stringtranslate.com

Сменный малый форм-фактор

Сменный модуль малого форм-фактора, подключаемый к паре оптоволоконных кабелей

Подключаемый модуль малого форм-фактора ( SFP ) — это компактный формат модуля сетевого интерфейса с возможностью горячей замены , используемый как для телекоммуникационных приложений , так и для приложений передачи данных . Интерфейс SFP на сетевом оборудовании представляет собой модульный слот для приемопередатчика, специфичного для среды передачи , например, для оптоволоконного кабеля 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 трансиверов по мере необходимости, причем большинство из них включают оптические линейные терминалы , сетевые карты , коммутаторы и маршрутизаторы .

Форм -фактор и электрический интерфейс определяются соглашением с участием нескольких источников (MSA) под эгидой Комитета по малому форм-фактору . [2] SFP заменил более крупный преобразователь гигабитного интерфейса (GBIC) в большинстве приложений, и некоторые поставщики называют его Mini-GBIC . [3]

Существуют трансиверы SFP, поддерживающие синхронные оптические сети (SONET), Gigabit Ethernet , Fibre Channel , PON и другие стандарты связи. На момент внедрения типичная скорость составляла 1 Гбит/с для модулей SFP Ethernet и до 4 Гбит/с для модулей SFP Fibre Channel. [4] В 2006 году спецификация SFP+ увеличила скорость до 10 Гбит/с, а версия SFP28 рассчитана на скорость 25 Гбит/с. [5]

Немного более крупный брат — четырехполосный подключаемый модуль Quad Small Form-factor ( QSFP ). Дополнительные полосы позволяют развивать скорость, в 4 раза превышающую соответствующую SFP. В 2014 году был опубликован вариант QSFP28 , обеспечивающий скорость до 100 Гбит/с. [6] В 2019 году был стандартизирован тесно связанный QSFP56 [7] , в результате чего максимальная скорость удвоилась до 200 Гбит/с, а продукты уже продаются от крупных поставщиков. [8] Существуют недорогие адаптеры, позволяющие подключать трансиверы SFP к порту QSFP.

Опубликованы как спецификации SFP-DD [9] , обеспечивающие скорость 100 Гбит/с по двум линиям, так и спецификации QSFP-DD [10] , обеспечивающие скорость 400 Гбит/с по восьми линиям. [11] Они используют форм-фактор , который напрямую совместим с их предшественниками. [12]

Еще более крупный брат OSFP (Octal Small Format Pluggable) имеет продукты, которые будут выпущены в 2022 году [13] и способны обеспечивать соединение со скоростью 800 Гбит/с между сетевым оборудованием. Это немного увеличенная версия, чем форм-фактор QSFP, позволяющая обеспечить большую выходную мощность. Стандарт OSFP был первоначально анонсирован в 2016 году [14], а версия 4.0, выпущенная в 2021 году, обеспечивает скорость 800 Гбит/с по электрическим каналам передачи данных 8×100 Гбит/с. [15] Его сторонники утверждают, что недорогой адаптер обеспечит обратную совместимость с модулями QSFP. [16]

Типы SFP

Трансиверы SFP доступны с различными характеристиками передатчика и приемника, что позволяет пользователям выбирать подходящий трансивер для каждого канала, чтобы обеспечить необходимую оптическую или электрическую дальность действия по доступному типу среды передачи (например, витая пара или твинаксиальные медные кабели, многомодовые или одиночные кабели ). -модовые оптоволоконные кабели). Трансиверы также обозначаются по скорости передачи. Модули SFP обычно доступны в нескольких различных категориях.

Обратите внимание, что QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP56 имеют электрическую обратную совместимость 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, как в форм-факторе QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP56. То же самое относится и к форм-фактору QSFP-DD с 8 полосами, который может работать с пониженной версией до 4/2/1.

SFP 100 Мбит/с

SFP 1 Гбит/с

10 Гбит/с SFP+

Приемопередатчик XFP 10 Gigabit Ethernet ( вверху ) и приемопередатчик SFP+ (внизу) .

SFP + ( улучшенный подключаемый модуль малого форм-фактора ) — это расширенная версия SFP, поддерживающая скорость передачи данных до 16  Гбит/с . Спецификация SFP+ была впервые опубликована 9 мая 2006 г., а версия 4.1 — 6 июля 2009 г. [30] SFP+ поддерживает Fibre Channel 8 Гбит/с , 10 Gigabit Ethernet и стандарт оптической транспортной сети OTU2. Это популярный отраслевой формат, поддерживаемый многими поставщиками сетевых компонентов. Хотя стандарт SFP+ не содержит упоминания о Fibre Channel 16 Гбит/с, его можно использовать на этой скорости. [31] Помимо скорости передачи данных, основная разница между Fibre Channel 8 и 16 Гбит/с заключается в методе кодирования. Кодировка 64b/66b, используемая для скорости 16 Гбит/с, является более эффективным механизмом кодирования, чем 8b/10b, используемая 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 вдвое большей пропускной способности, чем 8GFC. [32]

SFP+ также обеспечивает прямое подключение 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 модули SFP, что позволяет производителю оборудования повторно использовать существующие физические конструкции для 24- и 48-портовых коммутаторов 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. [33] Благодаря использованию активного электронного адаптера модули SFP+ можно использовать в старом оборудовании с портами XENPAK [34] и портами X2 . [35] [36]

Модули SFP+ можно охарактеризовать как лимитирующие или линейные ; здесь описывается функциональность встроенной электроники. Ограничительные модули SFP+ включают в себя усилитель сигнала для изменения формы (ухудшенного) полученного сигнала, тогда как линейные модули этого не делают. Линейные модули в основном используются со стандартами с низкой пропускной способностью, такими как 10GBASE-LRM ; в противном случае предпочтительны ограничивающие модули. [37]

25 Гбит/с SFP28

SFP28 — это интерфейс 25 Гбит/с, который развился из интерфейса 100 Gigabit Ethernet , который обычно реализуется с линиями передачи данных 4 по 25 Гбит/с. Идентичный по механическим размерам SFP и SFP+, SFP28 реализует одну линию 28 Гбит/с [38] , вмещающую 25 Гбит/с данных с накладными расходами на кодирование. [39]

Существуют модули SFP28, поддерживающие одно [40] или многомодовые [41] оптоволоконные соединения, активный оптический кабель [42] и медь прямого подключения. [43] [44]

cSFP

Компактный подключаемый модуль малого форм-фактора ( cSFP ) — это версия SFP с тем же механическим форм-фактором, позволяющая использовать два независимых двунаправленных канала на порт. Он используется в первую очередь для увеличения плотности портов и уменьшения использования волокна на порт. [45] [46]

СФП-ДД

Соглашение с несколькими источниками подключаемых модулей двойной плотности малого форм-фактора ( SFP -DD ) — это стандарт, опубликованный в 2019 году для удвоения плотности портов. Согласно веб-сайту SFD-DD MSA: «Сетевое оборудование на базе SFP-DD будет поддерживать устаревшие модули и кабели SFP, а также новые продукты двойной плотности». [47] SFP-DD использует две полосы для передачи.

На данный момент определены следующие скорости:

КСФП

Трансивер QSFP+ 40 Гб

Трансиверы Quad Small Form-factor Pluggable ( QSFP ) доступны с различными типами передатчиков и приемников, что позволяет пользователям выбирать подходящий трансивер для каждого канала, чтобы обеспечить необходимую оптическую дальность действия по многомодовому или одномодовому оптоволокну .

4 Гбит/с
В исходном документе QSFP указано четыре канала, передающих Gigabit Ethernet , 4GFC ( FiberChannel ) или DDR InfiniBand . [50]
40 Гбит/с (QSFP+)
QSFP+ — это развитие QSFP для поддержки четырех каналов 10 Гбит/с, передающих 10 Gigabit Ethernet , 10GFC FiberChannel или QDR InfiniBand . [51] Четыре канала также можно объединить в одно соединение 40 Gigabit Ethernet .
50 Гбит/с (QSFP14)
Стандарт QSFP14 предназначен для поддержки FDR InfiniBand , SAS-3 [52] или 16G Fibre Channel.
100 Гбит/с (QSFP28)
Стандарт QSFP28 [6] предназначен для поддержки 100 Gigabit Ethernet , EDR InfiniBand или 32G Fibre Channel. Иногда для простоты этот тип трансивера также называют QSFP100 или 100G QSFP [53] .
200 Гбит/с (QSFP56)
QSFP56 предназначен для поддержки 200 Gigabit Ethernet , HDR InfiniBand или 64G Fibre Channel. Самым большим улучшением является то, что QSFP56 использует четырехуровневую импульсно-амплитудную модуляцию ( PAM-4 ) вместо безвозврата к нулю (NRZ). Он использует те же физические характеристики, что и QSFP28 (SFF-8665), электрические характеристики SFF-8024 [54] и версию 2.10a SFF-8636. [7] Иногда для простоты этот тип трансивера называют 200G QSFP [55] .

Производители коммутаторов и маршрутизаторов, реализующие порты QSFP+ в своих продуктах, часто допускают использование одного порта QSFP+ в качестве четырех независимых соединений 10 Gigabit Ethernet , что значительно увеличивает плотность портов. Например, типичный 24-портовый коммутатор QSFP+ высотой 1U сможет обслуживать соединения 96x10GbE. [56] [57] [58] Также существуют разветвленные кабели для подключения одного порта QSFP28 к четырем независимым портам 25 Gigabit Ethernet SFP28 (QSFP28-to-4×SFP28) [59], а также кабели для подключения одного порта QSFP56. до четырех независимых портов 50 Gigabit Ethernet SFP56 (QSFP56-to-4×SFP56). [60]

Приложения

Коммутатор Ethernet с двумя пустыми слотами SFP (слева внизу)

Разъемы SFP встречаются в коммутаторах Ethernet , маршрутизаторах, межсетевых экранах и сетевых картах . Они используются в хост-адаптерах Fibre Channel и оборудовании хранения данных. Благодаря низкой стоимости, низкому профилю и способности обеспечивать подключение к различным типам оптического волокна SFP обеспечивает такому оборудованию повышенную гибкость.

Разъемы и трансиверы SFP также используются для передачи данных по последовательному цифровому интерфейсу (SDI) на большие расстояния. [61]

Стандартизация

Трансивер SFP не стандартизирован каким-либо официальным органом по стандартизации, а скорее определяется соглашением между несколькими поставщиками (MSA) между конкурирующими производителями. SFP был разработан на основе интерфейса GBIC и обеспечивает большую плотность портов (количество трансиверов на данную область), чем GBIC, поэтому SFP также известен как mini-GBIC.

Однако на практике некоторые производители сетевого оборудования прибегают к практике привязки к поставщику , в результате чего они намеренно нарушают совместимость с универсальными SFP, добавляя в прошивку устройства проверку , которая будет включать только собственные модули поставщика. [62] Сторонние производители SFP представили SFP с EEPROM, которые можно запрограммировать в соответствии с любым идентификатором поставщика. [63]

Цветовая маркировка SFP

Цветовая маркировка SFP

Цветовая маркировка CWDM SFP[65]

Цветовая маркировка BiDi SFP

Цветовая маркировка QSFP

Сигналы

Вид спереди модуля SFP со встроенным разъемом LC с указанием направления передачи данных двух оптических разъемов
Разобранный OC-3 SFP. Верхняя металлическая канистра — это передающий лазерный диод, нижняя пластиковая канистра — приёмный фотодиод.

Трансиверы SFP являются правосторонними : с их точки зрения они передают справа, а принимают слева. Если посмотреть на оптические разъемы, передача идет слева, а прием – справа. [66]

Трансивер SFP содержит печатную плату с торцевым разъемом с 20 контактными площадками, которые сзади сопрягаются с электрическим разъемом SFP в хост-системе. QSFP имеет 38 контактных площадок, включая 4 пары высокоскоростных данных передачи и 4 пары высокоскоростных приемных данных. [50] [51]

Механические размеры

Вид сбоку на модуль SFP. Глубина, самый длинный размер, 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, чем трансивер XFP .

Информация о ЭСППЗУ

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). [69]

Цифровая диагностика, мониторинг

Современные оптические трансиверы SFP поддерживают стандартные функции цифрового диагностического мониторинга (DDM). [70] Эта функция также известна как цифровой оптический мониторинг (DOM). Эта возможность позволяет отслеживать рабочие параметры SFP в режиме реального времени. Параметры включают выходную оптическую мощность, входную оптическую 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

Рекомендации

  1. ^ «Определение SFP из энциклопедии журнала PC Magazine» . www.pcmag.com . Проверено 10 мая 2018 г.
  2. ^ Комитет abcde SFF (12 мая 2001 г.), Спецификация INF-8074i для трансивера SFP (подключаемый модуль малого форм-фактора) , получено 30 апреля 2020 г.
  3. ^ «Приемопередатчик Cisco MGBSX1 Gigabit SX Mini-GBIC SFP» . Проверено 25 марта 2018 г.
  4. ^ «4G Fibre Channel SFP» . Флексоптикс ГмбХ . Проверено 5 октября 2019 г.
  5. ^ «SFF-8402: Решение для подключаемого приемопередатчика SFP+ 1X 28 Гбит/с (SFP28)» . 1.9. Комитет SNIA SFF. 13 сентября 2014 года . Проверено 26 марта 2019 г.
  6. ^ ab «SFF-8665: решение для подключаемого приемопередатчика QSFP+ 28 Гбит/с 4X (QSFP28)» . 1.9. Комитет SNIA SFF. 29 июня 2015 года . Проверено 26 марта 2019 г.
  7. ^ ab «Интерфейс управления для 4-полосных модулей и кабелей». SFF-8636 (ред. 2.10a). Комитет SNIA SFF. 24 сентября 2019 года . Проверено 11 октября 2019 г.
  8. ^ «Краткое описание продукта Mellanox Quantum 8700, 40 портов QSFP56» (PDF) .
  9. ^ "SFP-DD MSA" .
  10. ^ "QSFP-DD MSA" .
  11. ^ "Новостная статья Lightwave Online о: 400Gb" . 18 ноября 2016 г.
  12. ^ «Обратная совместимость: QSFP-DD/QSFP28/QSFP+/SFP+» . Дерек . Проверено 21 июля 2022 г.
  13. ^ «Введение — СИСТЕМЫ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕЙ NVIDIA QM97X0 NDR. РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ — Сетевая документация NVIDIA» . docs.nvidia.com . Проверено 18 января 2022 г.
  14. ^ "OSFP MSA" .
  15. ^ «OSFP MSA объявляет о выпуске спецификации OSFP 4.0 для модулей 800G» . www.osfpmsa.org (пресс-релиз) . Проверено 18 января 2022 г. После завершения спецификации 800G группа разрабатывает спецификации для модулей 1600G.
  16. ^ «Адаптер OSFP-QSFP» (PDF) . Проверено 2 ноября 2021 г.
  17. ^ abcd SFP-DD MSA (11 марта 2022 г.). «Спецификация оборудования SFP-DD/SFP-DD112/SFP112 для подключаемых приемопередатчиков SFP112 и SFP двойной плотности, версия 5.1» (PDF) .
  18. ^ «Техническое описание кабелей и модулей приемопередатчика Cisco 400G QSFP-DD» . Циско . Проверено 27 марта 2020 г.
  19. ^ Спецификация Agilestar/Finisar FTLF8524P2BNV (PDF)
  20. ^ «PROLINE 1000BASE-SX EXT MMF SFP F/CISCO 1310NM 2KM — SFP-MX-CDW — Трансиверы Ethernet» . CDW.com . Проверено 2 января 2017 г.
  21. ^ Одноволоконный двунаправленный приемопередатчик SFP (PDF) , MRV, заархивировано из оригинала (PDF) 19 апреля 2016 г.
  22. ^ Гигабитные двунаправленные SFP, Yamasaki Optical Technology
  23. ^ «Одноволоконные одноволновые гигабитные трансиверы» . Световая волна . 5 сентября 2002 года . Проверено 5 сентября 2002 г.
  24. ^ «Принцип одноволнового двунаправленного трансивера» . Гигалайт. Архивировано из оригинала 3 апреля 2014 года.
  25. ^ Медиаконвертер VSC8211/спецификация физического уровня
  26. ^ «Fiberstore: 100 M SFP» .
  27. ^ «Часто задаваемые вопросы по SFP+» . Компания Симон. 20 августа 2010 года . Проверено 22 февраля 2016 г.
  28. ^ «Медный SFP 2,5GBASE-T» . Флексоптикс ГмбХ . Проверено 4 октября 2019 г.
  29. ^ «Медный SFP 5GBASE-T» . Флексоптикс ГмбХ . Проверено 4 октября 2019 г.
  30. ^ «Технические характеристики SFF-8431 для улучшенного подключаемого модуля малого форм-фактора SFP+, версия 4.1» . 6 июля 2009 года . Проверено 25 сентября 2023 г.
  31. ^ Tektronix (ноябрь 2013 г.). «Характеристика трансивера SFP+ со скоростью Fibre Channel 16G».
  32. ^ «Дорожные карты». Ассоциация производителей волоконно-оптических каналов . Проверено 5 марта 2023 г.
  33. ^ «10-гигабитный Ethernet-лагерь рассматривает SFP+» . Световая волна . Апрель 2006 г.
  34. ^ «Адаптер SFP+ на XENPAK» .
  35. ^ «Преобразователь 10GBASE X2 в SFP+» . 27 декабря 2016 г.
  36. ^ "SFP-трансивер" .
  37. ↑ Райан Лэтчман и Бхарат Тейлор (22 января 2008 г.). «Путь к SFP+: изучение архитектуры модулей и систем». Световая волна . Архивировано из оригинала 28 января 2013 года . Проверено 26 июля 2011 г.
  38. ^ «Примеры Ethernet Summit SFP28» (PDF) .
  39. ^ «Примеры продуктов Cisco SFP28» .
  40. ^ «Приемопередатчики SFP28 LR 1310 нм» .
  41. ^ «Пример продукта SFP28 850 нм» (PDF) .
  42. ^ «Активный оптический кабель 25GbE SFP28» (PDF) . Мелланокс . Проверено 25 октября 2018 г.
  43. ^ «Твинаксиальные кабели Intel Ethernet SFP28» (PDF) . Проверено 25 октября 2018 г.
  44. ^ «Кабели прямого подключения Cisco SFP28» (PDF) .
  45. ^ «Компактные формы SFP, Compact SFF MSA» . Световая волна . 20 февраля 2008 года . Проверено 12 апреля 2018 г.
  46. ^ «Представляем компактный подключаемый модуль малого форм-фактора (Compact SFP)» . Сиско Системы . Проверено 12 января 2019 г.
  47. ^ http://sfp-dd.com/ SFP-DD MSA
  48. ^ ab QSFP-DD MSA (26 июля 2022 г.). «Спецификация оборудования QSFP-DD/QSFP-DD800/QSFP112 для подключаемых трансиверов QSFP DOUBLE DENSITY 8X И QSFP 4X, версия 6.3» (PDF) .
  49. ^ SFF INF-8628
  50. ^ Комитет abcd SFF. «Общественная спецификация QSFP (INF-8438)» (PDF) . Комитет СФФ. п. 12 . Проверено 22 июня 2016 г.
  51. ^ Комитет ab SFF. «Подключаемый трансивер QSFP+ 10 Гбит/с 4X (SFF-8436)» (PDF) . п. 13 . Проверено 22 июня 2016 г.
  52. ^ Комитет SFF. «Решение подключаемого приемопередатчика QSFP+ 14 Гбит/с 4X (QSFP14)» (PDF) . п. 5 . Проверено 22 июня 2016 г.
  53. ^ «Документ вопросов и ответов по оптике и кабелям 100G» (PDF) . www.arista.com . Ариста Нетворкс .
  54. ^ «SFF-8024: Интерфейс управления для кабельных сред» . 4.6. Комитет SNIA SFF. 14 февраля 2019 года . Проверено 4 апреля 2019 г.
  55. ^ «Трансиверы и кабели Arista 400G: вопросы и ответы» (PDF) . www.arista.com . Ариста Нетворкс, Инк . Проверено 4 апреля 2019 г.
  56. ^ «Технические характеристики Cisco Nexus 5600» .
  57. ^ «Finisar 4 разветвителя 10GbE QSFP» .
  58. ^ «Порт Arista 40Gb для разветвления 4 x 10GbE» (PDF) .
  59. ^ «Прорыв от QSFP28 к SFP28» .
  60. ^ «QSFP56: 4-2334236-1 Съемные кабельные сборки ввода-вывода» . Т.Е. Связь .
  61. ^ Для телевидения — система последовательной цифровой оптоволоконной передачи сигналов SMPTE 259M, SMPTE 344M, SMPTE 292 и SMPTE 424M. doi :10.5594/SMPTE.ST297.2006. ISBN 978-1-61482-435-0. Проверено 15 января 2024 г.[ мертвая ссылка ]
  62. ^ Джон Гилмор. «Слоты SFP Gigabit Ethernet для оптоволокна и блокировка» . Проверено 21 декабря 2010 г.
  63. ^ «СЕРИЯ FLEXBOX — НАСТРОЙКА УНИВЕРСАЛЬНЫХ ТРАНСИВЕРОВ» . Проверено 20 сентября 2019 г.
  64. ^ «Приемопередатчик SFP28, модуль оптического приемопередатчика SFP28 25G» . ФС Германия . Проверено 28 марта 2020 г.
  65. ^ «Знаете ли вы цветовой код трансивера CWDM? | Optcore.net» . 31 мая 2018 года . Проверено 28 марта 2020 г.
  66. ^ «Примечания по установке модуля приемопередатчика Cisco SFP и SFP+» . Сиско Системы . Проверено 26 июня 2021 г.
  67. ^ ИНФ-8074i B4
  68. ^ «INF-8077i: 10-гигабитный сменный модуль малого форм-фактора» (PDF) . Комитет малого форм-фактора. 31 августа 2005 г. Архивировано из оригинала (PDF) 17 марта 2017 г. . Проверено 16 марта 2017 г.
  69. ^ SFF INF-8438i 6.2.2 Спецификация синхронизации интерфейса управления
  70. ↑ SFF-8472 (PDF) , 21 ноября 2014 г., заархивировано из оригинала (PDF) 17 марта 2017 г.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме подключаемых модулей малого форм-фактора .