

  • 40 км G.652 SMF с FEC

Передатчик работает на4x25Gb/s LAN WDM EML TOSA (1295.56, 1300.05, 1304.58, 1309.14 nm)

Приемник работает на 4x25Gb/s APD ROSA

100Gb/sQSFP28 LR4 оптические трансиверы, например, NS-QSFP28-100G-LR4 может обеспечить передачу сигнала на:

10 км 652 SMF

Передатчик работает на 4x25Gb/s LAN WDM DFB TOSA (1295.56, 1300.05, 1304.58, 1309.14 nm)

Приемник работает на 4x25Gb/s PIN ROSA


Структурная схема оптического трансивера100Gb/sQSFP28

Видно, что для трассы более 40 км не разработано стандарта, и для передачи данных на указанное расстояние можно рассмотреть несколько вариантов:

1) Использовать DWDM 10G или когерентные 100G решения

2) Использовать «раскаченные» до 50 км 100GBASE-ER4

3) Использовать оптические усилители SOA

 

Очевидным минусом варианта 1 – является его цена, для варианта 2 – это низкая надежность решения, так как раскаченные лазеры для работы на бОльшей мощности прослужат меньше.

SOA усилителей в WDM сетях связи обладают широкой и равномерной полосой усиления, малыми нерезонансными потерями и малым шумом.

Достоинствами SOA в качестве линейных усилителей для сетей связи являются надёжность, компактность, возможность интеграции с другими компонентами, достаточна большая мощность и широкий диапазон рабочих длин волн (различные конструкции SOA могут работать в диапазоне длин волн от 600 нм до 2000 нм).

 

Схема применения

Для организации полнодуплексного канала 100GE в однопролетной линии предлагается использовать QSFP28 LR4 трансиверы и полупроводниковые оптические усилители.


Схема организации связи с использованием SOA 50км

 

Мы знаем, что QSFP LR4 использует 4 несущих на 1295.56, 1300.05, 1304.58, 1309.14nm.

Выбор на semiconductor optical amplifier (SOA 1310 nm) упал потому, что именно этот усилитель работает в диапазоне 1310нм, в отличии от EDFA, работающем только в диапазоне 1550нм.

Таким образом с использованием не дорогих QSFP28 LR4 и усилителя можно выполнить передачу данных на расстояние более 40 км.

Увеличить дальность передачи до 60 и даже 70 км можно путем установки дополнительно усилителей на передающей стороне


Схема организации связи с использованием SOA 70км

 

Рассчитаем бюджет мощности данной 100G системы

Технические характеристики системы:

Наименование

Обозначение, величина

Min

Typical

Max

Transmitter

Total Average Launch Power

PT, dBm

10.5

Average Launch Power each Lane

PAVG, dBm

-4.3

4.5

Receiver

Average Receive Power, each Lane

Prpl, dBm

-10.6

4.5

Receiver Sensitivity (OMA), each Lane

SEN, dBm

-8,6

Difference in Receive Power between any Two Lanes (OMA)

Prx,diff, dB

5.5

Параметры оптического волокна ITU G.652 (A, B, C, D)

Loss G.652.A&B 1290nm

A1290,dB/km

0,378

0,4

0,439

Loss G.652.A&B 1300nm

A1300,dB/km

0,367

0,4

0,427

Loss G.652.A&B 1310nm

A1310,dB/km

0,356

0,4

0,418

Fiber Dispersion 1290 nm

D1290,(ps/nm.km)

-0,94

-1

-3,29

Fiber Dispersion 1300 nm

D1300,(ps/nm.km)

0,00

0

-2,29

Fiber Dispersion 1310 nm

D1310,(ps/nm.km)

0,92

0

-1,32

 

Максимальное затухание на несущей 1295.56, возьмем равным 0,4 дБ/км

Для линии 10 км потери будут не более 4 дБ

В худшем случае уровень каждой несущей на передачу, не менее-4.3дБм

С учетом затухания в линии на приемной стороне получаем -4,3-4= -8,3дБм, что соответствует чувствительности -8,6дБм

 

Для линии 40 км потери 0,4*40=16 дБ

Для линии 50 км потери 0,4*50=20 дБ

Для линии 60 км потери 0,4*60=24 дБ

Для линии 70 км потери 0,4*70=28 дБ

 

Технические характеристикиусилителя:

Наименование

Значение

Working wavelength range

1280nm ~ 1330nm

Input power range (total power)

-17dBm ~ -4dBm

Output power range (total power)

2dBm ~ 12dBm

Gain

≥14dB (Typical gain 18dB)

Gain flatness

≤2dB

Noise figure

≤7.5 dB

Polarization dependent gain

≤2dB

Working temperature range

-10℃~60℃

Working humidity range

5%~95% no condensation

Storage temperature

-40℃~85℃

Optical interface

LC/UPC

Power supply

AC: 90 ~ 260V or DC: -36 ~ -72 V (1+1 power input backup)

Heat dissipation

Fan cooling

MTBF

>100000 hours

 

В этом случае при использовании усилителя с усилением 18дБ и бюджетом мощности самих модулей 4дБ , максимальные потери в линии 18+4=22 дБ.

Что с запасом в 2 дБ позволяет использовать SOA усилитель на линии 50 км.

 

На рабочих длинах волн QSFP модуля, дисперсия в стандартном одномодовом волокне SMF, близка к нулю, поэтому модули компенсации дисперсии не требуются.

Преимущество SOA

l Широкий диапазон рабочих длин волн: 1280nm~1330nm
l Автоматический режим работы: automatic power control (APC)  automatic gain control (AGC)
l Широкий диапазон уровня входного сигнала: -17dBm~-4dBm
l Высокий уровень выходной мощности: до +12dBm

Нужна консультация?
Подробно расскажем о наших услугах, видах работ и типовых проектах, рассчитаем стоимость и подготовим индивидуальное предложение!