stringtranslate.com

Малый форм-фактор, подключаемый

Компактный форм-фактор, подключаемый к паре оптоволоконных кабелей

Small Form-factor Pluggable ( SFP ) — это компактный сетевой интерфейсный модуль с возможностью горячей замены, используемый как для телекоммуникационных , так и для передачи данных . Интерфейс SFP на сетевом оборудовании представляет собой модульный слот для приемопередатчика , специфичного для конкретной среды , например, для оптоволоконного или медного кабеля. [1] Преимущество использования SFP по сравнению с фиксированными интерфейсами (например, модульными разъемами в коммутаторах Ethernet ) заключается в том, что отдельные порты могут быть оснащены различными типами приемопередатчиков по мере необходимости, при этом большинство из них включают оптические линейные терминалы , сетевые карты , коммутаторы и маршрутизаторы .

Форм -фактор и электрический интерфейс определяются многоисточниковым соглашением (MSA) под эгидой Комитета по малым форм-факторам . [2] SFP заменил более крупный гигабитный интерфейсный преобразователь (GBIC) в большинстве приложений и был назван некоторыми поставщиками как Mini-GBIC . [3]

Существуют трансиверы SFP, поддерживающие синхронную оптическую сеть (SONET), Gigabit Ethernet , Fibre Channel , PON и другие стандарты связи. На момент внедрения типичные скорости составляли 1 Гбит/с для Ethernet SFP и до 4 Гбит/с для модулей Fibre Channel SFP. [4] В 2006 году спецификация SFP+ увеличила скорость до 10 Гбит/с, а более поздняя итерация SFP28 , представленная в 2014 году, [5] рассчитана на скорость 25 Гбит/с. [6]

Немного более крупный брат — четырехполосный Quad Small Form-factor Pluggable ( QSFP ). Дополнительные полосы обеспечивают скорость в 4 раза выше, чем у соответствующего SFP. В 2014 году был опубликован вариант QSFP28, обеспечивающий скорость до 100 Гбит/с. [7] В 2019 году был стандартизирован тесно связанный QSFP56 [8], удвоив максимальную скорость до 200 Гбит/с, причем продукты уже продаются у основных поставщиков. [9] Существуют недорогие адаптеры, позволяющие размещать трансиверы SFP в порте QSFP.

Были опубликованы спецификации как SFP-DD [ 10] , которая обеспечивает скорость 100 Гбит/с по двум линиям, так и QSFP-DD [11] , которая обеспечивает скорость 400 Гбит/с по восьми линиям. [12] Они используют форм-фактор , который напрямую обратно совместим с их предшественниками. [13]

Еще более крупный брат, OSFP (Octal Small Format Pluggable), имеет продукты, выпущенные в 2022 году [14], способные обеспечивать связь между сетевым оборудованием на скорости 800 Гбит/с. Это немного большая версия, чем форм-фактор QSFP, что позволяет увеличить выходную мощность. Стандарт OSFP был первоначально анонсирован в 2016 году [15], а версия 4.0 была выпущена в 2021 году, обеспечивая скорость 800 Гбит/с через электрические линии передачи данных 8×100 Гбит/с. [16] Его сторонники говорят, что недорогой адаптер обеспечит обратную совместимость с модулями QSFP. [17]

Типы SFP

SFP-трансиверы доступны с различными спецификациями передатчика и приемника, что позволяет пользователям выбирать подходящий трансивер для каждого канала связи, чтобы обеспечить требуемый оптический или электрический охват через доступный тип среды (например, витая пара или твинаксиальные медные кабели, многомодовые или одномодовые оптоволоконные кабели). Трансиверы также обозначаются по скорости передачи. Модули SFP обычно доступны в нескольких различных категориях.

Обратите внимание, что QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP56 разработаны для электрической обратной совместимости с SFP/SFP+/SFP28 или SFP56 соответственно. Используя простой адаптер или специальный кабель прямого подключения, можно соединить эти интерфейсы вместе, используя всего одну полосу вместо четырех, предоставляемых форм-фактором QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP56. То же самое относится к форм-фактору QSFP-DD с 8 полосами, который может работать в режиме понижения до 4/2/1 полос.

100 Мбит/с SFP

1 Гбит/с SFP

10 Гбит/с SFP+

Трансивер 10 Gigabit Ethernet XFP ( вверху ) и трансивер SFP+ (внизу)

SFP + ( enhanced small form-factor pluggable ) — это улучшенная версия SFP, которая поддерживает скорость передачи данных до 16  Гбит/с . Спецификация SFP+ была впервые опубликована 9 мая 2006 года, а версия 4.1 — 6 июля 2009 года. [31] SFP+ поддерживает 8 Гбит/с Fibre Channel , 10 Gigabit Ethernet и стандарт оптической транспортной сети OTU2. Это популярный отраслевой формат, поддерживаемый многими поставщиками сетевых компонентов. Хотя стандарт SFP+ не включает упоминание о 16 Гбит/с Fibre Channel, его можно использовать на этой скорости. [32] Помимо скорости передачи данных, основным различием между 8 и 16 Гбит/с Fibre Channel является метод кодирования. Кодирование 64b /66b, используемое для 16 Гбит/с, является более эффективным механизмом кодирования, чем 8b/10b, используемое для 8 Гбит/с, и позволяет удвоить скорость передачи данных без удвоения скорости линии. 16GFC на самом деле нигде не использует сигнализацию 16 Гбит/с. Он использует скорость линии 14,025 Гбит/с для достижения удвоенной пропускной способности 8GFC. [33]

SFP+ также представляет прямое подключение для соединения двух портов SFP+ без выделенных трансиверов. Кабели прямого подключения (DAC) существуют в пассивном (до 7 м), активном (до 15 м) и активном оптическом (AOC, до 100 м) вариантах.

Модули SFP+ 10 Гбит/с имеют точно такие же размеры, как и обычные SFP, что позволяет производителю оборудования повторно использовать существующие физические конструкции для коммутаторов с 24 и 48 портами и модульных линейных карт . По сравнению с более ранними модулями XENPAK или XFP , модули SFP+ оставляют больше схем для реализации на главной плате, а не внутри модуля. [34] Благодаря использованию активного электронного адаптера модули SFP+ могут использоваться в старом оборудовании с портами XENPAK [35] и портами X2 . [36] [37]

Модули SFP+ можно описать как ограничивающие или линейные типы; это описывает функциональность встроенной электроники. Ограничивающие модули SFP+ включают усилитель сигнала для изменения формы (ухудшенного) принятого сигнала, тогда как линейные этого не делают. Линейные модули в основном используются со стандартами с низкой пропускной способностью, такими как 10GBASE-LRM ; в противном случае предпочтительны ограничивающие модули. [38]

25 Гбит/с SFP28

SFP28 — это интерфейс 25 Гбит/с, который произошел от интерфейса 100 Gigabit Ethernet , который обычно реализуется с 4 по 25 Гбит/с полосами данных. Идентичный по механическим размерам SFP и SFP+, SFP28 реализует одну полосу 28 Гбит/с [39], размещающую 25 Гбит/с данных с накладными расходами на кодирование. [40]

Существуют модули SFP28, поддерживающие одно- [41] или многомодовые [42] оптоволоконные соединения, активный оптический кабель [43] и прямое подключение медного кабеля. [44] [45]

cSFP

Компактный подключаемый модуль малого форм-фактора ( cSFP ) — это версия SFP с тем же механическим форм-фактором, позволяющая два независимых двунаправленных канала на порт. Он используется в основном для увеличения плотности портов и снижения использования волокна на порт. [46] [47]

SFP-DD

Соглашение о нескольких источниках с малым форм-фактором подключаемой двойной плотности ( SFP-DD ) является стандартом, опубликованным в 2019 году для удвоения плотности портов. Согласно веб-сайту MSA SFD-DD: «Сетевое оборудование на базе SFP-DD будет поддерживать устаревшие модули и кабели SFP, а также новые продукты с двойной плотностью». [48] SFP-DD использует две полосы для передачи.

В настоящее время определены следующие скорости:

QSFP

QSFP+ 40 Гбит трансивер

Четырехканальные приемопередатчики QSFP ( Quad Small Form-factor Pluggable ) выпускаются с различными типами передатчиков и приемников, что позволяет пользователям выбирать подходящий приемопередатчик для каждого канала связи, чтобы обеспечить требуемую оптическую дальность связи по многомодовому или одномодовому волокну .

4 Гбит/с
В исходном документе QSFP указывалось четыре канала, передающих Gigabit Ethernet , 4GFC ( FiberChannel ) или DDR InfiniBand . [52]
40 Гбит/с (QSFP+)
QSFP+ — это усовершенствованный QSFP, поддерживающий четыре канала 10 Гбит/с, передающие 10 Gigabit Ethernet , 10GFC FiberChannel или QDR InfiniBand . [53] 4 канала также можно объединить в один канал 40 Gigabit Ethernet .
50 Гбит/с (QSFP14)
Стандарт QSFP14 предназначен для передачи данных FDR InfiniBand , SAS-3 [54] или 16G Fibre Channel.
100 Гбит/с (QSFP28)
Стандарт QSFP28 [7] разработан для передачи 100 Gigabit Ethernet , EDR InfiniBand или 32G Fibre Channel. Иногда этот тип трансивера также называют QSFP100 или 100G QSFP [55] для простоты.
200 Гбит/с (QSFP56)
QSFP56 предназначен для передачи данных 200 Gigabit Ethernet , HDR InfiniBand или 64G Fibre Channel. Самым большим улучшением является то, что QSFP56 использует четырехуровневую амплитудно-импульсную модуляцию ( PAM-4 ) вместо модуляции без возврата к нулю (NRZ). Он использует те же физические характеристики, что и QSFP28 (SFF-8665), с электрическими характеристиками из SFF-8024 [56] и ревизии 2.10a SFF-8636. [8] Иногда этот тип трансивера называют 200G QSFP [57] для простоты.

Производители коммутаторов и маршрутизаторов, внедряющие порты QSFP+ в свои продукты, часто допускают использование одного порта QSFP+ в качестве четырех независимых соединений 10 Gigabit Ethernet , что значительно увеличивает плотность портов. Например, типичный коммутатор QSFP+ 1U с 24 портами сможет обслуживать 96 соединений 10GbE. [58] [59] [60] Существуют также кабели разветвления для адаптации одного порта QSFP28 к четырем независимым портам 25 Gigabit Ethernet SFP28 (QSFP28-to-4×SFP28) [61] , а также кабели для адаптации одного порта QSFP56 к четырем независимым портам 50 Gigabit Ethernet SFP56 (QSFP56-to-4×SFP56). [62]

Приложения

Коммутатор Ethernet с двумя пустыми слотами SFP (внизу слева)

SFP-сокеты находятся в коммутаторах Ethernet , маршрутизаторах, брандмауэрах и сетевых интерфейсных картах . Они используются в хост-адаптерах Fibre Channel и оборудовании для хранения данных. Благодаря своей низкой стоимости, низкому профилю и возможности подключения к различным типам оптоволокна, SFP обеспечивает такому оборудованию повышенную гибкость.

Сокеты и трансиверы SFP также используются для передачи данных на большие расстояния по последовательному цифровому интерфейсу (SDI). [63]

Стандартизация

Трансивер SFP не стандартизирован ни одним официальным органом по стандартизации, а скорее определен соглашением о нескольких источниках (MSA) среди конкурирующих производителей. SFP был разработан после интерфейса GBIC и обеспечивает большую плотность портов (количество трансиверов на заданную площадь), чем GBIC, поэтому SFP также известен как мини-GBIC.

Однако на практике некоторые производители сетевого оборудования практикуют привязку к поставщику , когда они намеренно нарушают совместимость с универсальными SFP-модулями, добавляя проверку в прошивку устройства , которая позволяет использовать только собственные модули поставщика. [64] Сторонние производители SFP-модулей представили SFP-модули с EEPROM, которые можно запрограммировать на соответствие любому идентификатору поставщика. [65]

Цветовая кодировка SFP

Цветовая кодировка SFP

Цветовая кодировка CWDM SFP[67]

Цветовая кодировка BiDi SFP

Цветовая кодировка QSFP

Сигналы

Вид спереди модуля SFP со встроенным разъемом LC, указывающим направление передачи двух оптических разъемов
Разобранный OC-3 SFP. Верхний металлический корпус - передающий лазерный диод, нижний пластиковый корпус - принимающий фотодиод.

SFP-трансиверы являются правыми : с их точки зрения они передают справа и принимают слева. Если смотреть на оптические разъемы, передача идет слева, а прием — справа. [68]

Приемопередатчик SFP содержит печатную плату с краевым разъемом с 20 контактами, которые сопрягаются сзади с электрическим разъемом SFP в хост-системе. QSFP имеет 38 контактных площадок, включая 4 пары высокоскоростной передачи данных и 4 пары высокоскоростного приема данных. [52] [53]

Механические размеры

Вид сбоку на модуль SFP. Глубина, самая длинная размерность, составляет 56,5 мм (2,22 дюйма).

Физические размеры трансивера SFP (и его последующих более быстрых вариантов) уже, чем у более поздних аналогов QSFP, что позволяет размещать трансиверы SFP в портах QSFP через недорогой адаптер. Оба меньше трансивера XFP .

Информация EEPROM

SFP MSA определяет 256-байтовую карту памяти в EEPROM, описывающую возможности трансивера, стандартные интерфейсы, производителя и другую информацию, которая доступна через последовательный интерфейс I²C по 8-битному адресу 0b1010000X (0xA0). [71]

Цифровая диагностика и мониторинг

Современные оптические трансиверы SFP поддерживают стандартные функции цифрового диагностического мониторинга (DDM). [72] Эта функция также известна как цифровой оптический мониторинг (DOM). Эта возможность позволяет контролировать рабочие параметры SFP в режиме реального времени. Параметры включают в себя оптическую выходную мощность, оптическую входную мощность, температуру, ток смещения лазера и напряжение питания трансивера. В сетевом оборудовании эта информация обычно предоставляется через простой протокол управления сетью (SNMP). Интерфейс DDM позволяет конечным пользователям отображать диагностические данные и сигналы тревоги для оптоволоконных трансиверов и может использоваться для диагностики того, почему трансивер не работает.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Определение SFP из энциклопедии журнала PC Magazine". www.pcmag.com . Получено 10 мая 2018 г. .
  2. ^ abcde Комитет SFF (12 мая 2001 г.), Спецификация INF-8074i для трансивера SFP (Small Formfactor Pluggable) , получено 30 апреля 2020 г.
  3. ^ "Трансивер Cisco MGBSX1 Gigabit SX Mini-GBIC SFP" . Получено 25 марта 2018 г. .
  4. ^ "4G Fibre Channel SFP". Flexoptix GmbH . Получено 5 октября 2019 г.
  5. ^ "DRAFT SFF-8402 CB". Члены SNIA . Ассоциация производителей сетевых устройств хранения данных (SNIA). 2 декабря 2022 г. Получено 24 сентября 2024 г.
  6. ^ "SFF-8402: SFP+ 1X 28 Гбит/с Pluggable Transceiver Solution (SFP28)". 1.9. Комитет SNIA SFF. 13 сентября 2014 г. Получено 26 марта 2019 г.
  7. ^ ab "SFF-8665: QSFP+ 28 Гбит/с 4X Pluggable Transceiver Solution (QSFP28)". 1.9. Комитет SNIA SFF. 29 июня 2015 г. Получено 26 марта 2019 г.
  8. ^ ab "Management Interface for 4-lane Modules and Cables". SFF-8636 (Rev 2.10a ed.). Комитет SNIA SFF. 24 сентября 2019 г. Получено 11 октября 2019 г.
  9. ^ "Краткое описание продукта Mellanox Quantum 8700 40 port QSFP56" (PDF) .
  10. ^ "SFP-DD MSA".
  11. ^ "QSFP-DD MSA".
  12. ^ "Статья новостей Lightwave Online о 400Gb". 18 ноября 2016 г.
  13. ^ "Обратная совместимость: QSFP-DD/QSFP28/QSFP+/SFP+". Дерек . Получено 21 июля 2022 г. .
  14. ^ "Введение - РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ СИСТЕМЫ КОММУТАТОРА NVIDIA QM97X0 NDR - Документация по сетевым технологиям NVIDIA". docs.nvidia.com . Получено 18 января 2022 г. .
  15. ^ "ОСФП MSA".
  16. ^ "OSFP MSA объявляет о выпуске спецификации OSFP 4.0 для модулей 800G". www.osfpmsa.org (пресс-релиз) . Получено 18 января 2022 г. После завершения спецификации 800G группа разрабатывает спецификацию для модулей 1600G.
  17. ^ "Адаптер OSFP to QSFP" (PDF) . Получено 2 ноября 2021 г. .
  18. ^ abcd SFP-DD MSA (11 марта 2022 г.). «Спецификация оборудования SFP-DD/SFP-DD112/SFP112 для SFP112 и SFP ДВОЙНОЙ ПЛОТНОСТИ ПОДКЛЮЧАЕМЫХ ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИКОВ, версия 5.1» (PDF) .
  19. ^ "Cisco 400G QSFP-DD Cable and Transceiver Modules Data Sheet". Cisco . Получено 27 марта 2020 г. .
  20. ^ Спецификация Agilestar/Finisar FTLF8524P2BNV (PDF)
  21. ^ "PROLINE 1000BASE-SX EXT MMF SFP F/CISCO 1310NM 2KM - SFP-MX-CDW - Ethernet-трансиверы". CDW.com . Получено 2 января 2017 г. .
  22. ^ Одноволоконный двунаправленный трансивер SFP (PDF) , MRV, архивировано из оригинала (PDF) 19 апреля 2016 г.
  23. ^ Гигабитные двунаправленные SFP-модули, Yamasaki Optical Technology
  24. ^ "Одноволоконные одноволновые гигабитные трансиверы". Lightwave . 5 сентября 2002 г. Получено 5 сентября 2002 г.
  25. ^ "Принцип работы одноволнового BiDi-трансивера". Gigalight. Архивировано из оригинала 3 апреля 2014 г.
  26. ^ Спецификация медиаконвертера/физического уровня VSC8211
  27. ^ «Fiberstore: 100 млн SFP».
  28. ^ "FAQs for SFP+". The Siemon Company. 20 августа 2010 г. Получено 22 февраля 2016 г.
  29. ^ "2.5GBASE-T Copper SFP". Flexoptix GmbH . Получено 4 октября 2019 г.
  30. ^ "5GBASE-T Copper SFP". Flexoptix GmbH . Получено 4 октября 2019 г.
  31. ^ "SFF-8431 Технические характеристики усовершенствованного подключаемого модуля малого форм-фактора SFP+, редакция 4.1". 6 июля 2009 г. Получено 25 сентября 2023 г.
  32. ^ Tektronix (ноябрь 2013 г.). «Характеристика трансивера SFP+ на скорости 16G Fibre Channel».
  33. ^ "Дорожные карты". Fibre Channel Industry Association . Получено 5 марта 2023 г.
  34. ^ "10-гигабитный Ethernet лагерь смотрит SFP+". LightWave . Апрель 2006.
  35. ^ «Адаптер SFP+ - XENPAK».
  36. ^ "Конвертер 10GBASE X2 в SFP+". 27 декабря 2016 г.
  37. ^ "SFP-трансивер".
  38. ↑ Райан Лачман и Бхарат Тейлор (22 января 2008 г.). «Дорога к SFP+: изучение архитектуры модулей и систем». Lightwave . Архивировано из оригинала 28 января 2013 г. Получено 26 июля 2011 г.
  39. ^ "Примеры Ethernet Summit SFP28" (PDF) .
  40. ^ "Примеры продуктов Cisco SFP28".
  41. ^ "Трансиверы SFP28 LR 1310 нм".
  42. ^ "Пример продукта SFP28 850 нм" (PDF) .
  43. ^ "25GbE SFP28 Active Optical Cable" (PDF) . Mellanox . Получено 25 октября 2018 г. .
  44. ^ "Твинаксиальные кабели Intel Ethernet SFP28" (PDF) . Получено 25 октября 2018 г.
  45. ^ "Кабели прямого подключения Cisco SFP28" (PDF) .
  46. ^ "Compact SFP, Compact SFF MSA group forms". Lightwave . 20 февраля 2008 г. Получено 12 апреля 2018 г.
  47. ^ "Представляем компактный подключаемый модуль малого форм-фактора (Compact SFP)". Cisco Systems . Получено 12 января 2019 г.
  48. ^ http://sfp-dd.com/ SFP-DD MSA
  49. ^ ab QSFP-DD MSA (26 июля 2022 г.). "Спецификация оборудования QSFP-DD/QSFP-DD800/QSFP112 для подключаемых приемопередатчиков QSFP двойной плотности 8X и QSFP 4X, редакция 6.3" (PDF) .
  50. ^ SFF INF-8628
  51. ^ "QSFP-DD MSA" (PDF) . 25 июля 2024 г. . Получено 15 августа 2024 г. .
  52. ^ abcd Комитет SFF. "QSFP Public Specification (INF-8438)" (PDF) . Комитет SFF. стр. 12 . Получено 22 июня 2016 г. .
  53. ^ ab Комитет SFF. "QSFP+ 10 Gbs 4X Pluggable Transceiver (SFF-8436)" (PDF) . стр. 13 . Получено 22 июня 2016 г. .
  54. ^ Комитет SFF. "QSFP+ 14 Gb/s 4X Pluggable Transceiver Solution (QSFP14)" (PDF) . стр. 5 . Получено 22 июня 2016 г. .
  55. ^ "Документ вопросов и ответов по оптике и кабелям 100G" (PDF) . www.arista.com . Arista Networks .
  56. ^ "SFF-8024: Интерфейс управления для кабельных сред". 4.6. Комитет SNIA SFF. 14 февраля 2019 г. Получено 4 апреля 2019 г.
  57. ^ "Трансиверы и кабели Arista 400G: вопросы и ответы" (PDF) . www.arista.com . Arista Networks, Inc . Получено 4 апреля 2019 г. .
  58. ^ "Характеристики Cisco Nexus 5600".
  59. ^ "Finisar 4 x 10GbE разветвитель QSFP".
  60. ^ "Порт Arista 40Gb для 4 x 10GbE" (PDF) .
  61. ^ «Переход QSFP28-на-SFP28».
  62. ^ "QSFP56: 4-2334236-1 Подключаемые кабельные сборки ввода/вывода". TE Connectivity .
  63. ^ Для телевидения — последовательная цифровая волоконно-оптическая система передачи сигналов SMPTE 259M, SMPTE 344M, SMPTE 292 и SMPTE 424M. doi :10.5594/SMPTE.ST297.2006. ISBN 978-1-61482-435-0. Архивировано из оригинала 3 сентября 2017 г. . Получено 15 января 2024 г. .
  64. ^ Джон Гилмор. "Gigabit Ethernet fiber SFP slots and lock-in" . Получено 21 декабря 2010 г. .
  65. ^ "FLEXBOX SERIES - CONFIGURE UNIVERSAL TRANSCEIVERS" . Получено 20 сентября 2019 г. .
  66. ^ "Трансивер SFP28, оптический модуль трансивера 25G SFP28". FS Германия . Получено 28 марта 2020 г.
  67. ^ «Знаете ли вы цветовой код трансивера CWDM? | Optcore.net». 31 мая 2018 г. Получено 28 марта 2020 г.
  68. ^ "Замечания по установке модулей трансивера Cisco SFP и SFP+". Cisco Systems . Получено 26 июня 2021 г.
  69. ^ INF-8074i B4
  70. ^ "INF-8077i: 10-гигабитный подключаемый модуль малого форм-фактора" (PDF) . Комитет по малым форм-факторам. 31 августа 2005 г. Архивировано из оригинала (PDF) 17 марта 2017 г. . Получено 16 марта 2017 г. .
  71. ^ Спецификация синхронизации интерфейса управления SFF INF-8438i 6.2.2
  72. ^ SFF-8472 (PDF) , 21 ноября 2014 г., архивировано из оригинала (PDF) 17 марта 2017 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Small Form-factor Pluggable .