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Planung von Kabeln und Transceivern für QFX10002 Netzwerke
Lesen Sie vor der Installation des QFX10002 die folgenden Themen, um sich mit den optischen und Schnittstellenanforderungen für das System vertraut zu machen.
Bestimmen der Transceiver-Unterstützung für die QFX10002
Der QFX10002 verfügt über QSFP+-Ports (Quad Small Form-Factor Pluggable Plus) zur Verwendung als Uplink, Downlink oder als Zugriffsport. Diese 40-Gigabit-Ethernet-Ports unterstützen QSFP+-Transceiver, QSFP28-Transceiver, QSFP+-DAC-Kabel (Direct-Attach-Kupfer) und DAC-Breakout-Kabel (DACBO). Jeder QSFP+-Port des QFX10002-72Q oder QFX10002-36Q kann über ein Breakout-Kabel oder als einzelne 40-Gigabit-Ethernet-Schnittstelle als 10-Gigabit-Ethernet-Schnittstelle konfiguriert werden.
Der QFX10002 unterstützt auch die Verwendung von SFP- (small form-factor pluggable) und QSFP+-Transceivern (small form-factor pluggable plus) für die Verbindung der Management-Ports. Diese Transceiver werden für die Verwendung in Uplink, Downlink oder Zugriffsport nicht unterstützt.
Informationen zu den optischen Transceivern, die von Ihrem Juniper Gerät unterstützt werden, finden Sie mit dem Hardware-Kompatibilitätstool. Zusätzlich zu den Transceivern und dem Anschlusstyp werden für jeden Transceiver die optischen und Kabeleigenschaften – falls zutreffend – dokumentiert. Mit dem Hardware-Kompatibilitäts-Tool können Sie nach Produkten suchen und alle von diesem Gerät oder dieser Kategorie unterstützten Transceiver nach Schnittstellengeschwindigkeit oder -typ anzeigen. Die Liste der unterstützten Transceiver für die QFX10002 finden Sie im Hardware-Kompatibilitätstool.
Das Technical Assistance Center (JTAC) von Juniper Networks bietet umfassenden Support für die von Juniper bereitgestellten optischen Module und Kabel. JTAC bietet jedoch keinen Support für optische Module und Kabel von Drittanbietern, die nicht von Juniper Networks qualifiziert oder geliefert wurden. Wenn Sie beim Betrieb eines Geräts von Juniper mit optischen Modulen oder Kabeln von Drittanbietern auf ein Problem stoßen, kann JTAC Ihnen bei der Diagnose hostbezogener Probleme helfen, wenn das beobachtete Problem nach Ansicht des JTAC nicht mit der Verwendung der optischen Module oder Kabel von Drittanbietern zusammenhängt. Ihr JTAC-Techniker wird Sie wahrscheinlich auffordern, das optische Modul oder Kabel eines Drittanbieters zu überprüfen und bei Bedarf durch eine gleichwertige, von Juniper qualifizierte Komponente zu ersetzen.
Die Verwendung von optischen Modulen von Drittanbietern mit hohem Stromverbrauch (z. B. kohärentes ZR oder ZR+) kann möglicherweise zu thermischen Schäden führen oder die Lebensdauer der Host-Geräte verringern. Jegliche Beschädigung der Host-Geräte durch die Verwendung von optischen Modulen oder Kabeln von Drittanbietern liegt in der Verantwortung des Benutzers. Juniper Networks übernimmt keine Haftung für Schäden, die durch eine solche Nutzung entstehen.
Kabelspezifikationen für QSFP+-, QSFP28- und QSFP-DD-Transceiver
Die in den Switches der QFX-Serie verwendeten 40-Gigabit-Ethernet-QSFP+-, 100-Gigabit-Ethernet-QSFP28- und 400G-Transceiver (QDD-400G-DR4 und QDD-400G-SR4P2) verwenden 12-Ribbon-Multimode-Glasfaser-Crossover-Kabel mit MPO-12-Buchsen (UPC/APC). Die Faser kann entweder OM3 oder OM4 sein. Diese Kabel werden nicht von Juniper Networks verkauft.
Verwenden Sie nur ein ordnungsgemäß konstruiertes, abgeschirmtes Kabel, um behördliche Genehmigungen aufrechtzuerhalten.
Achten Sie darauf, dass Sie Kabel mit der richtigen Polarität bestellen. Hersteller bezeichnen diese Frequenzweichkabel als "Key Up to Key Up", "Latch Up to Latch Up", Typ B oder "Method B". Wenn Sie Patchfelder zwischen zwei QSFP+- oder QSFP28-Transceivern verwenden, stellen Sie sicher, dass die richtige Polarität durch die Kabelanlage eingehalten wird.
Tabelle 1 beschreibt die Signale auf den einzelnen Fasern. Tabelle 2 zeigt die Pin-to-Pin-Verbindungen für die richtige Polarität.
Faser |
Signal |
|---|---|
1 |
TX0 (Senden) |
2 |
TX1 (Senden) |
3 |
TX2 (Senden) |
4 |
TX3 (Senden) |
5 |
Unbenutzt |
6 |
Unbenutzt |
7 |
Unbenutzt |
8 |
Unbenutzt |
9 |
Tx3 (Empfangen) |
10 |
Rx2 (Empfangen) |
11 |
Tx1 (Empfangen) |
12 |
Rx0 (Empfangen) |
Stecknadel |
Stecknadel |
|---|---|
1 |
12 |
2 |
11 |
3 |
10 |
4 |
9 |
5 |
8 |
6 |
7 |
7 |
6 |
8 |
5 |
9 |
4 |
10 |
3 |
11 |
2 |
12 |
1 |
Grundlegendes zu Signalverlust, -dämpfung und -dispersion von Glasfaserkabeln der QFX-Serie
Um das für Glasfaserverbindungen erforderliche Leistungsbudget und die Leistungsmarge zu bestimmen, müssen Sie verstehen, wie sich Signalverlust, -dämpfung und -dispersion auf die Übertragung auswirken. Die QFX-Serie verwendet verschiedene Arten von Netzwerkkabeln, einschließlich Multimode- und Singlemode-Glasfaserkabeln.
- Signalverlust in Multimode- und Singlemode-Glasfaserkabeln
- Dämpfung und Dispersion in Glasfaserkabeln
Signalverlust in Multimode- und Singlemode-Glasfaserkabeln
Multimode-Fasern haben einen Durchmesser von genug, um Lichtstrahlen intern reflektieren zu lassen (von den Wänden der Faser abzuprallen). Bei Schnittstellen mit Multimode-Optiken werden typischerweise LEDs als Lichtquellen verwendet. LEDs sind jedoch keine kohärenten Lichtquellen. Sie sprühen unterschiedliche Wellenlängen des Lichts in die Multimode-Faser, die das Licht in verschiedenen Winkeln reflektieren. Lichtstrahlen wandern in gezackten Linien durch eine Multimode-Faser und verursachen eine Signalstreuung. Wenn Licht, das sich im Faserkern ausbreitet, in den Fasermantel strahlt (Schichten aus Material mit niedrigerem Brechungsindex in engem Kontakt mit einem Kernmaterial mit höherem Brechungsindex), tritt ein Modenverlust höherer Ordnung auf. Zusammen verringern diese Faktoren die Übertragungsdistanz von Multimode-Fasern im Vergleich zu Singlemode-Fasern.
Singlemode-Fasern haben einen so kleinen Durchmesser, dass Lichtstrahlen intern durch nur eine Schicht reflektiert werden. Schnittstellen mit Singlemode-Optiken nutzen Laser als Lichtquellen. Laser erzeugen eine einzelne Wellenlänge des Lichts, das sich in einer geraden Linie durch die Singlemode-Faser bewegt. Im Vergleich zu Multimode-Fasern haben Singlemode-Fasern eine höhere Bandbreite und können Signale über größere Entfernungen übertragen. Folglich ist es teurer.
Informationen zur maximalen Übertragungsentfernung und zum unterstützten Wellenlängenbereich für die Typen von Singlemode- und Multimode-Glasfaserkabeln, die mit der QFX-Serie verbunden sind, finden Sie im Hardware-Kompatibilitätstool. Eine Überschreitung der maximalen Übertragungsentfernungen kann zu erheblichen Signalverlusten führen, was zu einer unzuverlässigen Übertragung führt.
Dämpfung und Dispersion in Glasfaserkabeln
Eine optische Datenverbindung funktioniert korrekt, vorausgesetzt, dass das modulierte Licht, das den Empfänger erreicht, genügend Leistung hat, um korrekt demoduliert zu werden. Unter Dämpfung versteht man die Verringerung der Stärke des Lichtsignals während der Übertragung. Passive Medienkomponenten wie Kabel, Kabelspleiße und Steckverbinder verursachen Dämpfungen. Obwohl die Dämpfung bei Glasfasern deutlich geringer ist als bei anderen Medien, tritt sie sowohl bei der Multimode- als auch bei der Singlemode-Übertragung auf. Eine effiziente optische Datenverbindung muss genügend Licht übertragen, um eine Dämpfung zu überwinden.
Dispersion ist die Ausbreitung des Signals über die Zeit. Die folgenden beiden Arten der Dispersion können die Signalübertragung über eine optische Datenverbindung beeinträchtigen:
Chromatische Dispersion, d. h. die Ausbreitung des Signals über die Zeit, die durch die unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Lichtstrahlen verursacht wird.
Modale Dispersion, d. h. die Ausbreitung des Signals über die Zeit, die durch die verschiedenen Ausbreitungsmodi in der Faser verursacht wird.
Bei Multimode-Übertragung begrenzt die modale Dispersion anstelle der chromatischen Dispersion oder Dämpfung in der Regel die maximale Bitrate und Verbindungslänge. Bei der Singlemode-Übertragung spielt die modale Dispersion keine Rolle. Bei höheren Bitraten und über größere Entfernungen begrenzt die chromatische Dispersion jedoch die maximale Verbindungslänge.
Eine effiziente optische Datenverbindung muss über genügend Licht verfügen, um die Mindestleistung zu überschreiten, die der Empfänger benötigt, um innerhalb seiner Spezifikationen zu arbeiten. Darüber hinaus muss die Gesamtstreuung innerhalb der Grenzen liegen, die für die Art der Verbindung in dem Telcordia Technologies-Dokument GR-253-CORE (Abschnitt 4.3) und dem Dokument G.957 der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) festgelegt sind.
Wenn die chromatische Dispersion maximal zulässig ist, kann ihr Effekt als Leistungseinbußen im Energiebudget betrachtet werden. Das optische Leistungsbudget muss die Summe aus Komponentendämpfung, Leistungseinbußen (auch durch Dispersion) und einer Sicherheitsmarge für unerwartete Verluste berücksichtigen.
Berechnung des Leistungsbudgets und der Leistungsmarge für Glasfaserkabel
Verwenden Sie die Informationen in diesem Thema und die Spezifikationen für Ihre optische Schnittstelle, um das Leistungsbudget und die Leistungsmarge für Glasfaserkabel zu berechnen.
Mit dem Hardware-Kompatibilitäts-Tool finden Sie Informationen zu den steckbaren Transceivern, die von Ihrem Gerät von Juniper Networks unterstützt werden.
Führen Sie zum Berechnen des Leistungsbudgets und der Leistungsmarge die folgenden Aufgaben aus:
- Berechnung des Leistungsbudgets für Glasfaserkabel
- So berechnen Sie die Leistungsmarge für Glasfaserkabel
Berechnung des Leistungsbudgets für Glasfaserkabel
Um sicherzustellen, dass Glasfaserverbindungen über genügend Leistung für einen ordnungsgemäßen Betrieb verfügen, müssen Sie das Leistungsbudget (PB) der Verbindung berechnen, d. h. die maximale Strommenge, die sie übertragen kann. Bei der Berechnung des Energieverbrauchs verwenden Sie eine Worst-Case-Analyse, um eine Fehlermarge bereitzustellen, auch wenn nicht alle Teile eines tatsächlichen Systems auf dem Worst-Case-Niveau arbeiten. Um die Worst-Case-Schätzung von PB zu berechnen, nehmen Sie die minimale Sendeleistung (PT) und die minimale Empfängerempfindlichkeit (PR) an:
PB = PT – PR
Die folgende hypothetische Gleichung für das Leistungsbudget verwendet Werte, die in Dezibel (dB) gemessen werden, und Dezibel, bezogen auf ein Milliwatt (dBm):
PB = PT – PR
PB = –15 dBm – (–28 dBm)
PB = 13 dB
So berechnen Sie die Leistungsmarge für Glasfaserkabel
Nach der Berechnung der PB einer Verbindung können Sie die Leistungsmarge (PM) berechnen, die die verfügbare Leistung darstellt, nachdem die Dämpfung oder der Verbindungsverlust (LL) von der PB abgezogen wurde. EineWorst-Case-Schätzung von P M geht von einem maximalen LL:
PM = PB – LL
P M größer als Null bedeutet, dass das Leistungsbudget für den Betrieb des Empfängers ausreicht.
Zu den Faktoren, die Verbindungsverluste verursachen können, gehören Modenverluste höherer Ordnung, modale und chromatische Dispersion, Stecker, Spleiße und Faserdämpfung. Tabelle 3 listet einen geschätzten Schadensbetrag für die Faktoren auf, die in den folgenden Beispielrechnungen verwendet werden. Informationen über den tatsächlichen Umfang des Signalverlusts, der durch Geräte und andere Faktoren verursacht wird, finden Sie in der Dokumentation des Anbieters.
Link-Loss-Faktor |
Geschätzter Wert für Verbindungsverluste |
|---|---|
Modusverluste höherer Ordnung |
Einzelmodus – Keine Multimode: 0,5 dB |
Modale und chromatische Dispersion |
Einzelmodus – Keine Multimode: Keine, wenn das Produkt aus Bandbreite und Entfernung weniger als 500 MHz-km beträgt |
Fehlerhafter Stecker |
0,5 dB |
Verbindung |
0,5 dB |
Faserdämpfung |
Einzelmodus – 0,5 dB/km Multimode – 1 dB/km |
Die folgende Beispielrechnung für eine 2 km lange Multimode-Verbindung mit einem PB von 13 dB verwendet die Schätzwerte aus Tabelle 3. In diesem Beispiel wird LL als Summe der Faserdämpfung (2 km @ 1 dB/km oder 2 dB) und der Dämpfung für fünf Steckverbinder (0,5 dB pro Stecker oder 2,5 dB) und zwei Spleißen (0,5 dB pro Spleiß oder 1 dB) sowie der Modeverluste höherer Ordnung (0,5 dB) berechnet. Der PM wird wie folgt berechnet:
PM = PB – LL
PM = 13 dB – 2 km (1 dB/km) – 5 (0,5 dB) – 2 (0,5 dB) – 0,5 dB
PM = 13 dB – 2 dB – 2,5 dB – 1 dB – 0,5 dB
PM = 7 dB
Die folgende Beispielrechnung für eine 8 km lange Singlemode-Verbindung mit einem PB von 13 dB verwendet die Schätzwerte aus Tabelle 3. In diesem Beispiel wird LL als Summe der Faserdämpfung (8 km @ 0,5 dB/km oder 4 dB) und der Dämpfung für sieben Stecker (0,5 dB pro Stecker oder 3,5 dB) berechnet. Der pPM wird wie folgt berechnet:
PM = PB – LL
PM = 13 dB – 8 km (0,5 dB/km) – 7 (0,5 dB)
PM = 13 dB – 4 dB – 3,5 dB
PM = 5,5 dB
In beiden Beispielen ist die berechneteP M größer als Null, was darauf hinweist, dass die Verbindung über eine ausreichende Leistung für die Übertragung verfügt und die maximale Eingangsleistung des Empfängers nicht überschreitet.