링크의 능동 종단인 트랜시버: 광섬유에 맞는 모듈 선택
모든 광섬유 링크는 트랜시버로 끝나며, 대부분의 링크에는 다른 능동 요소가 없습니다. 모듈은 송신 광출력, 파장, 수신 감도와 과입력, 패널의 커넥터를 결정하고 — 그 메모리를 통해 — 호스트가 이를 받아들일지 여부까지 결정합니다. 따라서 광섬유에 맞는 모듈을 선택하는 일은 가장 흔한 능동 인프라 관련 결정입니다. 이 페이지는 그 결정의 광섬유 쪽 측면을 트랜시버 카테고리와 연결합니다: 모듈이 유리 끝단에서 하는 역할, 광섬유 종류·거리·커넥터에 맞추는 방법, 데이터시트에서 버짓을 읽는 방법, 모듈과 설비 사이에서 무엇이 잘못될 수 있는지, 그리고 진단 기능이 어떻게 이를 링크에 내장된 계측기로 만드는지를 다룹니다.
광섬유 끝단에서 모듈이 하는 일
| 기능 | 모듈의 해당 부분 | 링크에 대해 결정하는 것 |
|---|
| 전기 신호를 광신호로 변환 | 레이저(VCSEL, FP, DFB, EML, 튜너블)와 드라이버 | 송신 광출력, 파장, 스펙트럼 폭 — 따라서 버짓과 분산 페널티(레이저) |
| 광신호를 전기 신호로 변환 | 포토다이오드(PIN 또는 APD), 트랜스임피던스 증폭기 | 수신 감도와 과입력(수신기) |
| 재동기화와 등화 | PAM4 및 코히어런트 모듈의 CDR, DSP, FEC | 분산, PMD, 잡음에 대한 허용치(변조와 DSP, CDR) |
| 진단 | 모니터 포토다이오드, 센서, DDM 테이블 | 링크에 내장된 광출력 측정기(DDM 기초) |
| 식별과 관리 | I²C 또는 MDIO를 통한 EEPROM, 400G 이상에서는 CMIS 상태 머신 | 호스트가 모듈을 받아들일지, 어떻게 구성할지(호스트 초기화) |
| 광 인터페이스 | 페룰 스텁이나 렌즈 어레이를 갖춘 LC 또는 MPO 리셉터클; UPC 또는 APC | 설비가 갖춰야 할 패치 코드와 극성(커넥터와 광섬유 종류) |
광섬유와 거리에 모듈 맞추기
| 설비 | 모듈 계열 | 파장과 레이저 | 커넥터 | 전송 거리와 버짓 |
|---|
| OM3/OM4 멀티모드, ≤ 100–400 m | SR(10/25G), SR4/SR8(40–400G), SWDM/BiDi-SR | 850 nm VCSEL(OM5에서는 850–953 nm SWDM) | LC 듀플렉스; 병렬 전송은 MPO-12/16 | 10G: OM3에서 300 m, OM4에서 400 m; 100G SR4: 70/100 m; 버짓 1.9–2.6 dB |
| OM1/OM2 레거시 멀티모드 | 1000BASE-SX; 제한적인 10G SR; 모드 컨디셔닝 코드를 사용하는 1000BASE-LX | 850 nm 또는 1310 nm | LC | 10G SR: OM1에서 33 m, OM2에서 82 m(전송 거리표) |
| 싱글모드, ≤ 500 m – 2 km | 400G DR4(500 m), FR4/FR(2 km), 10G LR-lite | 1310 nm DFB, PAM4 | MPO-12 APC(DR4), LC | 버짓 3–4 dB |
| 싱글모드, ≤ 10 km | LR, LR4, LR8 | 1310 nm DFB 또는 CWDM4/LAN-WDM 레인 | LC 듀플렉스 UPC | 6.2 dB(10G LR), 6.3 dB(100G LR4) |
| 싱글모드, 20–40 km | ER, ER4 | 1550 nm EML 또는 고출력 1310 레인 | LC | 11–18 dB; 짧은 링크에는 감쇠기 |
| 싱글모드, 80 km | 10G ZR; 400G 코히어런트 ZR | 1550 nm EML; 코히어런트 튜너블 | LC | 23–24 dB; ZR: 무증폭 40 km, 증폭 시 120 km(코히어런트 장거리 전송) |
| 광섬유 두 가닥 대신 한 가닥 | BiDi 페어 | 1270/1330, 1310/1490, 1310/1550, 1490/1550 nm | LC 심플렉스 | 듀플렉스와 동일한 전송 거리; 모듈은 반드시 페어로 사용 |
| MUX를 통한 CWDM 또는 DWDM | 컬러 모듈 또는 튜너블 모듈 | 1271–1611 nm CWDM 그리드; C-밴드 DWDM 50/100 GHz | LC | MUX를 통한 버짓 20–30 dB(CWDM 트랜시버, 튜너블 트랜시버) |
| PON 광 분배망 | 등급 B+/C+/N1/E1 OLT 모듈, ONU 스틱 | 1490/1310 nm(GPON), 1577/1270 nm(XGS-PON), 버스트 모드 수신기 | OLT 쪽은 SC 리셉터클; ODN에서는 SC/APC | 등급별 버짓 28–35 dB(PON 옵틱스) |
| 랙 내부, ≤ 3–7 m; 최대 100 m | 구리 DAC; AOC | 없음; VCSEL 내장 | 일체형 | 설비 자체가 없음(구리 케이블과 DAC) |
송신 광출력과 수신 감도를 포함한 전체 PMD 목록: 이더넷 PMD 레퍼런스.
모듈 쪽에서 본 버짓
| 매개변수 | 확인 위치 | 일반적인 값 | 용도 |
|---|
| 최소·최대 송신 광출력 | 데이터시트; DDM의 실시간 값 | LR: −8.2 … +0.5 dBm; ER: −4.7 … +4 dBm; ZR: 0 … +4 dBm | 버짓의 시작점; 과입력 확인 |
| 수신 감도 | 데이터시트(지정된 BER 기준, FEC 유무 포함) | LR: −14.4 dBm; ER: −15.8 dBm; ZR: −23 dBm; PON C+: −30 dBm | 버짓의 끝점 |
| 수신 과입력 | 데이터시트 | PIN은 +0.5 … +3 dBm; 일부 APD ER/ZR은 −7 … −9 dBm | 짧은 링크에서의 함정 |
| 분산 허용치 | 데이터시트 | 10G LR 100–200 ps/nm? 아님 — 전송 거리로 규정; ER 800 ps/nm; ZR 1 600 ps/nm; 코히어런트는 수천 ps/nm | 오래되었거나 비표준인 광섬유에서의 전송 거리(광섬유 특성 측정) |
| 호스트에 필요한 FEC | PMD 조항 | 25G/100G SR/DR/FR, 400G, 코히어런트는 RS-FEC 필수; LR4는 선택 사항 | 올바른 FEC가 없는 링크는 마진이 없음(FEC와 자동 협상) |
| 파장 또는 채널 | EEPROM(공칭 파장, DWDM 채널, 튜닝 범위) | 1310, 1550, CWDM 20 nm, DWDM 50/100 GHz | MUX, BiDi 상대 모듈, PON 계획과 일치해야 함 |
| 광섬유 종류와 길이 등급 | SMF, OM1–OM4에 대한 EEPROM 길이 필드 | 예: SMF 10 km, OM3 300 m | 설비 대비 첫 기본 점검(메모리 맵) |
실제 계산 사례, 페널티, 마진 정책: 링크 버짓 설계. 데이터시트에서 수치 읽는 법: 데이터시트 읽는 법.
모듈의 커넥터, 연마, 극성
| 모듈 리셉터클 | 모듈로 연결되는 패치 코드 | 규칙 |
|---|
| LC 듀플렉스, UPC(대부분의 SFP/QSFP-LR/ER/ZR) | LC/UPC | APC 페룰을 UPC 리셉터클에 꽂지 말 것 — 손실과 손상 발생; APC↔UPC 전환은 패널의 하이브리드 패치 코드에서 수행 |
| LC 심플렉스(BiDi) | LC/UPC 심플렉스 | 광섬유 한 가닥; 한 모듈의 Tx 파장 = 다른 모듈의 Rx 파장 |
| MPO-12/16, UPC(멀티모드 SR4/SR8) | MPO/UPC, 병렬 옵틱스는 극성 타입 B | 키업/키다운과 핀 종류는 데이터시트에 따름(브레이크아웃과 MPO 배선) |
| MPO-12 APC(싱글모드 DR4/DR8) | MPO/APC 그린 | 싱글모드 병렬 옵틱스의 기본 선택은 APC |
| SC(PON OLT 모듈) | 모듈 쪽은 SC/UPC, ODN 쪽은 SC/APC | ODN은 ORL ≥ 32 dB를 위해 APC 사용(반사와 반사 손실) |
| 더스트 캡 | — | 코드가 꽂혀 있지 않을 때는 항상 리셉터클에 장착; 리셉터클도 다른 단면과 마찬가지로 검사(단면 검사와 세척) |
호스트와의 호환성
설비는 모듈을 누가 만들었는지 신경 쓰지 않지만, 호스트는 신경 씁니다. EEPROM의 벤더 코딩, 속도와 FEC 설정, 자동 협상, CMIS 기동 과정이 좋은 모듈과 좋은 광섬유에서도 트래픽이 흐를지를 결정합니다. 트랜시버 카테고리에서 이를 자세히 다룹니다: 벤더 락, 서드파티 옵틱스, 옵틱스 검증, 포트 설정 레시피, CMIS 문제.
링크의 계측기 역할을 하는 모듈
| DDM 값 | 링크에 대해 알려주는 것 | 상세 |
|---|
| Tx 광출력 | 실제로 광섬유에 들어가는 값; 데이터시트 범위와 비교 | 매개변수 |
| Rx 광출력 | 도착하는 값; 원단 Tx에서 근단 Rx를 뺀 값이 설비 손실 | Rx 광출력과 링크 버짓 |
| 레이저 바이어스 | 일정한 Tx 광출력에서 상승하면 레이저 노화를 의미 | Tx 바이어스와 레이저 노화 |
| 온도, 전압 | 호스트의 냉각과 전원 품질 | 온도와 전압 |
| 알람과 경고 임계값 | 모듈 자체의 한계값으로, 호스트가 알람에 사용 | 임계값과 알람 |
| VDM(400G 이상, 코히어런트) | pre-FEC BER, 색분산, DGD, OSNR — DSP가 바라보는 광섬유의 상태 | VDM 및 FEC 지표 |
| 정확도 | 규격상 ±3 dB, 일반적인 절대 정확도는 ±1–2 dB; 상대 정확도는 ±0.1 dB — 추이 파악에는 적합하지만 인증에는 부적합 | 정확도와 한계 |
모듈과 설비 사이의 흔한 불일치
| 불일치 | 증상 | 해결 방법 |
|---|
| 싱글모드 광섬유에 SR(850 nm) 모듈 | 링크가 아예 안 뜨거나 몇 미터에서만 작동 | LR 모듈 또는 올바른 광섬유 |
| 멀티모드 광섬유에 LR(1310 nm) 모듈 | 짧은 구간에서는 작동하지만 모드 잡음과 CRC 오류 발생 | SR 모듈; 1000BASE-LX에서만 모드 컨디셔닝 패치 코드 |
| OM1/OM2에서 33/82 m를 초과하는 10G SR | 링크 플래핑, 오류 | OM3/OM4 또는 싱글모드 LR |
| APC 설비에 UPC 코드, 또는 그 반대 | 3–5 dB 손실, 반사, 단면 손상 | 하이브리드 코드, 연마 방식 일치(물리적 불일치) |
| 양 끝의 Tx 파장이 같은 BiDi 모듈 | 링크 없음 | 1270과 1330, 1310과 1490을 페어로 구성 |
| 서로 다른 채널의 DWDM 모듈 | 광출력은 정상인데 링크 없음 | 채널을 맞추거나 튜닝(튜너블 트랜시버) |
| 2 km 링크에 ER 또는 ZR | 수신 과입력, 높은 광출력에서 오류 | 5–10 dB 감쇠기 |
| 호스트의 속도 또는 FEC 불일치 | 모듈은 인식되지만 링크 다운 | PMD에 맞춰 속도와 FEC 설정(속도 관련 문제) |
| MPO 극성 오류 | 일부 레인은 다운, 일부는 정상 | 타입 B 코드 사용, 핀 종류 확인 |
| PON OLT 등급이 ODN 손실보다 낮음 | 먼 쪽 ONU들이 탈락 | 등급 C+ 또는 더 작은 분기율(PON 문제) |
| 옥외 캐비닛에 상용 온도 등급 모듈 | 온도 알람, 여름철 레이저 드리프트 | 산업용(I-temp) 모듈(온도 등급) |
수명 주기와 환경
| 항목 | 지침 |
|---|
| 온도 등급 | 실내 랙은 C-temp 0 … +70 °C; 옥외 캐비닛·오두막·전주는 I-temp −40 … +85 °C |
| 전력 등급 | 400G 이상 모듈은 8–25 W를 소비; 호스트 케이지와 통풍이 이를 감당할 수 있어야 함(전력과 소비) |
| 노화 | 레이저 10–20년; 교체 기준은 연식이 아니라 바이어스 상승이나 광출력 저하 |
| 세대교체 | 속도 세대가 바뀔 때마다 5–7년 주기로 플러거블 교체; 광섬유는 그대로 유지 |
| 예비 부품 | 유형별 5–10 %를 벤치에서 시험한 뒤 더스트 캡을 씌워 ESD 봉투에 보관(안전과 취급) |
CodingBox에서는
CodingBox는 모듈이 설비와 만나기 전에 모듈의 식별 정보, 파장, 커넥터 코드, 광섬유 길이 등급, 실시간 DDM을 읽어내므로, 위의 매칭 표를 손에 든 모듈과 대조해 확인할 수 있습니다 — LR인지 SR인지, 1310인지 1550인지, UPC LC인지 APC MPO인지, 해당 거리에 맞는 등급인지, 등급 범위 안에서 송신하는지, 그리고 그 코딩이 호스트를 만족시킬지까지(Check transceiver, Code database, 앱의 DDM).