A száloptikai kapcsolók speciális portokat igényelnek

 

 

Körülbelül hét éve dolgozom a hálózati infrastruktúrával, és ha van valami, ami még mindig megragadja az embereket,-még a tapasztalt informatikusokat is-az az egész speciális port-helyzet az optikai szálakkaloptikai kapcsolók. Azt gondolnád, hogy egy kikötő csak egy kikötő, igaz? Plug and play? Még csak közel sem.

 

 

A kikötői probléma Senki sem beszél eleget

 

A következő történik: a vállalat úgy dönt, hogy az üvegszálasra frissít, mert "az gyorsabb" (de ez nem a lényeg). Megveszik ezeket a kapcsolókat, drágákat is, aztán valaki-általában a fiatal technikus, aki kihúzta a rövid szívószálat-elmegy, bedugja az üvegszálas kábeleket, és rájön, hogy a portok nem egyeznek semmivel, amit korábban látott. Az SFP-helyek üresek. Itt a pánik pillanata. Volt ott.

A helyzet az, hogy az optikai kapcsolók nem rendelkeznek beépített{0}}portokkal, ugyanúgy, mint a rézkapcsolóké. Ezeket a moduláris adó-vevőket használják, és a leggyakoribbak az SFP (Small Form{2}}factor Pluggable) és az SFP+ modulok. Az elnevezési konvenció bosszantó, mert az SFP+ úgy hangzik, mintha az SFP jobb verziójának kellene lennie, ami technikailag az is, de nem mindig cserélhetők fel, és a sebességkülönbségek sokkal többet számítanak, mint gondolná. Az SFP maximum 1 Gbps, míg az SFP+ 10 Gbps-t kezel. Aztán ott van a QSFP 40 Gbps-ért, a QSFP28 a 100 Gbps-ért, és őszintén szólva az ábécé leves csak megy.

 

Miért létezik ez a modularitás (és miért zseniális és frusztráló)

 

 

A moduláris megközelítésnek akkor van értelme, ha túljut a kezdeti fejfájáson. A különböző száltípusokhoz más-más optika szükséges. Egy-módusú optikai szála van, amely kilométereken keresztül-40 km-t, 80 km-t, néhányan pedig 100 km-t is túltesznek a megfelelő felszereléssel-, és van multimódusú, amely olcsóbb, de 550 méter körüli 10 G sebességgel. Nem használhatod ugyanazt az adó-vevőt mindkettőhöz, mert a hullámhosszak teljesen eltérőek.

Az egy{0}}módus jellemzően 1310 nm vagy 1550 nm hullámhosszon működik. Multimód? Általában 850 nm. Az optikának egyeznie kell, különben csak fényt lövell a kábelbe, és reméled a legjobbat, ami nem megy. Egyáltalán. Láttam embereket próbálkozni.

Ami igazán megfogott, az az, hogy még ugyanazon a kategórián belül is vannak változatai. Vegyük az SFP+ modulokat egy-módusú optikai szálhoz-. Vannak 10 km-es (LR), 40 km-es (ER), 80 km-es (ZR) és még hosszabb távokra tervezett változatok is. Mindegyik más-más lézertechnológiát, más-más optikai költségkeretet használ. A 80 km-es modul ötször többe kerülhet, mint a 10 km-es változat, és kívülről egyformán néznek ki. El kell olvasni az oldalán lévő apró címkét, és sok sikert ehhez egy rosszul megvilágított szerverteremben.

 

A pénzügyi valóság

 

Itt válnak érdekessé vagy lehangolóvá a dolgok, a költségvetési helyzettől függően. Egy tisztességes, nagyvállalati-minőségű üvegszálas kapcsolóház 8000 és 15000 dollár közötti költséget jelenthet. Drágán hangzik, de várj-ez csak az üres doboz. Azok az SFP+ adó-vevők? Mindegyik 150 és 800 dollár között lehet a márkától és a specifikációktól függően. 24 port kell? Számolj. És ne adj isten szüksége van a kiterjesztett hatótávolságú modulokra vagy a DWDM cuccokra.

Vannak, akik pénzt takarítanak meg azzal, hogy{0}}harmadik féltől származó adó-vevőket vásárolnak. Néha ez jól működik. Néha egyáltalán nem, és Ön hajnali 3-kor a fantomcsomagok elvesztésének hibaelhárítását végzi, mivel a kapcsoló firmware-je nem működik megfelelően az off-márka optikájával. A Cisco hírhedt arról, hogy ebben válogatós-, kapcsolóik gyakran ellenőrzik az adó-vevőben lévő gyártói kódot, és figyelmeztetéseket küldenek, ha az nincs "jóváhagyva". Általában felülbírálhatja ezeket a figyelmeztetéseket, de akkor érvénytelenítette a támogatási szerződését. Szórakoztató idők.

 

A Csatlakozó játék

Aztán ott van az egész csatlakozási helyzet, ami megérdemli a saját röhögést. Az LC-csatlakozók ma már nagyjából szabványosak az egymódusú-módusú alkalmazásokhoz-, kicsik, kétoldalasak, és egyetlen kattintással rögzülnek a helyükön. De a többmódusú telepítések néha még mindig SC-csatlakozókat használnak, amelyek ezek a nagyobb, négyzet alakú dolgok, amelyeket be kell nyomni és csavarni kell. Ha pedig régebbi infrastruktúrával dolgozik, ST-csatlakozókba ütközhet, amelyek kör alakúak, bajonett{5}}stílusú zárral. Különleges szervezési kihívást jelent, hogy nyomon követhessük, mely patch kábelekre és melyik telepítéshez van szükség.

Egyszer egy egész délutánt eltöltöttem egy LC-to-SC száloptikás kábel után egy adatközpontban, mert valaki a csatlakozó típusa helyett szín szerint "rendezte" a kábelkezelő szekrényt. A kábel narancssárga volt. Minden szál narancssárga vagy sárga, vagy esetenként kék, ha egymódú{4}}. Nagyon hasznos.

 

 

A polaritás és a két{0}}szálas valóság

 

Itt van valami, amit a legtöbb dokumentáció nem magyaráz jól: a szál egyirányú. Két szálra van szüksége-egy az átvitelhez, egy a vételhez. Az adó-vevőnek van TX és RX oldala, és a polaritást feltétlenül helyesen kell beállítani. Csatlakoztassa a TX-et a TX-hez és az RX-et az RX-hez, és ott ül, és azon töpreng, hogy miért nem jön létre a kapcsolat. Kérdezd meg honnan tudom.

Néhány újabb technológia, mint például a BiDi (kétirányú) optika, mindkét irányban futhat egyetlen szálszálon, különböző hullámhosszokon, ami valóban okos. De ezek speciálisak, drágábbak, és nem cserélheti le őket egy szabványos konfigurációra a kompatibilitás ellenőrzése nélkül. A szálban található összes kompatibilitás ellenőrzése szükséges. Kimerítő.

Az egész polaritási probléma még bonyolultabbá válik a 40G és 100G alkalmazásokban használt MPO/MTP csatlakozókkal. Ezek 12 vagy 24 szálas szalagos csatlakozók egyetlen dugóban, és három különböző polaritási szabvány létezik: -A módszer, B módszer és C módszer. Ha hibásan polarizálja a 24-szálas törzset, nem csak egy összeköttetést rögzít, hanem egy teljes kábelt is újra levezethet. Nem akarok beszélni arról, hogy mennyi ideig tart.

 

Sebességegyeztetés és önálló egyeztetés (vagy annak hiánya)

 

A Copper Ethernet rendelkezik automatikus egyeztetéssel. Nem tökéletes, de legtöbbször működik. Két eszköz kézfogása, találja ki a leggyorsabb közös sebességet, és már indulhat is. Rost? Ha. Az üvegszálas adó-vevők rögzített-sebességűek. Az SFP modul 1G. Egy SFP+ modul 10G. Egy 10G-s modult néha 1G-s sebességgel is futtathatsz, ha a kapcsoló támogatja, és manuálisan konfigurálod, de ez nem automatikus, és egyáltalán nem garantált.

Ez valódi problémákat okoz vegyes{0}}sebességű környezetben. Nem lehet egyszerűen egy 10G-os szálas hálózati kártyával rendelkező szervert egy 1G SFP-modullal rendelkező switch-porthoz csatlakoztatni, és elvárni, hogy működjön, még akkor sem, ha a csatlakozó fizikailag jól illeszkedik. Az optika nem szinkronizálódik. A link lent marad. Ezután különböző modulokat vásárol, vagy újrakonfigurálja a hálózati topológiát.

 

A hőmérséklet-besorolások fontosabbak, mint gondolná

Az ipari minőségű{0}}adó-vevők valamiért léteznek. A szabványos kereskedelmi optikák 0 és 70 fok közötti szögre vannak besorolva. Ez megfelelő egy klímavezérelt adatközponthoz. De ha kapcsolókat raktárba, cellatornyokba, vagy bárhova telepít, ahol ténylegesen felmelegszik vagy hideg van, akkor ipari -hőmérsékletű modulokra van szüksége -40 és 85 fok között. Ezek lényegesen többe kerülnek.

Dolgoztam egy projekten, ahol valaki kereskedelmi -minőségű SFP+ modulokat használt egy kültéri szekrénybe. Tavasszal jól működött. Nyári ütés, a belső szekrény hőmérséklete meghaladta a 75 fokot, és az adó-vevők véletlenszerűen meghibásodtak. Az időszakos meghibásodások a legrosszabb fajták, mert napokat töltesz a hibaelhárítással, mielőtt rájössz, hogy hőmérsékleti problémáról van szó. Végül 32 modult cseréltünk le. A kiterjesztett-temp verziók körülbelül 40%-kal drágábbak egységenként.

 

 

Energiatakarékosság és optikai veszteség

 

Ez gyorsan technikaivá válik, de az alapötlet az, hogy minden üvegszálas kapcsolat veszteséget okoz. A csatlakozók mindegyike körülbelül 0,5 dB veszteséggel jár. A toldások 0,1-0,3 dB-t adnak hozzá. Maga a szál csillapítása -általában 0,5 dB/km körüli egy-módusban 1310 nm-en, 1550 nm-en kevesebb. Mindezt összeadja, és megkapja a teljes kapcsolatvesztést.

Az adó-vevő energiaköltségvetése{0}}az adási teljesítmény és a vevő érzékenysége közötti különbség. Egy tipikus 10G LR modul esetében -1 dBm adóteljesítmény és -14,4 dBm vevőérzékenység lehet, ami 13,4 dB energiaköltségvetést biztosít. A kapcsolati veszteségnek ennél kisebbnek kell lennie, és bizonyos tartalékkal kell rendelkeznie az idő múlásával.

A gyakorlatban már ritkán végzik el ezeket a számításokat manuálisan, mert a neves modulgyártók dokumentációja közli a névleges távolságot. Ám amikor a határokhoz közeli távolságokat tol el, vagy ha egy marginális kapcsolat hibaelhárítását végzi, az optikai teljesítmény-költségvetés megértése kritikussá válik. Szüksége van egy optikai teljesítménymérőre, ami további 300-2000 dollár a funkcióktól függően.

 

A DWDM Rabbit Hole

 

A sűrű hullámhossz-osztásos multiplexelés során a dolgok megfelelően bonyolulttá válnak. Ahelyett, hogy szálonként egy hullámhosszt használna, a DWDM lehetővé teszi több hullámhossz-32, 48, 96 futtatását, még többet is – egyetlen szálszálon. Mindegyik hullámhossz lényegében egy különálló 10G vagy 100G csatorna.

A DWDM-adó-vevők meghatározott hullámhosszokra vannak hangolva az ITU-hálózaton. A C-sávban (1530-1565 nm-es tartomány) 96 csatorna van egymástól 50 GHz-es távolságra. Nyomon kell követnie, hogy melyik adó-vevő melyik hullámhosszon van, és színkóddal-vannak, de a színek semmilyen intuitív módon nem felelnek meg a hullámhossznak. A 29-es csatorna lila. A 30-as csatorna rózsaszín. Miért? Nincs jó ok.

A DWDM-et hosszú távú{0}}alkalmazásokban és adatközponti összeköttetésekben használják, ahol az üvegszálak korlátozottak és drágák. Az adó-vevők drágábbak, multiplexer/demultiplexer berendezésekre van szükség, és a hőmérséklet-stabilitás még kritikusabbá válik, mivel a hullámhossz-drift csatorna áthallást okozhat.

 

A szoftverkonfiguráció nem mindig egyszerű

Még a megfelelő fizikai adó-vevő telepítése után sem végzett. Sok kapcsolónál be kell állítani a port sebességét, a duplex módot (aminek tele kell lennie üvegszálasnál, de fura hibákat láttam), és néha manuálisan is engedélyezni kell a portot. Egyes gyártók alapértelmezés szerint letiltják a portokat.

Ha DAC (Direct Attach Copper) kábeleket használ rövid távra az optikai adó-vevők helyett,{0}}ami gyakran előfordul, hogy kapcsolót-a-kapcsolnak ugyanabban a rackben-, a kábel mindkét végébe adó-vevő van beépítve. De a kapcsoló továbbra is SFP+ portként látja ezeket, és továbbra is konfigurálnia kell őket. A DAC kábelek olcsóbbak, mint az üvegszálas plusz két adó-vevő, de körülbelül 5 méteresek, vastagok és rugalmatlanok. A kábelkezelés DAC-kábelekkel nem szórakoztató.

 

Szállítózár{0}}és kompatibilitás

 

A nagy kapcsológyártók -Cisco, Juniper, Arista, HPE-mind azt akarják, hogy megvásárolja a márkás adó-vevőjüket. Ezek gyakran csak a tényleges optikagyártók, például a Finisar, a Lumentum vagy az Avago újramárkázott moduljai, de gyártóspecifikus EEPROM-programozással. A jelölés 300% vagy több lehet.

A harmadik féltől származó optikák, például az fs.com vagy a 10Gtek legtöbbször jól működnek. A kulcs az, hogy olyan kódolt modulokat kapjon, amelyek megfelelően azonosítják magukat a kapcsolóhoz. Egyes gyártók ezt könnyebbé teszik, mint mások. Arista meglehetősen nyíltan beszél a harmadik felek optikájáról-. Cisco... kevésbé. Valójában van egy kis optikagyártó cégek, amelyek olyan "kompatibilis" modulokra specializálódtak, amelyek átmennek az eladók ellenőrzésén.

Az igazán frusztráló, ha több-gyártós telepítést végez, és az egyes gyártók optikája kissé eltérő specifikációkat használ, még azonos névleges sebesség és távolság esetén is. A végén olyan linkeket kaphat, amelyek működnek, de magas hibaarányt mutatnak, vagy olyan linkeket, amelyek eleinte jól működnek, de a vártnál gyorsabban romlanak.

 

Tisztítás és karbantartás

 

Senki sem szeret a száltisztításról beszélni, de ez abszolút kritikus. Egyetlen porszemcse a szálas csatlakozó végén jelentős jelveszteséget vagy teljes kapcsolati hibát okozhat. A végfelületek aprók, -körülbelül 9 mikron az egymódusú szálmag átmérőjéhez-. A porrészecske ehhez képest hatalmas.

Minden alkalommal meg kell tisztítani az összes optikai csatlakozást. Valóság? Ez nem mindig történik olyan éles környezetben, ahol rohan a szolgáltatás visszaállítása. De meg kell történnie. Használjon megfelelő száltisztító eszközöket-speciális törlőkendőket és tisztítópálcákat, ne az ingét. Vizsgálja meg szálmikroszkóppal. Fújja ki a nyílásokat sűrített levegővel.

Elhárítottam a "rossz adó-vevők" hibáit, amelyek valójában csak piszkos kapcsolatok voltak. Tisztítsa meg a szálat, a probléma megoldódott. De szabad szemmel nem látja a szennyeződést, ezért időt veszít a modulok cseréjére és a diagnosztika futtatására.

 

Jövőbeli-fejfájás elleni védekezés

Amikor üvegszálas hálózatot tervez, gondolnia kell a növekedésre és a jövőbeli sávszélesség-szükségletekre. Oké, rendben. De milyen messze a jövő? Az SFP+ 10G-n túlzásnak tűnt tíz évvel ezelőtt. Most a szerverkapcsolatok alapjévé válik. OM3 multimódusú optikai szálat használ, amely 10G-ra is jó, vagy többet költ az OM4-re, amely képes kezelni a 40G-t és a 100G-t ésszerű távolságokon?

Az egy{0}}módusú optikai szál „jövő-biztos”, mivel maga az üvegszál képes kezelni a következő sebességeket,-a korlátozó tényezőt az adó-vevők és a kapcsolóportok jelentik. Az egyszeri-mód telepítése azonban többe kerül, drágább adó-vevőket igényel, és olyan képességért kell fizetnie, amelyre esetleg évekig nem lesz szüksége. Vagy jövőre szüksége lehet rá. Ki tudja?

A portszám-probléma összefügg. Veszel egy kapcsolót 48 porttal. Kezdetben 30-at tölt be közülük. Jónak tűnik. Két évvel később 52 portra van szüksége, és egy másik kapcsolót telepít, amely a halmozási vagy szövetkonfigurációkkal foglalkozik, ami bonyolultabbá teszi. Meg kellett volna venni a nagyobb kapcsolót előre? Lehet, de 50%-kal többe került, és nincs garancia arra, hogy valóban belenő.

 

Amikor a dolgok rosszul mennek

Az üvegszálas problémák hibaelhárítása saját készségkészlete. A link leállt. Miért? Lehetne:

Piszkos csatlakozók (tisztítsa meg és ellenőrizze újra)

Hibás adó-vevő típus (ellenőrizze a műszaki adatokat)

Sérült szál (futtasson OTDR tesztet, ha van, sok sikert, ha nincs)

Túllépte a névleges távolságot (mérje meg a tényleges kábelhosszt)

Hullámhossz eltérés (ellenőrizze mindkét végét)

A port nincs konfigurálva (ellenőrizze a kapcsoló konfigurációját)

Hibás adó-vevő (csere és tesztelés)

Fordított polaritás (ellenőrizze a TX/RX csatlakozásokat)

Az energiaköltség túllépése (optikai teljesítmény mérése)

Szoftverhiba a kapcsoló firmware-ében (frissítés és imádkozás)

A probléma az, hogy ezek a hibák kívülről gyakran azonosnak tűnnek. A "nincs link" csak annyit kap. Elkezd dolgozni a listán, cserélgetni az alkatrészeket, amíg valami nem működik. Nem elegáns.

Az időszakos problémák rosszabbak. Linkcsapkodás, csomagvesztés, ami jön és megy, hibák, amelyek terhelés alatt megugrik. Ezeket okozhatja a csekély optikai teljesítmény, a hőmérséklet-ingadozás, a csatlakozókat befolyásoló vibráció, az EMI, ha áramforrás közelében fut, vagy körülbelül egy tucat egyéb dolog.

 

Amit bárcsak valaki elmondott volna nekem

Kezdje egy jó dokumentációs rendszerrel. Kövesse nyomon, hogy milyen portokon milyen adó-vevők vannak, milyen firmware-verziók futnak, milyen típusú és hosszúságú kábelek vannak telepítve. Használjon megfelelő címkéket. Tartsa kéznél a pótalkatrészeket, mert az adó-vevők meghibásodnak, és nem szórakoztató várni a szállításra, amikor a gyártás leáll.

Vásároljon jó hírű gyártóktól, még akkor is, ha többe kerül. A lehető legolcsóbb optika kezdetben pénzt takaríthat meg, de a furcsa kompatibilitási problémák hibaelhárítása nem ingyenes. Az idődnek van értéke.

Teszteljen mindent a telepítés előtt. Optikai teljesítményszintek, hibaarányok, sebességtesztek. Ne gondolja, hogy csak azért működik, mert megjelenik a link.

És talán a legfontosabb: a speciális portok nem hibát, hanem szolgáltatást jelentenek. A modularitás rugalmasságot biztosít az egyes csatlakozások száltípusának, távolságának és sebességének pontos megfeleléséhez. Csak arról van szó, hogy a tanulási görbe meredekebb, mint ahogy azt bárki előzetesen beismeri.

A technológia működik. Ha megérti, hogy mivel foglalkozik, az optikai szálak megbízhatóak és gyorsak, és mindennél jobban kezelik a modern hálózatok sávszélesség-igényét. De ez a "ha egyszer megérted" rész? Ez időbe telik, hibákat, és valószínűleg néhány késő éjszakát, amikor a kivilágítatlan port LED-eket bámulod, és azon tűnődsz, hogy mit csináltál rosszul.

Rendben van. Mindenki átmegy rajta.