Připojitelný transceiver malého formátu - Small form-factor pluggable transceiver

Small Form-factor Zásuvný připojený k dvojici kabelů z optických vláken .

Malé zařízení zapojitelné ( SFP ) je kompaktní, hot-plug modul síťové rozhraní použít jak pro telekomunikační a datové komunikace aplikace. Rozhraní SFP na síťovém hardwaru je modulární slot pro transceiver pro konkrétní média za účelem připojení kabelu z optických vláken nebo někdy měděného kabelu. Výhodou použití SFP ve srovnání s pevnými rozhraními (např. Modulární konektory v ethernetových přepínačích ) je, že jednotlivé porty mohou být podle potřeby vybaveny jakýmkoli vhodným typem transceiveru.

Form factor a elektrické rozhraní jsou specifikovány v dohodě multi-source (MSA) pod záštitou faktoru výboru Small Form . SFP ve většině aplikací nahradil větší gigabitový převodník rozhraní (GBIC) a někteří prodejci jej označovali jako Mini-GBIC .

SFP transceivery existují podporující synchronní optické sítě (SONET), Gigabit Ethernet , Fibre Channel , PON a další komunikační standardy. Na úvod byly typické rychlosti 1 Gbit/s pro ethernetové SFP a až 4 Gbit/s pro SFP moduly Fibre Channel. V roce 2006 přinesla specifikace SFP+ rychlosti až 10 Gbit/s a iterace SFP28 je určena pro rychlosti 25 Gbit/s.

Mírně větším sourozencem je čtyřproudový Quad Small Form-factor Pluggable ( QSFP ). Další jízdní pruhy umožňují rychlosti 4krát vyšší než odpovídající SFP. V roce 2014 byla zveřejněna varianta QSFP28 umožňující rychlosti až 100 Gbit/s. V roce 2019 byl úzce související QSFP56 standardizován zdvojnásobením nejvyšší rychlosti na 200 Gbit/s u produktů, které se již prodávají od hlavních prodejců. Existují levné adaptéry, které umožňují umístění přijímačů SFP do portu QSFP.

Jak SFP-DD , což umožňuje 100 Gbit / s více než dvěma jízdními pruhy, a stejně tak i QSFP-DD specifikace, které umožňují pro 400 Gbit / s přes osm pruhy, byly zveřejněny. Ty používají tvarový faktor, který je zpětně kompatibilní s jejich příslušnými předchůdci. Alternativní konkurenční řešení, transceiver OSFP (Octal Small Format Pluggable) je také určen pro propojení optických vláken 400 Gbit/s mezi síťovým zařízením prostřednictvím elektrických datových pruhů 8 × 50 Gbit/s. Je to o něco větší verze než formátor QSFP, který je schopen zvládnout větší výkon. Standard OSFP byl původně oznámen 15. listopadu 2016. Jeho zastánci tvrdí, že nízkonákladový adaptér umožní kompatibilitu modulu QSFP.

Typy SFP

SFP transceivery jsou k dispozici s řadou specifikací vysílačů a přijímačů, což umožňuje uživatelům vybrat vhodný transceiver pro každé spojení tak, aby poskytoval požadovaný optický nebo elektrický dosah přes dostupný typ média (např. Měděné kabely s kroucenými páry , více režimů nebo jeden režim vláknové kabely). Vysílače a přijímače jsou také určeny jejich přenosovou rychlostí. Moduly SFP jsou běžně dostupné v několika různých kategoriích.

100 Mbit/s SFP

• Vícerežimové vlákno, konektor LC , s černým nebo béžovým barevným kódováním
  • SX  - 850 nm, maximálně 550 m
• Vícerežimové vlákno, konektor LC , s modrým barevným kódováním
  • FX  - 1300 nm, na vzdálenost až 5 km.
  • LFX (název závisí na výrobci) - 1310 nm, na vzdálenost až 5 km.

• Jednovidové vlákno, konektor LC, s modrým barevným kódováním
  • LX  - 1310 nm, na vzdálenosti až 10 km
  • EX  - 1310 nm, na vzdálenosti až 40 km

• Jednovidové vlákno, konektor LC, se zeleným barevným kódováním
  • ZX  - 1550 nm, na vzdálenosti až 80 km (v závislosti na ztrátě dráhy vlákna)
  • EZX  - 1550 nm, na vzdálenosti až 160 km (v závislosti na ztrátě dráhy vlákna)

• Jednovidové vlákno, konektor LC, obousměrné, s modrým a žlutým barevným kódováním
  • BX (oficiálně BX10 ) -1550 nm/1310 nm, obousměrné SFP transceivery s jedním vláknem 100 Mbit SFP, spárované jako BX-U ( modrá ) a BX-D ( žlutá ) pro uplink a downlink, také pro vzdálenosti do 10 km . Vyrábějí se také varianty obousměrných SFP, které mají vyšší verze vysílacího výkonu s délkou spojení až 40 km.

• Měděná kroucená dvojlinka, konektor 8P8C (RJ-45)
  • 100BASE-TX  -na vzdálenosti až 100m.

1 Gbit/s SFP

• 1 Gbit/s vícerežimové vlákno, LC konektor , s černou nebo béžovou pákou pro extrakci
  • SX  - 850 nm, maximálně 550 m při 1,25 Gbit/s (gigabitový ethernet). Jiné více režimové aplikace SFP podporují ještě vyšší sazby na kratší vzdálenosti.
• 1,25 Gbit/s multimódové vlákno, LC konektor , extrakční pákové barvy nejsou standardizované
  • SX+/MX/LSX (název závisí na výrobci) - 1310 nm, na vzdálenost až 2 km. Není kompatibilní s SX nebo 100BASE-FX. Je založen na LX, ale je navržen tak, aby fungoval s vícerežimovým vláknem pomocí standardního vícerežimového propojovacího kabelu, a nikoli kabelu pro úpravu režimu, který se běžně používá k přizpůsobení LX na více režimů.
• Jednosměrné vlákno 1 až 2,5 Gbit/s, LC konektor, s modrou pákou pro extrakci
  • LX  - 1310 nm, na vzdálenosti až 10 km (původně LX pokrývalo jen 5 km a LX10 na 10 km následovalo později)
  • EX  - 1310 nm, na vzdálenosti až 40 km
  • ZX  -1550 nm, na vzdálenosti až 80 km (v závislosti na ztrátě dráhy vlákna), se zelenou pákou pro extrakci (viz GLC-ZX-SM1)
  • EZX  - 1550 nm, na vzdálenosti až 160 km (v závislosti na ztrátě dráhy vlákna)
  • BX (oficiálně BX10 ) -1490 nm/1310 nm, obousměrné gigabitové SFP transceivery s jedním vláknem, spárované jako BX-U a BX-D pro uplink a respektive downlink, také pro vzdálenosti do 10 km. Vyrábějí se také varianty obousměrných SFP, které používají 1550 nm v jednom směru, a verze s vyšším přenosovým výkonem s délkou spoje až 80 km.
  • 1550 nm 40 km ( XD ), 80 km ( ZX ), 120 km ( EX nebo EZX )
  • SFSW  -jednovláknové vysílače s jednou vlnovou délkou pro obousměrný provoz na jednom vlákně. Ve spojení s CWDM zdvojnásobují hustotu provozu optických vláken.
  • Hrubé vlnové-division multiplexing (CWDM) a husté vlnové délky multiplex (DWDM) vysílače na různých vlnových délkách dosáhnou různé maximální vzdálenosti. Transceivery CWDM a DWDM obvykle podporují spojovací vzdálenosti 40 km, 80 km a 120 km.
• 1 Gbit/s pro měděnou kroucenou dvojlinku, konektor 8P8C (RJ-45)
  • 1000BASE-T  -tyto moduly obsahují významné obvody rozhraní pro překódování podvrstvy fyzického kódování a lze je použít pouze pro gigabitový ethernet kvůli specifickému kódu linky. Nejsou kompatibilní s (nebo spíše: nemají ekvivalenty pro) Fibre Channel nebo SONET. Na rozdíl od non-SFP, měděných portů 1000BASE-T integrovaných do většiny směrovačů a přepínačů, SFP 1000BASE-T obvykle nemohou pracovat rychlostí 100BASE-TX .

• 100 Mbit/s měděný a optický-někteří prodejci dodali omezené SFP 100 Mbit/s pro aplikace z optických vláken do domu a výměnu za zastaralé obvody 100BASE-FX . Ty jsou relativně neobvyklé a lze je snadno zaměnit se 100 Mbit/s SFP.
• Ačkoli to není uvedeno v žádném oficiálním specifikačním dokumentu, maximální přenosová rychlost původního standardu SFP je 5 Gbit/s. Toho nakonec využily jak 4GFC Fibre Channel, tak DDR Infiniband, zejména ve formě QSFP se čtyřmi pruhy.
• V posledních letech byly vytvořeny SFP transceivery, které umožní rychlost 2,5 Gbit/s a 5 Gbit/s ethernetu s SFP s 2,5 GBASE-T a 5 GBASE-T.

10 Gbit/s SFP+

10 Gigabit Ethernet XFP transceiver , top , a SFP + transceiver, bottom

SFP + ( zvýšená Malé zařízení připojitelné ) je zdokonalená verze SFP, který podporuje rychlost přenosu dat až 16  Gb / s . Specifikace SFP+ byla poprvé publikována 9. května 2006 a verze 4.1 publikována 6. července 2009. SFP+ podporuje 8 Gbit/s Fibre Channel , 10 Gigabit Ethernet a optickou přenosovou síť standard OTU2. Je to populární průmyslový formát podporovaný mnoha dodavateli síťových komponent. Ačkoli standard SFP+ neobsahuje zmínku o 16 Gbit/s Fibre Channel, lze jej použít touto rychlostí.

SFP+ také zavádí přímé připojení pro připojení dvou portů SFP+ bez vyhrazených transceiverů. Přímé připojovací kabely (DAC) existují v pasivních (až 7 m), aktivních (až 15 m) a aktivních optických (AOC, až 100 m) variantách.

Moduly SFP+ s rychlostí 10 Gbit/s mají přesně stejné rozměry jako běžné SFP, což umožňuje výrobci zařízení znovu použít stávající fyzický design pro 24 a 48 portové přepínače a modulární linkové karty . Ve srovnání s dřívějšími moduly XENPAK nebo XFP nechávají moduly SFP+ implementovat více obvodů na hostitelské desce místo uvnitř modulu. Díky použití aktivního elektronického adaptéru mohou být moduly SFP+ použity ve starších zařízeních s porty XENPAK a X2 .

Moduly SFP+ lze popsat jako omezující nebo lineární typy; to popisuje funkčnost vestavěné elektroniky. Omezující moduly SFP+ zahrnují zesilovač signálu k přetváření (degradovaného) přijímaného signálu, zatímco lineární nikoli. Lineární moduly se používají hlavně se standardy nízké šířky pásma, jako je 10GBASE-LRM ; jinak jsou upřednostňovány omezující moduly.

25 Gbit/s SFP28

SFP28 je rozhraní 25 Gbit/s, které se vyvinulo z rozhraní 100 Gigabit Ethernet, které je obvykle implementováno s datovými pruhy 4 x 25 Gbit/s. Mechanické rozměry jsou stejné jako u SFP a SFP+, SFP28 implementuje jednu dráhu 28 Gbit/s, která pojme 25 Gbit/s dat s kódovací režií.

Moduly SFP28 podporují jedno- nebo vícemódová optická připojení, aktivní optický kabel a přímou připojovací měď.

cSFP

Kompaktní Malé zařízení zapojitelné ( SZBP ) je verze SFP se stejnou mechanickou tvarový faktor, který umožňuje dva nezávislé obousměrné kanály na portu. Používá se především ke zvýšení hustoty portů a snížení využití vláken na port.

SFP-DD

Dohoda o vícezdrojovém připojení s dvojitou hustotou ( SFP-DD ) s malým tvarovým faktorem je novým standardem pro zdvojnásobení hustoty portů. Podle webu SFD-DD MSA: „Síťové zařízení založené na SFP-DD bude podporovat starší moduly a kabely SFP a nové produkty s dvojitou hustotou.“

Typy QSFP

Transceiver QSFP+ 40 Gb

Quad Small Form-Factor Pluggable ( QSFP ) transceivery jsou k dispozici s řadou typů vysílačů a přijímačů, což uživatelům umožňuje vybrat vhodný transceiver pro každé spojení tak, aby poskytoval požadovaný optický dosah přes multimódové nebo jednovidové vlákno .

4 Gbit/s QSFP

Původní dokument QSFP specifikoval čtyři kanály nesoucí Gigabit Ethernet , 4GFC ( FiberChannel ) nebo DDR InfiniBand .

40 Gbit/s QSFP+

QSFP+ je evolucí QSFP pro podporu čtyř 10 Gbit/s kanálů s 10 Gigabit Ethernetem , 10 GFC FiberChannel nebo QDR InfiniBand . Tyto 4 kanály lze také kombinovat do jednoho 40 Gigabitového ethernetového spojení.

50 Gbit/s QSFP14

Standard QSFP14 je navržen tak, aby nesl FDR InfiniBand , SAS-3 . nebo 16G Fibre Channel

100 Gbit/s QSFP28

Standard QSFP28 je navržen tak, aby přenášel 100 Gigabit Ethernet , EDR InfiniBand nebo 32G Fibre Channel. Někdy je tento typ transceiveru kvůli jednoduchosti také označován jako „QSFP100“ nebo „100G QSFP“.

200 Gbit/s QSFP56

QSFP56 je navržen tak, aby přenášel 200 Gigabit Ethernet , HDR InfiniBand nebo 64G Fibre Channel. Největší vylepšení je, že QSFP56 používá čtyřstupňovou pulzní amplitudovou modulaci ( PAM-4 ) namísto non-return-to-zero (NRZ). Používá stejné fyzické specifikace jako QSFP28 (SFF-8665), s elektrickými specifikacemi od SFF-8024 a revizí 2.10a SFF-8636. Někdy je tento typ transceiveru kvůli jednoduchosti označován jako „200G QSFP“.

Fanout nebo breakout

Výrobci přepínačů a routerů, kteří ve svých produktech implementují porty QSFP+, často umožňují použití jediného portu QSFP+ jako čtyř nezávislých 10 gigabitových ethernetových připojení, což výrazně zvyšuje hustotu portů. Například typický 24portový přepínač QSFP+ 1U by mohl obsluhovat připojení 96x10GbE. Existují také fanout kabely pro přizpůsobení jednoho portu QSFP28 čtyřem nezávislým 25 gigabitovým ethernetovým portům SFP28 (QSFP28-to-4 × SFP28) a také kabely pro přizpůsobení jednoho portu QSFP56 čtyřem nezávislým 50 gigabitovým ethernetovým portům SFP56 (QSFP56-to -4 × SFP56).

Aplikace

Ethernetový přepínač se dvěma prázdnými sloty SFP (vlevo dole)

Zásuvky SFP se nacházejí v ethernetových přepínačích , směrovačích, bránách firewall a kartách síťového rozhraní . Používají se v hostitelských adaptérech Fibre Channel a úložném zařízení. Vzhledem k jejich nízkým nákladům, nízkému profilu a schopnosti poskytovat připojení k různým typům optických vláken poskytuje SFP takové zařízení zvýšenou flexibilitu.

Standardizace

SFP transceiver není standardizován žádným oficiálním normalizačním orgánem, ale je specifikován smlouvou o více zdrojích (MSA) mezi konkurenčními výrobci. SFP byl navržen po rozhraní GBIC a umožňuje větší hustotu portů (počet transceiverů na danou oblast) než GBIC, proto je SFP také známý jako mini-GBIC.

Prakticky se však někteří výrobci síťových zařízení zabývají postupy blokování dodavatele, kdy záměrně narušují kompatibilitu s „generickými“ SFP přidáním kontroly firmwaru zařízení, která umožní pouze vlastní moduly prodejce. Výrobci SFP třetích stran zavedli SFP s EEPROM, které mohou být naprogramovány tak, aby odpovídaly ID jakéhokoli dodavatele.

Barevné kódování SFP

Barevné kódování SFP

Barevné kódování CWDM SFP

Barevné kódování BiDi SFP

Barevné kódování QSFP

Signály

Čelní pohled na modul SFP s integrovaným LC konektorem indikujícím směr přenosu obou optických konektorů

Demontovaný OC-3 SFP. Horní kovová nádoba je vysílací laserová dioda, spodní plastová nádobka je přijímací fotodioda.

SFP transceivery jsou „praváky“: Z jejich pohledu vysílají napravo a přijímají nalevo. Při pohledu do optických konektorů přichází přenos zleva a příjem je napravo.

SFP transceiver obsahuje desku s plošnými spoji s okrajovým konektorem s 20 pady, které se na zadní straně spojují s elektrickým konektorem SFP v hostitelském systému. QSFP má 38 padů, včetně 4 párů vysokorychlostního přenosu dat a 4 párů vysokorychlostního příjmu dat.

Mechanické rozměry

Boční pohled na modul SFP. Hloubka, nejdelší rozměr, je 56,5 mm (2,22 palce).

Fyzické rozměry transceiveru SFP (a jeho následných rychlejších variant) jsou užší než pozdější protějšky QSFP, což umožňuje umístění transceiverů SFP do portů QSFP prostřednictvím levného adaptéru. Oba jsou menší než transceiver XFP .

Informace EEPROM

SFP MSA definuje 256bajtovou paměťovou mapu do EEPROM popisující schopnosti transceiveru, standardní rozhraní, výrobce a další informace, která je přístupná přes sériové rozhraní I²C na 8bitové adrese 1010000X (A0h).

Monitorování digitální diagnostiky

Moderní optické přijímače SFP podporují standardní funkce monitorování digitální diagnostiky (DDM). Tato funkce je také známá jako digitální optické monitorování (DOM). Tato schopnost umožňuje monitorování provozních parametrů SFP v reálném čase. Mezi parametry patří optický výstupní výkon, optický vstupní výkon, teplota, předpětí laseru a napájecí napětí transceiveru. V síťových zařízeních jsou tyto informace obvykle zpřístupněny prostřednictvím protokolu SNMP ( Simple Network Management Protocol ). Rozhraní DDM umožňuje koncovým uživatelům zobrazovat diagnostická data a alarmy transceiverů s optickými vlákny a lze je použít k diagnostice, proč transceiver nefunguje.

Viz také

• Propojení úzkého hrdla
• Optická komunikace
• Paralelní optické rozhraní

Poznámky

Reference