Der 10G CWDM 40km SFP+ Transceiver (Teilenummer: SFP-10G-CWDM-xx-40km ) ist ein 10GBASE CWDM Singlemode-Farblichtmodul, das die CWDM-Technologie (Coarse Wavelength Division Multiplexing) nutzt und eine Übertragungsdistanz von 40 km aufweist. Dabei steht „XX“ für die jeweilige Arbeitswellenlänge (z. B. 47 für 1470 nm, 55 für 1550 nm usw.).
Nachfolgend sind die Kernparameter, technischen Merkmale und Kompatibilitätslösungen mit gängigen Marken des optischen Moduls aufgeführt:
Technische Parameter
- Kapselungstyp: SFP+ (Small Form factor Pluggable Plus).
- ÜbertragungsrateUnterstützt maximal 10.3125 Gbps zu 11.1 Gbps (kompatibel mit 10G Ethernet, CPRI, OTN OTU2 usw.).
- Mittenwellenlänge (XX)Bietet typischerweise 18 Bänder zwischen 1270 nm und 1610 nm, wobei üblicherweise Langstreckenkanäle im Bereich von 1470 nm bis 1610 nm (Kanalabstand von 20 nm) verwendet werden.
- Fasertyp: Einmodenfaser (SMF, 9/125 µ m).
- ÜbertragungsreichweiteStandard 40 km.
- Optischer PorttypDuplex-LC-Schnittstelle.
- Laser typ: DFB (verteilte Rückkopplung) or EML (Elektroabsorptionsmodulation) Üblicherweise werden Laser verwendet.
- Empfängertyp: PIN-Fotodetektor.
- Typischer optischer Leistungsbereich (siehe Standarddatenblätter wie z. B. ProLabs):
- Sendeleistung: -1 dBm bis +4 dBm oder 0 dBm bis +5 dBm.
- Empfangsempfindlichkeit: Unter -15 dBm bis -16 dBm.
- Gesättigte optische Empfangsleistung (Überlastung): 0 dBm.
- Digitales Diagnosemonitoring (DOM/DM): Unterstützt die Echtzeitüberwachung von Spannung, Temperatur, Vorspannungsstrom, optischer Sendeleistung und optischer Empfangsleistung.
Namenskonventionen für 10G CWDM SFP+ Transceiver
Führende Hersteller von Netzwerkgeräten bieten entsprechende, hochkompatible 10G-CWDM-SFP+-Transceiver-Module an, beispielsweise das CWDM-SFP-Modul mit 40 km Reichweite und 1470 nm Wellenlänge. Die Cisco-Modellnummer lautet CWDM-SFP10G-1470-40 (1470 steht für die Wellenlänge, 40 für die Übertragungsdistanz von 40 km), die Yingda-Modellnummer SFP-10G-CWDM-47-40km (47 für 1470 nm). Yingda unterstützt zudem gängige Switch-Systeme von Herstellern wie Cisco, Huawei, Juniper usw.
| SFP | - | 10G | - | CWDM | - | 47 | - | 40KM |
| Gehäusetyp | Übertragungsrate | Core-Technologie | Zentrale Wellenlänge | Übertragungsreichweite | ||||
| SFP + | 10Gbps | CWDM | 27=1270nm 29=1290nm 31=1310nm ... 47=1470nm ... 61=1610nm | 10 km 20 km 40 km 80 km |
Anwendungsszenarien
1. Verdopplung der Netzwerkkapazität : Bei Verwendung in Verbindung mit CWDM (Multiplexer/Demultiplexer) in Metropolregionennetzen können bis zu 18 vollständig isolierte 10G-Signale gleichzeitig über dasselbe Paar von Singlemode-Fasern übertragen werden, wodurch das Problem der Faserressourcenknappheit vollständig gelöst wird.
2. Fernverbindung : Wird für die mittlere bis lange Rückkopplungsstromversorgung in großen Gewerbeparks, für die Verbindung von Rechenzentren (DCI) und für Zugangsnetze in Ballungsräumen (MAN) eingesetzt.
Geräteschema für 10G CWDM SFP+40KM Modul
Die interne Gerätestruktur des SFP-10G-CWDM-XX-40KM variiert stark in Abhängigkeit von der Wellenlänge. CWDM arbeitet mit einem Wellenlängenbereich von 1270–1610 nm und 18 Kanälen im Abstand von 20 nm. In der Praxis wird es hauptsächlich in zwei Frequenzbänder unterteilt.
- 1470 nm–1610 nm (Rückband)Dies sind die acht am häufigsten verwendeten Kanäle. Dieses Frequenzband liegt bei einer Wellenlänge von etwa 1550 nm und weist geringere Faserverluste auf, was es für die Übertragung über größere Entfernungen, beispielsweise 40 km und 80 km, besser geeignet macht. Für eine Entfernung von 40 km ist es jedoch etwas überbeansprucht.
- 1270 nm–1450 nm (Frontband): In der Anfangszeit wurde aufgrund eines „Wasserpeaks“ (extrem hoher Dämpfung) nahe 1383 nm von der Verwendung des 1370-1410-nm-Kanals für einige ältere Glasfasern abgeraten. Mit der Verbreitung von Vollwellen-Glasfasern (G.652.D) werden diese Wellenlängen heute auch häufig für die Kurzstreckenübertragung genutzt. In diesem Bereich, insbesondere im Bereich von 1270-1370 nm, sind die Dämpfung und Dispersion der Faser relativ hoch. Die inhärenten Eigenschaften von DFB-Lasern (niedriger Chirp und geringe Dispersion) können die Nachteile dieses Bereichs kompensieren. Viele 40-km-Module mit der Bezeichnung „DFB+PIN“ sind speziell für Wellenlängen wie 1290 nm und 1330 nm ausgelegt. Für höhere Anforderungen ist ein DFB-Laser in Kombination mit einem hochempfindlichen APD-Detektor erforderlich, um eine stabile Übertragung über 40 Kilometer zu gewährleisten.
Wie wählt man die passende Gerätelösung aus?
Der Schlüssel zur Bestimmung der Machbarkeit einer Lösung liegt im Leistungsbudget der Verbindung . Um eine Übertragungsdistanz von 40 km zu erreichen, muss das Leistungsbudget des optischen Moduls üblicherweise zwischen 14 dB und 16 dB liegen. Die beiden derzeit ausgereiften Lösungen sind DFB+PIN (APD) und EML+PIN.
- Linkbudget: Die Reichweite der SFP+-Transceiver hängt davon ab, ob die verbleibende optische Leistungsreserve die Dämpfung in der Faser kompensieren kann, nachdem die Empfangsempfindlichkeit von der Sendeleistung abgezogen wurde.
- Allgemeine Regel: DFB wird für kurze Wellenlängen verwendet, EML für lange Wellenlängen.
Vergleich zweier Systeme
| Lösung | EML+PIN-Schema (Erhöhung der emittierten Lichtleistung) | DFB+APD-Verfahren (verbessert die Empfangsempfindlichkeit) |
| Laser am emittierenden Ende | EML (Elektroabsorptionsmodulationslaser): Hohe Dispersionstoleranz, geringes Jitter, ausgezeichnete Signalqualität, sehr gut geeignet für langwellige Bereiche mit hoher Dispersion von 1470 nm bis 1610 nm. | DFB (Distributed Feedback Laser): Direkte Modulation mit hohem Dispersionsverlust bei einer Übertragungsdistanz von 40 km in hohen Wellenlängenbereichen (wie z. B. 1550 nm und darüber). |
| Empfängerdetektor | PIN-Fotodiode: einfacher Aufbau, niedrige Kosten, hohe Stabilität, aber geringe Empfindlichkeit (üblicherweise etwa -15 dBm bis -16 dBm). | APD (Avalanche Photodiode): Mit interner Verstärkung und extrem hoher Empfindlichkeit (bis zu -24 dBm) kann sie schwache Signale stark erfassen. |
| Implementierung des optischen Leistungsbudgets | Die hohe optische Leistung, die von EML ausgesendet wird (z. B. +1 bis +5 dBm), wird genutzt, um den Empfindlichkeitsnachteil des PIN-Empfangs auszugleichen. | Durch die Nutzung der geringeren Sendeleistung von DFB und der extrem hohen Empfangsempfindlichkeit von APD kann ein hohes Budget erreicht werden. |
Im Vergleich zum DFB+PIN-Verfahren ist EML+PIN ein gängigerer und ausgereifterer Standard für SFP-CWDM-Transceiver mit 40 km Reichweite und langen Wellenlängen (1470 nm+). Die Sendeleistung und die Link-Budgetierung sind im Allgemeinen höher, und die Gesamtleistung ist besser.
Vorsichtsmaßnahmen bei der Beschaffung:
1. Betriebstemperatur: Die Betriebstemperatur ist in handelsüblicher Ausführung (0℃~70℃) und industrieller Ausführung (-40℃~85℃) verfügbar.
2. Kompatibilität : Beim Kauf muss unbedingt die Kompatibilität mit der Gerätemarke geprüft werden. Die von Yingda angebotenen optischen Module sind weitgehend mit Geräten der Marke XXX kompatibel.
3. Linkbudget : Beim Kauf wird empfohlen, direkt im Datenblatt des jeweiligen Modells nachzusehen, ob der angegebene Sendetyp (Tx) DFB oder EML ist, der Empfangstyp (Rx) PIN oder APD und ob das nominale Linkbudget Ihren tatsächlichen Anforderungen an die Leitungsdämpfung entspricht.
4. Stromverbrauch und Wärmeabfuhr: EML-Laser verfügen üblicherweise über einen integrierten thermoelektrischen Kühler (TEC) zur Wellenlängenstabilisierung. Dadurch sind Stromverbrauch und Wärmeentwicklung höher als bei herkömmlichen DFB-Modulen. Bei der Auslegung des Gesamtsystems ist daher auf die Wärmeabfuhr der SFP+-Ports zu achten.
5. Redundanzreserve : Die Empfangsempfindlichkeit von PIN (ca. -16 dBm) ist relativ gering. Bei vielen Glasfaserfusionspunkten, ODF-Jumperrahmen oder Einfügungsdämpfungen von CWDM-Multiplexern/Demultiplexern (Mux/Demux) in Ihrer Verbindung kann das Leistungsbudget von 14–16 dB knapp bemessen sein.
