# Теория

Оптические конверторы имеют ряд форматов реализации: трансиверы (от англ. transmitter –передатчик и receiver – приемник); транспондеры (от англ. transmitter-responder – передатчик – ответчик); мукспондер (от англ. muxponder – транспондер, но с дополнительной функцией объединения и разделения).
Оптические трансиверы, как правило, представляют собой простые устройства для соединения между собой по волоконно-оптическим линиям связи сетевых устройств (рисунок 1.1): абонентских терминалов; коммутаторов-маршрутизаторов; цифровых мультиплексоров различных технологий (PDH, SDH, Ethernet). Трансиверы преобразуют электрические сигналы аппаратуры в оптические сигналы волоконных линий связи на передаче и выполняют обратные функции преобразования сигналов на приеме, то есть оптические сигналы приема становятся электрическими сигналами для обработки в аппаратуре. Исполнение таких функций оптическими конверторами обусловило другое название этим изделиям – оптические интерфейсные модули или просто оптические интерфейсы, то есть определенные международными стандартами (например, ITU-T или IEEE) границы взаимодействия. Трансиверы применяются на однопролетных и малопролетных линиях (не более 4) местных сетей связи.
Оптический трансивер (от англ.TRANSmitter - передатчик и reCEIVER - приeмник) — это устройство, используемое в сетевом оборудовании для приема и передачи данных между удаленными устройствами: коммутаторами, маршрутизаторами, мультиплексорами и другим телекоммуникационным оборудованием, путем преобразования передаваемого сигнала из оптического в электрический и обратно. Также трансиверы обеспечивают взаимодействие внутреннего интерфейса сетевого устройства с интерфейсом среды передачи, выступая в качестве конвертера интерфейса.
В числе разрабатываемой и производимой продукции наиболее востребованные на российском и зарубежном рынках трансиверы форм-факторов SFP, SFP+, XFP, QSFP+, QSFP28, CFP, CFP2, CFP4 (таблица 1).
Волоконно-оптические трансиверы служат для передачи данных по волоконно-оптической линии связи путем преобразования электрического сигнала в оптический и обратно. Используются для присоединения платы сетевого устройства к оптическому волокну или неэкранированной витой паре, выступающей в роли сетевого кабеля.

Рисунок 1.1 – Оптический трансивер

Таблица 1.1 - Классификация видов стандартизации

Наименование | Скорость передачи | Рабочее расстояни
SFP | до 4,25 Гбит/с | до 200 км
SFP28 | до 28 Гбит/с | до 25 км
XFP | 10 Гбит/с | до 120 км
X2 | 10 Гбит/с | до 80 км
XENPAK | 10 Гбит/с | до 80 км
QSFP+ | 40 Гбит/с | до 40 км
QSFP28 | до 112 Гбит/с | до 40 км
CFP | до 112 Гбит/с | до 40 км
CFP2 | до 112 Гбит/с | до 40 км
CFP4 | до 112 Гбит/с | до 40 км

Конвертеры интерфейсов дают возможность использовать оптические трансиверы одного форм-фактора в активном телекоммуникационном оборудовании, имеющем слоты другого форм-фактора без замены сетевого оборудования (Рисунок 1.2).
XENPAK-to-SFP+ преобразует 10 Gigabit Ethernet XENPAK порт в 10 Gigabit Ethernet SFP+ порт. Дает возможность использовать в 10 Гбит XENPAK порту коммутатора и трансивер XENPAK, и трансивер SFP+.
X2-to-SFP+ преобразует 10 Gigabit Ethernet X2 порт в 10 Gigabit Ethernet SFP+ порт. Дает возможность использовать в 10Гбит X2 порту коммутатора и трансивер X2, и трансивер SFP+.
CFP-to-QSFP28 предназначен для преобразования интерфейсов из CFP (10 двунаправленных каналов 10 Гбит/с) в QSFP28 (4 двунаправленных канала 25 Гбит/с). Обладает возможностью «горячей» замены. Поддерживает функцию FEC (Forward Error Correction).
CFP2-to-QSFP28 предназначен для преобразования интерфейсов из CFP2 (4 двунаправленных каналов 25 Гбит/с) в QSFP28 (4 двунаправленных канала 25 Гбит/с). Обладает возможностью «горячей» замены.

Рисунок 1.2 – Конвертер интерфейсов

SFP (Small Form-factor Pluggable – компактный сменный форм-фактор) - компактный оптический трансивер, используемый для двунаправленной передачи данных по одному или двум одномодовым или многомодовым оптическим волокнам. SFP модуль представлен на рисунке 1.3.
Все модули с рабочим расстоянием до 80 км могут поставляться в трех температурных режимах: commercial (0~70 °C), extended (-10~80 °C), industrial (-40~85 °C).

Рисунок 1.3 – SFP модуль

SFP+ (Enhanced Small Form-factor Pluggable) – расширенная версия модуля SFP, используемая для организации высокоскоростных симплексных и дуплексных каналов со скоростью передачи данных до 10 Гбит/с, поддерживает функцию цифровой диагностики DDM (DOM). На рисунке 1.4 представлен SFP+ модуль.
Все модули с рабочим расстоянием до 80 км могут поставляться в трех температурных режимах: commercial (0~70 °C), extended (-10~80 °C), industrial (-40~85 °C).

Рисунок 1.4 – SFP+ модуль

SFP LTE / SFP+ LTE - оптические двухволоконные и одноволоконные модули с форм-фактором SFP для оборудования LTE, предназначены для работы в одномодовом и многомодовом оптическом волокне (Рисунок 1.5).

Рисунок 1.5 – SFP LTE / SFP+ LTE модули

Модуль SFP28 разработан для передачи данных по многомодовому или одномодовому оптоволоконному кабелю на скорости 25 Гбит/с (рисунок 1.6).

Рисунок 1.6 – SFP28 модуль

XFP (10Gbit Small Form-factor Pluggable) – протоколо-независимый оптический трансивер «горячей» замены, обеспечивающий передачу данных в оптических линиях связи со скоростью 10 Гбит/с, как правило, на длинах волн 850/1310/1550нм, а также в сетях с системами спектрального уплотнения WDM, CWDM и DWDM в стандартах SONET/SDH, Fiber Channel, Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet. XFP модуль представлен на рисунке 1.7.

Рисунок 1.7 – XFP модуль

X2 – модули, используемые для построения оптических линий связи со скоростью передачи данных до 10 Гбит/с (Рисунок 1.8). Передача данных осуществляется по одному или двум одномодовым или многомодовым оптическим волокнам, оконцованным коннекторами SC. Функции мониторинга состояния модуля позволяют контролировать мощность излучения, состояние приемника, рабочую температуру и пр. Поддерживают функцию «горячей» замены.

Рисунок 1.8 – X2 модуль

XENPAK – трансиверы в первом форм-факторе, предназначенные для передачи данных на скорости до 10 Гбит/с по двум одномодовым или многомодовым оптическим волокнам (рисунок 1.9). Для подключения волокон к модулю используются оптические разъемы типа SC.
Многомодовые волокна позволяют передавать данные на расстояние до 500 м, для дистанций от 10 до 80 км применяется одномодовое волокно. Отслеживать состояние XENPAK модуля позволяет функция цифрового мониторинга.

Рисунок 1.9 – XENPAK модуль

QSFP+ (Quad Small Form-Factor Pluggable Plus) — это компактный оптический трансивер, соответствующий новому промышленному стандарту QSFP+ (Рисунок 1.10). Применяется для дуплексной передачи данных по двум одномодовым или многомодовым оптическим волокнам на скорости 40 Гбит/с.

Рисунок 1.10 – QSFP+ модуль

QSFP28 – модули, предназначенные для портов высокой плотности, обладают компактными размерами и низким энергопотреблением. Используются в центрах обработки данных, высокопроизводительных вычислительных сетях и транспортных сетях провайдеров (рисунок 1.11). QSFP28 полностью интегрированный 4 x 25 Гбит/с оптический трансивер, который состоит из лазеров с длинами волн вблизи 1310 нм. Работает по одномодовому оптическому волокну. Соответствуют спецификации SFF-8661.

Рисунок 1.11 – QSFP28 модуль

CFP / CFP2 / CFP4 — съемные оптические трансиверы, предназначенные для формирования оптических сигналов со скоростью передачи данных 40 или 100 Гбит/с (рисунок 1.12). Используются для дуплексной передачи данных по двум одномодовым или многомодовым оптическим волокнам, поддерживают передачу данных по четырем или десяти каналам в обоих направлениях со скоростью 10 или 25 Гбит/с каждый, обеспечивая совокупную пропускную способность более 40 или 100 Гбит/с.

Рисунок 1.12 – CFP / CFP2 / CFP4 модули

Конвертер интерфейсов дает возможность использовать оптические трансиверы одного форм-фактора в активном телекоммуникационном оборудовании, имеющем слоты другого форм-фактора без замены сетевого оборудования. Конвертер интерфейсов показан на рисунке 1.13.

Рисунок 1.13 – Конвертер интерфейсов

Программаторы оптических трансиверов предназначены для программирования пользовательских полей оптических трансиверов, обеспечивающих совместимость с телекоммуникационным оборудованием различных производителей (рисунок 1.14).

Рисунок 1.14 – Программатор оптических трансиверов

Транспондеры — это активные сетевые устройства, предназначенные для преобразования среды передачи данных и восстановления сигнала.
В качестве среды передачи используются одномодовые или многомодовые оптические волокна. В роли входных портов выступают разъемы для установки оптических трансиверов различных форм-факторов (SFP+, XFP, QSFP+). Оптический транспондер — это активное сетевое устройство для обеспечения интерфейса между оборудованием оконечного доступа и линией связи. Оконечным оборудованием может быть любое активное сетевое оборудование уровня L2-L3.
В зависимости от модели транспондеры поддерживают различные скорости/протоколы передачи — от самых низкоскоростных, таких как Fast Ethernet и STM-1, до высокоскоростных OTU-2 и 40 Gigabit Ethernet.
Транспондеры классифицируются по разным параметрам: поддержка протоколов передачи, типы портов, функция регенерации передаваемого сигнала, функция дополнительного кодирования сигнала, функция удаленного управления и мониторинга, конструкция.
Мукспондер (мультиплексор-транспондер) – это система, выполняющая временное мультиплексирование низкоскоростного сигнала в высокоскоростную (имеется в виду скорость передачи данных) несущую. Характерным примером является прием 4 OC-48 и вывод одной OC-192 на длине волны 1550 нм.

## Перейти к заданию