10gbase x sfp что это
Медные SFP+ 10G T трансиверы массово появились на отечественном телеком рынке в 2018 году, но о взрывных продажах как на старте, так и потом говорить не приходится, но при этом данная позиция пользуется стабильным спросом у потребителей. Давайте разберемся, почему так происходит.
Отраслевой стандарт IEEE 802.3an более известный как 10GBASE-T был опубликован в 2006 году. Стандарт описывает организацию канала передачи данных со скоростью 10 Гбит/с по кабелю витой пары категории 6a или 7 на расстояние до 30 метров. Так же 10GBASE-T обратно совместим с популярным стандартом LAN-сетей 1GBASE-T, при этом в таком случае подключение возможно уже на расстоянии до 100 метров. Наибольшую популярность стандарт IEEE 802.3an приобрел в локальных (офисных) сетях и у производителей СХД (системы хранения данных), как дешевая альтернатива 10GE сетевым картам.
Таким образом, к моменту выхода Copper SFP+ трансиверов, медные 10 Гбит/с порты прочно закрепились в высокоскоростных локальных сетях, современных сетевых хранилищах (NAS) в качестве основного сетевого порта, а также в недорогих СХД. Это стало возможным из-за двух причин:
- Стандарт 10GBASE-T обратно совместим с 1GBASE-T, который в свою очередь является самым популярным в LAN-сетях и поддерживается большинством современных устройств.
- Наличие существующей кабельной инфраструктуры. Витая пара есть в любом офисе, а значит прокладывать новый кабель, например, оптический, не нужно – это удобно конечным пользователям.
При неоспоримой популярности портов Copper 10GBASE-T, «медные» SFP+ 10G RJ45 трансиверы не стали хитом локальных подключений в больших сетях заменив собой «классические» SFP+ SR и кабельные сборки DAC и AOC. На первом этапе это объяснялось высокой ценой нового продукта, но и в дальнейшем ситуация сильно не изменилась. Для этого было несколько причин:
- Задержка сигнала;
- Энергопотребление порта;
- Стоимость оборудования.
Разберем каждую их них более подробно.
10GBASE-T
1Четвертое поколение технологии передачи данных по медному каналу (10GB BASE-T) призвано осуществить лёгкий переход от 1-Гигабитной сети к 10-Гигабитной без прокладки новых кабелей, но при этом обеспечить обратную совместимость с существующим сетевым оборудованием. 10-гигабитные сетевые карты с портами RJ45 могут работать на скоростях 1 Гигабит, 100 Мегабит и 10 Мегабит в секунду, поэтому допускают поэтапную модернизацию существующих сетевых соединений, включая патч-панели, коммутаторы и собственно провода.
Преимущества 10GBASE-T
- Дешёвые кабели
- Простая прокладка кабелей под прямым углом
- Возможность использования соединителей и патч-панелей
Недостатки 10GBASE-T
- Относительно высокое энергопотребление контроллера
- Существующие кабельные инфраструктуры с применением витой пары категории 5 и 5E могут быть не готовы к 10 Гигабитам
- Ограниченная длина кабеля - до 100 метров, что заставляет использовать коммутаторы с SFP+ Uplink-разъемами для прокладки сети в больших зданиях.
Основной недостаток медных сетевых кабелей - это их малая помехозащищённость и зависимость паразитных наводок от длины проводника. Чтобы бороться с помехами в медных кабелях, производители сетевого оборудования рекомендуют использовать кабели категории 6 и 6E с дополнительным экранированием и более плотным скручиванием. Обычно длина витка у кабеля категории Cat-5(e) 1.5-2 витка на сантиметр, а у категории Cat-6 - больше двух. Внутри одного кабеля каждая цветная пара также обладает различной длиной витка, основанной на простых числах. Длины витков подобраны таким образом, чтобы два различных витка никогда не совпадали. Если использовать самые дорогие экранированные SSTP-кабели, то такая сеть станет гораздо дороже оптической.
Цветовая маркировка SFP+ модулей
В трансиверы SFP+ так же перекачивала цветовая маркировка на язычках толкателей модулей, но указаний в спецификации SFF-8432 о ней нет, поэтому она является не регламентированной и цвет SFP+ модуля определяется производителем.
Напомним, что цветовая маркировка трансиверов значительно облегчает идентификацию типа установленного в сетевое оборудование трансивера, без необходимости извлечения его из порта.
Маркировка SFP+ модулей реализуется одним из двух вариантов в зависимости от особенностей корпуса трансивера:
- производитель надевает на скобу для изъятия трансивера цветную втулку;
- наносит метку краской.
Фото с примерами реализации цветовой маркировки SFP+ трансиверов
Каждой длине волны присвоен свой цвет см. таблицу ниже. Более подробно ознакомиться с маркировкой оптических трансиверов Вы можете по ссылке.
Качество оптического SFP и послепродажное обслуживание
Никто не может гарантировать, что полученные оптические SFP на 100% нормальны. А срок службы оптического трансивера у многих производителей обычно составляет 5 лет. В первый год сложно сказать, хорошее или плохое качество. Поэтому важно выбрать надежного поставщика.
Мониторинг параметров SFP+ модулей
Для контроля рабочих параметров в SFP+ модулях, как и в трансиверах других форм-факторов используют систему цифрового мониторинга – Digital Diagnostics Monitoring сокращенно DDM. DDM — это функция цифрового контроля параметров производительности трансиверов форм-фактора SFP, SFP+ и XFP она позволяет получать в реальном времени рабочие параметры трансивера.
При помощи функции Digital Diagnostics Monitoring можно получить информацию о:
- Подаваемое на трансивер напряжение,
- Температура трансивера,
- Ток смещения лазера,
- Исходящая оптическая мощность TX,
- Принимаемая оптическая мощность RX.
При анализе данных полученных при помощи DDM обязательно необходимо учитывать погрешность измерения любой характеристики, это указано в спецификации SFF-8472. Более подробно ознакомиться с функцией DDM можно по ссылке.
Отличия SFP+ от SFP
- Увеличенная скорость передачи: от 100Мбит/с – 4,25 Гбит/с (SFP) до 1,25 Гбит/с – 11,3 Гбит/с (SFP+).
- Расширение модельной линейки: появились модификации DAC и AOC.
Что такое оптический SFP?
Оптический SFP – также известный как form-factor pluggable или mini GBIC(gigabit interface converter), представляет собой компактный оптический модуль с горячей заменой, который широко используется как для телекоммуникационных приложений, так и для передачи данных. Его порт SFP принимает оба оптические модули и медные кабели. Вот почему он разработан и поддерживается многими поставщиками сетевых компонентов. Оптический SFP не стандартизирован каким-либо официальным органом по стандартизации, а определяется соглашением с несколькими источниками (MSA). Оптический SFP также поддерживает SONET, Gigabit Ethernet, Fibre Channel и другие стандарты связи. Кроме того, SFP заменил GBIC в большинстве приложений из-за своего небольшого размера.
Цена оптических SFP
По сравнению с Cisco SFP или оптическими SFP других брендов, трёхсторонние оптические SFP более экономичны. В нормальных условиях, за исключением цены, нет никакой разницы в производительности совместимых модулей 1G SFP и OEM SFP. Вот почему на рынке популярны совместимые оптические SFP. Пользователи могут выбрать подходящие совместимые оптические SFP от надежных поставщиков в соответствии с их потребностями по низкой цене. Кликнуть здесь, чтобы узнать прайс-лист FS SFP.
Отличия SFP+ от XFP
- Миниатюризация корпуса, в следствии которой увеличилась удельная емкость портов на лицевой панели устройств 1 RackUnit. В тоже время из-за уменьшения размеров корпуса ухудшились показатели пассивного охлаждения трансивера из-за уменьшения площади корпуса.
- Отсутствие ограничений скорости передачи. В трансиверах форм-фактора XFP по умолчанию устанавливается чип CDR, который определяет скорость передачи трансивера, как следствие смена прошивки EEPROM не изменит скорости передачи трансивера. Трансиверы SFP+ же не оснащаются чипами CDR (кроме специальных модификаций) в связи с чем, смена скорости возможна путем простой смены микрокода EEPROM.
Отличия SFP+ от других форм-факторов
Форм-фактор SFP+ является эволюционным развитием форм-фактора SFP и вторым компактным типом оптических трансиверов со скоростью передачи 10 Гбит/с после XFP.
4. Можно ли использовать аппаратные средства SFP в слотах SFP+?
Во многих случаях порт SFP+ принимает оптические SFP, но скорость будет снижена до 1 Гбит/с вместо 10 Гбит/с. Однако модули SFP+ нельзя подключить к порту SFP, поскольку SFP+ не поддерживает скорость ниже 1 Гбит/с. Кроме того, почти все порты SFP+ на коммутаторах Cisco могут поддерживать SFP, но многие порты SFP+ коммутатора Brocade поддерживают только модулей SFP+.
2. В чем разница между одномодовым SFP и многомодовым SFP?
Есть три основных различия между одномодовым SFP (SM, SMF ) и многомодовым SFP (MM, MMF). Первый - это используемый с ними оптический патч-корд. Одномодовое волокно имеет меньшую сердцевину, чем многомодовое, и обеспечивает неограниченную полосу пропускания и меньшие потери. В то время как многомодовое волокно может распространять несколько мод света. Второй - дальность передачи. Одномодовый SFP часто используется в длинных линиях связи до 120 км, но многомодовый SFP используется в коротких приложениях. Последнее - это стоимость. Одномодовый SFP дороже многомодового SFP из-за использования другого светоизлучающего блока.
Какой интерфейс выбрать для 10-гигабитной сети?
Для дома и небольшого офиса -медный кабель, ведь топовые игровые материнские платы и настольные NAS-ы уже имеют встроенные 10-гигабитные контроллеры 10GBASE-T. Разницу в энергопотреблении вы, скорее всего, не ощутите даже за 10 лет.
Для небольших ЦОД-ов предприятия - обычная витая пара это настолько универсальное решение, что в маленьких серверных помещениях площадью около 40-50 кв.м., длины кабеля будет достаточно для любых интерконнектов. Экономия на брендовых трансиверах позволит 10 лет не задаваться вопросом об энергопотреблении и задержках.
Съемный приемо-передающий трансивер форм-фактора SFP+ (Enhanced Small Form factor Pluggable) представляет собой компактное устройство в металлическом корпусе. Так как модуль форм-фактора SFP+ является эволюцией стандарта SFP – основные компоненты остались те же: с одно стороны, трансивер оснащен контактной группой для подключения к SFP+ порту сетевого устройства, а с другой стороны оптическим интерфейсом или электрическим интерфейсом RJ-45 (разъем 8Р8С) для подключения к линии передачи.
Оптические модули SFP+ предназначены для передачи и приёма оптических сигналов между сетевыми устройствами, соединенными между собой волоконно-оптическими линиями связи со скоростью передачи данных от 1.25 Гбит/с до 11.3Гбит/с. «Медные» SFP+ модули используются для приема и передачи электрических сигналов по витой паре по протоколам 10Gbase-T / 5Gbase-T / 2.5Gbase-T / 1000base-T. Наибольшую популярность на телекоммуникационном рынке России получили модификация SFP+ модулей со скоростью передачи 10 Гб/с, причем, как простые двухволоконные SR/LR, так и более «сложные» DWDM SFP+.
Спецификация SFF-8432 описывает конструкцию и размеры корпуса, устройство электрического интерфейса SFP+ трансиверов, а так же конструкцию и размеры SFP+ порта. Существует ряд спецификаций, которые описывают отдельные модификации и скорости передачи, основные документы можно найти на этой странице. Отраслевой стандарт SFF-8472 в свою очередь описывает работу управляющего интерфейса модулей SFP+.
Совместимость оптического SFP
При покупке трёхстороннего оптического SFP, совместимость часто является самым важным параметром, который волнует пользователей. Перед размещением заказа вы можете проверить центр тестирования модулей поставщика, чтобы убедиться, что выбранный модуль SFP совместим с вашими устройствами. Или просто спросите у представителя подробности о совместимости оптического SFP.
Принцип работы SFP+ трансиверов
Так как SFP+ можно считать эволюцией форм-фактора SFP, основные компоненты в модуле остались те же. На схеме ниже изображено устройство SFP+ модуля.
Устройство sfp модуля
- Передатчик (Tx) — лазер
- Приемник (Rx) — широкополосный фотоприемник
- Оптический/е разъем/ы
- Печатная плата
- Плата EEPROM
- Контактные дорожки
- Металлический корпус
- Механизм крепления
Одним из основных параметров любого оптического модуля является оптический бюджет, именно от этой характеристики зависит максимальная дальность передачи. Оптический бюджет зависит от чувствительности приёмника и мощности излучения лазера, его легко вычислить по формуле:
где AR – оптический бюджет, Pmin — минимальная выходная мощность передатчика, Smax — максимальное значение чувствительности фотоприемника. Чем выше значения Pmin и ниже значение Smax, тем больше оптический бюджет, а значить больше дальность работы данного трансивера и attenuation range.
Для трансиверов со скоростью передачи 10 Гбит/с и выше так же важной характеристикой является – допустимая дисперсия (Dispersion Tolerance). Этот параметр указывает максимальное значение хроматической дисперсии, которое допускается в линии передачи без существенного ухудшения качества передаваемой информации. Допустимая дисперсия специфицируется только для трансиверов, предназначенных для работы по одномодовым волокнам.
Новые или б/у оптические SFP
На рынке есть как новые, так и б/у оптические SFP. Научить их различать, чтобы избежать ненужных потерь. Обычно используемый модуль SFP может иметь царапины на внешнем виде и на оптическом порте, что является основным методом отличить его. Кроме того, еще один эффективный способ - проверить оптическую мощность и сравнить результат теста со спецификациями. Если результат сильно отличается, будьте осторожны, это может быть б/у оптическим SFP.
Что следует учитывать при выборе оптического SFP?
Когда дело доходит до покупки оптических SFP, многие пользователи предпочитают модули Cisco SFP. Однако по мере процветания рынка оптических трансиверов, множество трёхсторонних поставщиков оптических трансиверов начинают предлагать более дешевые оптические SFP, которые имеют ту же производительность, что и Cisco SFP. Тогда что следует учитывать при выборе оптических SFP 1G?
3. В чем разница между SFP и SFP+?
SFP и SFP+ имеют одинаковый размер и внешний вид. Основное различие между SFP и SFP+ заключается в том, что SFP часто используется для приложений 100Base или 1000Base, тогда как SFP+ используется в приложениях Gigabit Ethernet. И скорость передачи данных и дальность передачи у них тоже разные. Например, SFP поддерживает скорость Fibre Channel модуля до 4 Гбит/с, а скорость SFP+ составляет до 10,3125 Гбит/с.
Энергопотребление трансиверов SFP+ RJ45
Энергопотребление является вторым по важности параметром для «больших» сетей, так как это важная составляющая OpEx (операционных затрат). Специалисты эксплуатирующие центры обработки данных стараются максимально оптимизировать потреблении электроэнергии, это и понятно – современный темпы роста трафика заставляют ЦОД потреблять все больше энергии. Обычный SFP+ SR, оборудованный лазером 850 нм, потребляет около 1 Вт, независимо от расстояния передачи.
Твинаксиальный DAC длиной 10 м будет расходовать около 1.5 Вт. Но для медного SFP+ потребуется от 2 до 4 Вт, расход энергии будет зависеть от длины патч-корда. Если таких портов немного, они не окажут большого влияния, но если таких портов множество они будут расходовать ощутимо больше электричества, чем альтернативные решения.
Тип подключения | Тип кабеля | Дальность передачи, м | Задержка, мс | Энергопотребление, Вт |
SFP+ 10G SR | MMF (OM2/OM3/OM4) | 300 | 0,3 | 1 |
SFP+ 10G DAC | Twinax cable | 15 | 0,1 | 1,5 |
SFP+ 10G RJ45 | Cat 6a/7 | 30 | 2,6 | 2-4 |
Стоимость оборудования хоть и изменилась, но соотношение осталось таким же: по цене одного Copper SFP+ трансивера можно приобрести пару SFP+ SR модулей и оптический патч-корд для коммутации или SFP+ Active DAC длинной около 10 метров.
Общие вопросы о оптическом SFP
Сравнение 10GBASE-T и SFP+
Вообще, если вы приобретаете оборудование с установленными сетевыми контроллерами (серверы, системы хранения данных, современные рабочие станции и игровые компьютеры), то 10GBASE-T с подключением по витой паре выйдет дешевле. При длине кабеля до 5 метров, часто даже можно использовать самый дешёвый кабель 5-й категории - это прекрасная альтернатива твинаксиальным DAC-ам. В условиях абсолютной экономии можно и вовсе подключать NAS к рабочему компьютеру напрямую обычным сетевым кабелем без использования сетевых коммутаторов. В этом плане 10GBASE-T полностью оправдывает своё предназначение дешевого решения, но картина меняется, когда вместо двух 10-гигабитных портов вы имеете дело с двумя тысячами.
Сетевая карта | Intel X520-DA2 | Intel X710-DA2 | Intel X540-T2 | Intel X550-T2 | Intel X710-DA4 |
Интерфейс | SFP+ | SFP+ | 10GBASE-T | 10GBASE-T | SFP+ |
Кол-во портов | 2 | 4 | |||
Энергопотребление Short Range, Вт | 6.5 | 4.3 | н/д | 11.2 | 6.2 |
Энергопотребление Long Range, Вт | 6.6 | 4.5 | 13.4 | 13 | 5.5 |
Энергопотребление, DAC, Вт | 5.8 | 3.3 | н/д | н/д | 3.6 |
Годовое энергопотребление 2000 портов Long Range, КВтЧ | 57816 | 39420 | 117384 | 113880 | 24090 |
Стандарт PHY, описывающий кодирование сигнала при передаче данных по медному кабелю, определяет время задержки приёма-передачи на уровне 2.6 микросекунд. SFP+ не использует кодировку пакетов, поэтому типичная задержка приёма-передачи составляет 300 наносекунд, то есть в 8.6 раз ниже. Чем больше портов на одном контроллере будет задействовано, тем больше будет разница в латентности. Так, уже на двух сетевых портах SFP+ будет иметь латентность 0.2 мкс, а 10GBASE-T - 5.2 мкс, уже в 25 раз.
Эта задержка уже видна невооружённым глазом, когда ты подключаешься к All-Flash-СХД, такой как Synology FS3017. При доступе по протоколу iSCSI время отклика между интерфейсом 10G BASE-T и SFP+ может составлять до 30%. в пользу последнего. Поэтому системы хранения данных, рассчитанные на транзакционную нагрузку и быстрое время отклика должны подключаться через оптические кабели. Ниже приведены результаты тестов материнской платы ASRock Rack EPC612D4U-2T8R со встроенной сетевой картой Intel X540-T2 при подключении по iSCSI.
Ещё одно немаловажное преимущество оптического кабеля - его тяжелее прослушать. Он не создаёт магнитное поле, в него невозможно сделать «врезку», поэтому с точки зрения защиты от шпионажа, оптика вне конкуренции.
Задержки сигнала в SFP+ 10G Copper трансиверах
Задержка сигнала является одним из основных факторов, когда речь идёт о дата-центрах. Начиная с WEB2.0, VMware, видео и аудио в реальном времени и заканчивая высокочастотной торговлей, все эти приложения очень чувствительны к задержкам.
Давайте сравним значение вносимой задержки тремя наиболее распространённых варианта подключения: SFP+ Copper, SFP+ SR, DAC SFP+. Основными компонентами трансивера SFP+ SR являются VSCEL-лазер и фотодиод для приёма сигнала. Типичная задержка 10GBASE-SR при использовании волокна OM2/OM3 составляет около 0.3 мс, она возникает из-за EOE преобразования (Electrical – Optical – Electrical).
Кабели прямого подключения (Direct Attach Copper Cable), не имеют лазера и приёмника. Сигнал не требуется преобразовывать, поэтому задержка в DAC кабелях составляет около 0.1 мс.
Модули SFP+ Copper RJ45 так же не имеют лазера и фотоприёмника, тем не менее, значение задержки составляет 2,6 мс. Причина заключается в необходимости преобразовать сигнал по стандарту IEEE 802.3an. Так как, для коррекции ошибок, необходимо математически обрабатывать каждый блок данных передаваемых через соединение. Значение 2,6 мс вполне допустимо, в локальной сети, когда на всей линии только несколько трансиверов SFP+ RJ45.
5. Как сохранять оптический SFP?
Вообще говоря, есть несколько аспектов сохранения оптических SFP.
Защита оптического порта. Держите торцевую поверхность в чистоте; избегать длительного нахождения порта SFP в воздухе; избегайте царапин на торцевой поверхности или втулке и т. д.
Правильно использовать модуль SFP. Удержите оптический модуль на нормальном уровне; подключите и вложите модуль SFP мягко, чтобы уменьшить случайный ущерб.
1. DDM, DOM, RGD - Какие функции они представляют?
DDM, DOM и RGD часто встречаются в именах оптических SFP, что путают пользователей. Фактически, DDM (Digital Diagnostics Monitoring) - это технология, которая позволяет пользователям в реальном времени отслеживать параметры в модулях SFP, такие как входная мощность, выходная мощность и температура. DOM (digital optical monitoring) похож на DDM, позволяя пользователям контролировать параметры оптических SFP. RGD означает, что SFP - это модуль повышенной прочности, который хорошо подходит для промышленных сетевых приложений, таких как автоматизация производства, подстанции и интеллектуальные транспортные системы.
Типы оптических SFP
Оптический SFP бывает разных типов на основе различных стандартов классификации. Существуют одномодовый SFP модуль и многомодовый модуль SFP в зависимости от типа кабеля, что позволяет пользователям выбирать подходящий модуль в соответствии с требуемым оптическим диапазоном для сети. Скорость передачи SFP модуля составляет от 100 Мбит/с до 4 Гбит/с и более. Рабочее расстояние этих оптических SFP может составлять от 500 метров до 100 километров. Модуль CWDM SFP и модули DWDM SFP также доступны для линий связи WDM. Кроме того, оптический SFP с интерфейсом RJ-45 позволяет осуществлять обмен данными по сетевым кабелям на витой паре. Вот простая классификация оптических SFP. В следующей таблице представлена простая классификация оптических SFP.
Обычно порты SFP находятся в Ethernet коммутаторах, маршрутизаторах, межсетевых экранах и сетевых картах. Оптические SFP подключают сетевое устройство к оптическому или медному сетевому кабелю, например Cat5e. И другие типы оптических SFP, такие как 3G видео SFP, 12G видео SFP, также используются в камерах HD или системах мониторинга.
Температурная стабильность
Оптический SFP в основном используется в дата-центрах или на коммутаторах, где температура может отличаться в большом диапазоне. Слишком высокая или две низкие температуры могут повлиять на оптическую мощность и оптическую чувствительность. Следовательно, температурная стабильность является важным фактором для обеспечения нормальной работы оптического SFP.
Сферы применения SFP+ 10G T
Трансиверы SFP+ SR на данный момент являются наиболее универсальным и доступным решением, и как следствие это самый распространённый вариант локального подключения. При невысокой цене обеспечивается подключение по оптическому волокну до 300 метров. Этого вполне достаточно в пределах здания.
Кабели SFP+ DAC лучший вариант для соединения двух портов внутри стойки или соседних стоек. При доступной цене Вы получаете низкую задержку. При этом надёжность DAC кабеля выше, чем у трансиверов, так как отсутствуют активные элементы – лазер и фотодиод.
SFP+ Copper RJ-45 представляет собой специализированный инструмент и он незаменим в тех случаях, когда необходимо организовать локальное подключение с оборудованием со встроенным портом RJ-45 10G, например сетевое хранилище или сервер, а так же в организации небольшой локальной сети.
От автора добавлю, что в работе необходимо пользоваться разными инструментами не ограничиваясь привычными, а подбирая для каждой задачи оптимальный вариант решения.
Вы найдете эти пять распространенных типа 10G SFP+ модулей— SFP-10G-SR, SFP-10G-LRM, SFP-10G-LR, SFP-10G-ER и SFP-10G-ZR обычно используются в оптическом волокне. Cisco, Juniper, Arista, FS и другие крупные производители имеют такую продукцию, в основном используется для присоединения коммутаторов, маршрутизаторов или подобного устройства к оптическому волокну или неэкранированной витой паре, выступающими в роли сетевого кабеля.
Съемный приемо-передающий модуль форм-фактора SFP (Small Form factor Pluggable) представляет собой компактное устройство в металлическом корпусе . 10G означает их максимальную скорость передачи 10.3 Гбит/с, подходящую для 10 Gigabit Ethernet. SR, LRM, LR ER, ZR означают расстояние передачи 10G оптического модуля. Дальность передачи, которую они представляют, от короткого до большого.
SFP-10G-SR - это 10GBASE-SR SP+ модуль, который может достигать расстояния до 300 метров в сочетании с многомодовым волокном OM3 (MMF), известный как самые дешевые модули с минимальным энергопотреблением, реализованные с VCSEL.
SFP-10G-LR - это 10GBASE-LR SFP+ модуль , который использует лазер с распределенной обратной связью (DFB- Distributed Feedback Laser). Он работает на номинальной длине волны 1310 нм и может достигать расстояния до 10 км по одномодному оптоволокну (SMF). Он применяется для кабельной разводки зданий в большом кампусе или даже для создания городской вычислительной сети (MAN- Metropolitan area network).
SFP-10G-LRM - это 10GBASE-LRM модуль, который поддерживает длину линии 220 м по стандартному многомодовому волокну с классом FDDI (Fiber Distributed Data Interface). Чтобы обеспечить соответствие характеристикам FDDI класса, OM1 и OM2 оптоволокон, передатчик должен быть подключен через mode conditioning оптический патч-корд. Для применений по OM3 или OM4 не требуется mode conditioning патч-корд.
SFP-10G-ER - это 10GBASE-ER SFP+ модуль, который может поддерживать расстояние передачи до 40 километров по стандартному одномодному оптоволокну. Он широко применяется в дата-центрах и промышленных предприятиях.
SFP-10G-ZR - это 10GBASE-ZR SFP+ модуль , который поддерживает расстояние передачи до 80 километров при длине волны 1550 нм по стандартному одномодовому оптоволокну. Он соответствует стандартам SFF-8431, SFF-8432 и IEE802.3ae. Он может быть использован для сетей передачи данных/оптических сетевых приложений.
Сравнение: SFP-10G-SR, SFP-10G-LR, SFP-10G-LRM, SFP-10G-ER, SFP-10G-ZR
Давайте сравним сходства и различия, которые помогут вам выбрать правильный 10G SFP+ модуль в зависимости от вашего приложения.
SFP-10G-SR | SFP-10G-LR | SFP-10G-LRM | SFP-10G-ER | SFP-10G-ZR | |
---|---|---|---|---|---|
Тип упаковки | SFP+ | SFP+ | SFP+ | SFP+ | SFP+ |
Скорость | 10 Гбит/с | 10 Гбит/с | 10 Гбит/с | 10 Гбит/с | 10 Гбит/с |
Длина волны | 850 нм | 1310 нм | 1310 нм | 1550нм | 1550нм |
Макс. расстояние | 300м/400м | 10км | 220м/300м | 40км | 100км |
Интерфейс | LC duplex | LC duplex | LC duplex | LC duplex | LC duplex |
Тип лазера | VCSEL 850 нм | DFB 1310 ни | FP 1310 нм | EML 1550 нм | EML 1550 нм |
Тип волокна | MMF | SMF | SMF/MMF | SMF | SMF |
DOM | Да | Да | Да | Да | Да |
Мощность передаваемого света | -6~-1 дБм | -8.2~0.5дБм | -6.5~-0.5 дБм | -1~4 дБм | 0~5 дБм |
Полученная чувствительность | < -11.1 дБм | < -14.4 дБм | < -8.4дБм | < -16 дБм | < -25 дБм |
Коммерческая температура | 0~ 70°C (32 ~ 158°F) | 0~ 70°C (32 ~ 158°F) | 0~ 70°C (32 ~ 158°F) | 0~ 70°C (32 ~ 158°F) | 0~ 70°C (32 ~ 158°F) |
Диапазон применения | Используется только для соединений на короткие расстояния | Используется только для соединений на большие расстояния | Используется только для соединений на короткие расстояния | Используется только для соединений на большие расстояния | Используется только для соединений на большие расстояния |
Мы можем узнать о сходстве из приведенного выше сравнения спецификаций, сходство в том, что все пять типов SFP+ поддерживают одинаковую скорость передачи данных, один и тот же оптический разъем и одинаковую рабочую температуру. Разница заключается в длине волны, расстоянии и соответствующем стандарте и т д.
Основным направлением модернизации компьютерных сетей в последние годы является переход от 1-гигабитной сети к 10-гигабитной, причём не только в ЦОД-ах предприятий, но так же в офисах небольших компаний и даже среди домашних пользователей. При этом, перед потребителем встаёт вопрос - использовать традиционный медный кабель (технология BASE-T) или оптоволокно c применением SFP+ трансиверов. С одной стороны кажется что нет ничего дешевле, чем медная витая пара, но с другой стороны SFP+ более распространённый стандарт, и чем больше у вас устройств, тем сильнее заметны плюсы от применения оптики.
10G SFP+
Когда мы говорим SFP+, мы подразумеваем оптику, но на самом деле это стандарт слота расширения, в который устанавливается интерфейсный модуль, так называемый трансивер, состоящий из оптического DFL/EML передатчика и электронного блока, который конвертирует световой сигнал в электронный. Если нужно соединить два устройства, имеющие SFP+ слоты и расположенные на расстоянии до 15 метров, то можно вообще обойтись без трансиверов, а задействовать медные кабели прямого подключения (DAC-кабели). Фактически, DAC - это медный экранированный твинаксиальный кабель, с обоих сторон которого - SFP+ трансиверы, лишённые оптической части. Эти кабели делаются неразъёмными и обычно имеют длину от 1.5 до 3 метров. Чем обусловлена такая малая длина, догадаться не сложно - слабым процессором сетевого контроллера, созданного для оптической среды, невосприимчивой к помехам.
Оптические SFP+ трансиверы позволяют передавать данные на расстояние до 120 Км. Существуют и трансиверы для подключения к медной витой паре, но такое решение не используется массово из-за высокой стоимости данных модулей. Дело в том, что каждый такой трансивер самостоятельно обрабатывает алгоритмы коррекции ошибок, а значит имеет ECC-процессор. Говоря о традиционном 10-гигабитном подключении через SFP+ трансиверы, можно выделить следующие преимущества и недостатки:
Преимущества оптического подключения SFP+
- Низкая задержка сигнала
- Более низкое энергопотребление на длине кабеля до 100 метров
- Более дешёвое сетевое оборудование
- Большая распространённость по сравнению с 10GBASE-T
- Возможность использования существующих оптических кабелей
Недостатки SFP+
- На расстоянии от 5 до 100 метров оптика дороже из-за необходимости покупки трансиверов
- Сложность использования патч-панелей
Отличия SFP+ от X2 и XENPAK
- Миниатюризация корпуса, в следствии которой увеличилась удельная емкость портов на лицевой панели устройств 1 RackUnit. В тоже время из-за уменьшения размеров корпуса ухудшились показатели пассивного охлаждения трансивера из-за уменьшения площади корпуса.
- Широкий спектр поддерживаемых протоколов передачи: Ethernet, FiberChannel, InfiniBand против Ethernet у форм-факторов X2/Xenpak. Следует заметить, что существуют модификации трансиверов X2 FiberChannel 8G.
- Трансиверы X2, являются специализированными форм-фактором разработанным компанией Cisco под свои нужды, в то время как SFP+ является международным стандартом используемым всеми производителями сетевого оборудования.
Для сравнения, ниже представлена таблица с техническими характеристиками трансиверов разных форм факторов.
SFP | SFP+ | XFP | |
Скорость (мин) | 100 Мбит/с | 1.25 Гбит/с | 9.95 Гбит/с |
Скорость (макс) | 4.25 Гбит/с | 11.3 Гбит/с | 11.3 Гбит/с |
Дальность | до 160 км | до 100 км | до 120 км |
Наличие DDM | да | да | да |
Типы модулей | Одноволоконные, двухволоконные, CWDM, DWDM | Одноволоконные, двухволоконные. CWDM. DWDM | Одноволоконные, двухволоконные, CWDM, DWDM |
Оптический бюджет, максимальный | 38 дБ | 25 дБ | 25 дБ |
Размеры | 57 х 13,3 х 8,5 (мм) | 57 х 13,3 х 8,5 (мм) | 78 х 18,3 х 7,1 (мм) |
Сферы применения | Уровень доступа, подключение абонентов, небольшие локальные сети | Уровень агрегации, ядро сети, серверный уровень | Системы транспорта CWDM/DWDM, ядро сети |
Виды SFP + модулей
В настоящий момент производятся следующие разновидности SFP+ модулей:
SFP+ MSA – это модули произведенные в соответствии со спецификациями SFF, предназначенные для работы в активном сетевом оборудовании. Такие трансиверы работают по стандартам 1 GBase – X Ethernet,10 GBase – X Ethernet, FibreChannel 8G, FibreChannel 10G, InfiniBand.
Их можно разделить на четыре подвида:
- Двухволоконные SFP+ – данный тип трансиверов позволяет организовывать канал передачи данных по двум оптическим волокнам, до 300 м – по многомодовым, и от 200 м до 80 км – по одномодовым волокнам.
- Одноволоконные SFP+ модули (WDM, BiDi) используются для организации двунаправленного канала передачи данных по одному одномодовому волокну на расстояние от 2 км до 80 км.
- CWDM SFP+ – оптические трансиверы позволяющие организовать многоканальную (до 9 каналов) передачу данных в рамках спектральной системы уплотнения CWDM.
- DWDM SFP+ трансиверы используются для организации канала связи в многоканальных системах плотного спектрального уплотнения DWDM с максимальной дальностью передачи до 300 км.
SFP+ DAC кабели – это медный твинаксиальный кабель с обоих концов оконеченный электрическими разъемами трансиверов форм-факторов SFP+. DAC кабели используются для организации локального соединения и могут рассматриваться, как экономически выгодная альтернатива «коротким» съемным трансиверам, к примеру, SFP+ 10G – T, SFP+ 10G – SR, SFP+ 10G – LRM.
SFP+ DAC кабель
SFP+ AOC кабели – это многомодовый OM3 n-волоконный кабель с жестко закрепленными SFP+ трансиверами на обоих концах. AOC кабели позволяют организовывать локальное соединение на расстояние до 300 метров, избавляя пользователя от проблем с неправильными кроссировками патч-кордов, грязных коннекторов или адаптеров при подключении.
SFP+ AOC кабель
Copper SFP+ – набирающий популярность вид SFP+ трансиверов. Отличительной особенностью является оснащение электрическим интерфейсом RJ45, вместо оптического порта. Благодаря этому к порту коммутатора можно подключить обычную витую пару. В зависимости от необходимости пользователя или удаленности стыкуемого оборудования при помощи «медного» SFP+ модуля можно организовать канал по протоколам 10Gbase-T/5Gbase-T/2.5Gbase-T / 1000base-T.
Медный SFP+ модуль
SFP+ DWDM Tunable – уникальной особенностью данной модификации является функция изменения рабочей длины волны передачи по запросу. В трансиверах SFP+ tunable используется лазер Маха-Цендера, способный работать на длинах волн в диапазоне 1528,77-1565,5нм. Модули поддерживают системы уплотнения DWDM с частотной сеткой 50ГГц и 100ГГц. Перестроение осуществляется при помощи программатора или через систему управления хост-системы, при условии поддержки такой функции. Перестраиваемые DWDM SFP+ модули оптимальное решение для создания аварийного резерва оборудования (ЗИПа), так как являются универсальной заменой стандартным DWDM SFP+.
В нашем ассортименте представлены настраиваемые модули с дальностью 40км и 80км.
SmartSFP+ – как и в форм-факторе SFP, приставка «Smart» означает дополнительный функционал, не связанный с непосредственной передачей данных съемным приемо-передающим модулем.
Наиболее ярким примером является эрбиевый усилитель EDFA в корпусе модуля SFP+. По задумке южнокорейского производителя, данный усилитель предназначен для работы в диапазоне C-band и подойдёт для работы в системах Metro-DWDM и сетях 5G.
В ассортименте нашей компании представлен трансивер TSoP для прозрачной передачи канала STM-16 по пакетным сетям IP/MPLS. Решение является уникальным. Он позволяет освободить оптические волокна и расширить возможности построения сетей. Так же даёт возможность операторам предложить своим клиентам новую услугу, либо решить насущную задачу.
SFP+ CWDM-BIDI – весьма экзотичный вид трансиверов. Это одноволоконный трансивер, предназначенный для использования в CWDM системах. Главным отличием от обычных CWDM SFP+ трансиверов является то что приём и передача осуществляется на одной волне и при этом используется только одно волокно. Такое решение позволяет вдвое увеличить пропускную способность системы CWDM. Эти модули всегда просто отличить, т.к. вместо разъёма Duplex LC из корпуса выходит пигтэйл с коннектором LC/APC. Дело в том, что внутри модуля установлен оптический циркулятор, для его нормальной работы необходима косая полировка APC для линейного порта.
Большого распространения данный вид модулей не получил, ввиду сложности изготовления и возросшей доступности технологии DWDM.
SFP+ CWDM-BIDI модуль
SFP+ dual CDR – модули оснащённые CDR чипами. Clock Data Recovery – восстановление тактовой частоты импульса. В данных трансиверах реализована 3R регенерация. С восстановлением формы и амплитуды сигнала помогает встроенный усилитель, а за восстановление синхронизации отвечают два специализированных чипа. Один чип обрабатывает исходящий сигнал, второй чип работает с входящим сигналом. Таким образом, модули с CDR чипами могут эффективно работать только в паре. Так же необходимо знать, что наличие этой функции влияет на скорость передачи, она может составлять от 9.8 Гбит/с до 11.3 Гбит/с.
Данная функция актуальна для организации высокоскоростных соединений на большие расстояния от 80 км. Разумеется, модули с CDR чипами дороже, но при необходимости организовать один-два канала такое решение может быть экономически эффективнее, по сравнению с использованием 3R-транспондеров 10GE.
SFP+ DWDM FEC – данный тип оснащён функцией упреждающей коррекции ошибок FEC (Forward Error Correction). Как и в случае с CDR функционал реализован на борту модуля. Эта функция позволяет увеличить расстояние передачи до 120км. На скорости 10G хроматическая дисперсия становится большой проблемой, чем оптический бюджет. Функция FEC позволяет скомпенсировать её влияние.
Оптический модуль широко используется для подключения сетевых устройств, таких как коммутаторы, NIC (сетевая карта) и медиаконвертеры, которые делают их необходимыми в волоконно-оптических соединениях. В этом посте будет рассмотрен оптический SFP, который является отраслевой рабочей лошадкой более 15 лет, включая типы и приложения SFP модулей, а также то, как выбрать подходящий оптический SFP.
Читайте также: