Moduł dwukierunkowy SFP, WDM – transmisja dwukierunkowa po jednym włóknie

Moduł SFP typu BiDi (Bidirectional) z technologią WDM (Wavelength Division Multiplexing) to kompaktowe, hot-pluggable rozwiązanie przeznaczone do budowy łączy optycznych w przełącznikach i routerach ze złączami SFP. Jego kluczową cechą jest zdolność do pełnodupleksowej transmisji danych przy użyciu tylko jednego włókna światłowodowego, co pozwala na podwojenie efektywności wykorzystania istniejącej infrastruktury kabli światłowodowych.

Działanie modułu opiera się na wykorzystaniu dwóch różnych długości fal świetlnych, np. 1310 nm i 1550 nm, dla każdego kierunku transmisji. Wbudowany filtr WDM (Wavelength Division Multiplexer) w obudowie modułu rozdziela i łączy te sygnały, umożliwiając jednoczesną komunikację nadawczo-odbiorczą. Dzięki temu eliminuje się konieczność stosowania par włókien (TX/RX) dla pojedynczego łącza, co jest szczególnie cenne w sytuacjach ograniczonej liczby dostępnych włókien lub przy rozbudowie sieci.

Zasada działania i architektura modułu

Wewnętrzna konstrukcja modułu BiDi integruje laser nadawczy i fotodiodę odbiorczą pracujące na ściśle określonych, różnych długościach fal. Sygnał optyczny z lasera jest kierowany do portu światłowodowego przez filtr WDM, który jednocześnie wyodrębnia sygnał przychodzący o drugiej długości fali i kieruje go na fotodiodę. Cały proces odbywa się w sposób pasywny, bez konieczności zewnętrznego zasilania dla komponentów WDM, co przekłada się na wysoką niezawodność i niskie opóźnienia.

Kluczowe parametry techniczne

• Typ złącza: SFP (Small Form-factor Pluggable), zgodny z MSA
• Technologia transmisji: Dwukierunkowa (BiDi) z multiplexingiem WDM
• Interfejs elektryczny: Kompatybilny z SFP, sygnał elektryczny NRZ
• Zastosowane długości fal: Zależne od modelu (np. TX 1310 nm / RX 1550 nm lub TX 1550 nm / RX 1310 nm)
• Typ złącza optycznego: Simplex LC (pojedyncze)
• Zasięg transmisji: Dostępne wersje dla różnych odległości (np. 10 km, 20 km, 40 km, 80 km)
• Szybkość transmisji danych: Zależna od klasy modułu (np. 1.25 Gbps dla Gigabit Ethernet, 1.063 Gbps dla Fibre Channel)
• Zasilanie: Niskie, standardowe dla interfejsu SFP (zazwyczaj 3.3V)
• Temperatura pracy: Zazwyczaj w zakresie komercyjnym (0°C do 70°C) lub przemysłowym (-40°C do 85°C)
• Diagnostyka (DDM/DOM): Obsługa monitorowania parametrów w czasie rzeczywistym (moc optyczna, temperatura, prąd lasera)

Zastosowanie w praktyce

Moduły BiDi WDM znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie liczba wolnych włókien światłowodowych jest ograniczona, a konieczna jest rozbudowa sieci lub zwiększenie jej przepustowości. Typowym scenariuszem jest łączenie dwóch przełączników szkieletowych w centrum danych, pomiędzy którymi dostępne jest tylko jedno włókno rezerwowe. Zamiast kłaść nowy kabel, wystarczy zastosować parę komplementarnych modułów BiDi, uzyskując pełnodupleksowe łącze Gigabit Ethernet lub Fibre Channel.

Innym praktycznym zastosowaniem są sieci dostępowe (FTTx), gdzie operator może dostarczać usługi różnym klientom przy użyciu jednego włókna prowadzonego do multipleksera, oszczędzając na kosztach okablowania. Moduły te są również nieocenione w środowiskach miejskich sieci MAN, gdzie infrastruktura kablowa jest często w pełni wykorzystana, a fizyczne ułożenie nowych włókien jest trudne lub bardzo kosztowne.