sfp модуль что это такое
Виды SFP модулей
Съемный приемо-передающий модуль форм-фактора SFP (Small Form factor Pluggable) представляет собой компактное устройство в металлическом корпусе. С одной стороны, SFP модуль оснащен контактной группой для подключения к SFP-порту активного сетевого устройства, а с другой стороны оптическим интерфейсом для подключения к линии передачи. Оптические модули стандарта SFP предназначены для передачи и приёма оптических сигналов между сетевыми устройствами, соединенными между собой волоконно-оптическими линиями связи. Приемо-передатчики форм-фактора SFP поддерживают передачу данных на скоростях от 100 Мбит/с до 4.25 Гбит/с, наибольшей популярностью обладает модификация SFP модулей со скоростью передачи 1.25 Гб/с.
Спецификация INF-8074i впервые, опубликованная MSA в 2001 году, подробно 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.
В спецификации INF-8074i, есть не большой пункт указывающий на необходимость цветовой маркировки на язычках толкателей модулей. В самой спецификации есть указания лишь на два варианта этой маркировки: черный цвет – многомодовой трансивер, синий цвет – одномодовый; в дальнейшем модификаций SFP трансиверов стало значительно больше и новые модели получали свою цветовую маркировку. Цветовая маркировка SFP модулей необходима для облегчения идентификации типа установленного в сетевое оборудование трансивера. Маркировка SFP модулей реализуется одним из двух способов в зависимости от особенностей корпуса трансивера:
Каждой длине волны присвоен свой цвет см. таблицу ниже. Сама идея подобной маркировки очень хороша и удобна для пользователей, но в реализации этой идеи есть определенные сложности, а именно производители SFP модулей используют не стандартизированные цвета, как следствие в некоторых случаях цвета маркировки от производителя к производителю сильно отличаются.
Наиболее ярким примером являются CWDM трансиверы, у которых каждая «пара» волн маркируется своим цветом, но цвета в зависимости от производителей не всегда совпадают.
Примеры цветовой маркировки
Самым простым выходом из подобного положения было бы закрепление за определенными моделями SFP трансиверов определенных цветовых маркеров на уровне спецификации или рекомендации, но к сожалению, подобного документа нет.
Таблица цветовых маркировок трансиверов
Принцип работы SFP модулей
Оптические модули SFP состоят из нескольких основных компонентов:
Устройство SFP модуля
Получая информацию от коммутатора в виде электрических сигналов, трансивер преобразует её в оптический сигнал, который излучает лазер. И наоборот, принимаемый фотодиодом оптический сигнал преобразуется в электрический. Таким образом, информация проходит через съемный оптический приемо-передетчик в современных ВОЛС.
Одной из основных характеристик оптических модулей является оптический бюджет трансивера, именно от неё 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 Smax, тем больше оптический бюджет, а значит больше дальность работы данного трансивера. Этот параметр крайне важен при выборе трансиверов для систем уплотнения или на протяжённых участках.
Мониторинг рабочих параметров SFP (DDM)
Для контроля рабочих параметров в SFP модулях, как и в трансиверах других форм-факторов используют систему цифрового мониторинга – DDM. Digital Diagnostics Monitoring сокращенно DDM — функция цифрового контроля параметров производительности трансиверов форм-фактора SFP, SFP+ и XFP. Позволяет отслеживать в реальном времени рабочие параметры трансивера, такие как: подаваемое напряжение, температура трансивера, ток смещения лазера, и сходящая оптическая мощность TX, принимаемая оптическая мощность RX.
Устройство и работа этой системы описаны в спецификации SFF-8472. Более подробное описание DDM можно найти по ссылке.
Отличия от других форм-факторов
Трансиверы форм-фактора SFP пришли на смену промышленному стандарту съемных приемо-передатчиков GBIC. Вначале трансиверы форм-фактора SFP в профессиональной среде называли miniGBIC. Основным преимуществом по сравнению с аналогичными модулями GBIC являются его малые размеры и как следствие малая занимаемая площадь на лицевой панели сетевого устройства. Вследствие этого со временем SFP вытеснили GBIC, так как именно на их основе можно было делать активные сетевые устройства с высокой плотностью портов. На данный момент это наиболее компактный форм-фактор, обеспечивающий наибольшую плотность размещения портов на лицевой панели устройства. Благодаря этому качеству форм-фактор SFP получил развитие в виде SFP+ (10G), SFP28 (25G) SFP DD (100G).
Виды модулей SFP модулей
С момента публикации первой версии спецификации INF-8074i в 2001 году появилось множество видов и модификаций трансиверов на базе форм-фактора SFP. Ниже мы рассмотрим основные типы и разновидности:
SFP MSA – наиболее распространённый вид трансиверов. Они изготавливаются в соответствии с соглашениями MSA. Это означает, что они соответствуют всем требованиям спецификации и удовлетворяют требованиям стандарта.
Оптические модули SFP можно разделить по технологии передачи на следующие типы:
Подавляющее большинство используемых сейчас модулей использует двухволоконную схему работы – выделенные порты передатчика и приемника. При этом наибольшую востребованность в Metro-сетях получили CWDM SFP трансиверы, в связи с тем, что при значительно малых первоначальных вложениях при помощи CWDM можно создать достаточно большую и в тоже время отказоустойчивую сеть в рамках города. В то время как, одноволоконные модули прочно заняли позицию в городских сетях на уровне доступа в условиях дефицита волокон и сетях FTTx, одними из самых популярных моделей WDM SFP трансиверов можно назвать одноволоконные модули с дальностью работы 3 км (арт. MT-SFP-G-WDM-03) и дальностью 20 км (арт. MT-SFP-G-WDM-20).
SFP CWDM-BIDI – это одноволоконный трансивер предназначенный для использования в CWDM системах. Приём и передача, в котором осуществляется по одному волокну на одной волне. Такое решение позволяет вдвое увеличить пропускную способность системы CWDM. Эти модули всегда просто отличить, т.к. вместо разъёма Duplex LC-мама 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, линейного порта.
Большого распространения данный вид модулей не получил, ввиду сложности изготовления и ограниченности сферы применения – максимальный оптический бюджет таких модулей не превышал 24 дБ.
VideoSFP (SDI-SFP) – решение для передачи видео сигналов. Используется в студийном и вещательном оборудовании.
SDI (последовательный цифровой интерфейс) – это стандарт цифрового видеоинтерфейса, разработанный организацией SMPTE. Два основных вида 3G-SDI, 6G-SDI, 12G-SDI отличаются скоростью передачи, соответственно это 3 Гбит/с, 6 Гбит/с и 12 Гбит/с. Модули 3G-SDI разработаны для паттернов SMPTE 259M, SMPTE 344M, SMPTE 292M и SMPTE 424M, они используются в телевещании и реже в видеонаблюдении. Тогда как 6G-SDI поддерживает паттерн SMPTE 2081 и используется для сервисов 4K/HDTV.
Передача видеоизображения для широкого вещания — это однонаправленная связь. Ввиду этой особенности передаваемого трафика, отличают VideoSFP transmitter (передатчик) и VideoSFP receiver (приёмник). Для организации соединения необходима пара разных модулей. Кроме того, модули VideoSFP могут оснащаться двумя приёмниками или двумя передатчиками, в зависимости от задачи.
Зная эти особенности необходимо подбирать VideoSFP очень внимательно. Ввиду специфичной области применения данный вид SFP мало распространён.
SmartSFP – данный вид модулей отличается не стандартной функциональностью. Обычные трансиверы предназначены для приёма и передачи информации, на этом их функционал заканчивается. Название SmartSFP означает, что модуль несёт дополнительный функционал, либо вообще не предназначен для передачи информации, а выполняет специфические функции. Например это может быть, измерение оптических характеристик линии или измерение качественных характеристик канала передачи. Необходимо отметить, что подобные решения достаточно нишевые и узкоспециализированные, но могут стать идеальным решением задачи.
На нашем сайте представлены модули SmartSFP семейства «Network Migration», они позволяют передавать SDH трафик по IP/MPLS сетям. К примеру, можно перенести каналы STM-1/4/16 в сеть пакетной коммутации или агрегировать потоки Е1 в единый STM-1 канал. Преимуществами использования данного семейства модулей, является возможность освободить оптические волокна, активное оборудование и сократить затраты на электроэнергию.
Copper SFP – широко распространённый вид SFP модулей. Отличительной особенностью является оснащение электрическим интерфейсом RJ45, вместо оптического. Благодаря этому к порту коммутатора можно подключить обычную витую пару. «Медные» SFP изготавливаются с использованием двух интерфейсов SGMII (10/100/1000M) и SerDes (1000M). Соответственно при выборе модуля нужно учитывать особенности сетевого оборудования.
CSFP (compactSFP) – необычный вид трансиверов. По сути, это два одноволоконных WDM трансивера в стандартном корпусе SFP. Такой трансивер позволяет организовать два канала по 1G по двум волокнам, используя при этом только один порт в коммутаторе. Разумеется, сам коммутатор должен поддерживать трансиверы такого типа.
Принцип работы SFP модулей
SGMII – данные оптические модули называются в честь интерфейса на котором построены. Они разработаны для согласования портов по скорости. SGMII-SFP позволяют конвертировать порт GigabitEthernet (GE) в порт FastEthernet (FE). Таким образом, к коммутатору порты которого поддерживают только гигабитное подключение можно подключить устройства работающие на меньшей скорости – 100Мбит/с.
xPON – специализированные трансиверы предназначенные для работы в пассивных оптических сетях, с топологией «дерево». Их можно разделить на два вида: OLT (Optical Line Terminal) и ONU (Optical Network Unit). Модули OLT используются в головном оборудовании, до абонентских устройств сигнал передаётся на волне 1490нм (2.5G) и принимается на волне 1310нм (1.25G). Существует несколько классов: B+, C+, C++, которые отличаются оптическим бюджетом.
ONU – трансивер для абонентских устройств, предназначен для установки в пакетные Ethernet коммутаторы и бытовые роутеры оснащенные SFP портом. Для согласованной работы класс ONU должен соответствовать классу OLT. Трансиверы SFP ONU не отличаются большой популярностью, т.к. технология PON рассчитана на массовое применение, в то время как бытовые устройства редко оснащаются SFP портами. В основном ONU это отдельно стоящее устройство, работающее от сети 220В.
SFP модуль
SFP-модуль – это трансивер, приёмопередатчик небольшого размера. Как следует из названия, предназначен для приёма и передачи данных в телекоммуникационных сетях. Модуль такого стандарта с одной стороны вставляется в разъём главного устройства. С другой стороны на трансивере имеются оптические разъёмы. Иногда – медные. В них подключается сетевой оптоволоконный или медный кабель. Спектр продукции для применения этих устройств достаточно широк: маршрутизаторы, коммутаторы, медиаконверторы, сетевые карты серверов, а также другие типы сетевого оборудования, где нужна высокая скорость и большие расстояния.
В чём же заключаются основные преимущества таких трансиверов?
Благодаря этой характеристике производители могут разместить достаточно большое количество портов для модулей в относительно компактном устройстве. Таким образом, установленное оборудование не займёт много места в помещении и сможет обслуживать масштабные группы сетевых устройств.
Это свойство обеспечивает замену модуля без отключения основного устройства от сети электропитания и прекращения его работы. Таким образом, Вы минимизируете время простоя Вашего оборудования в течение всего рабочего дня и не спровоцируете перерыв в рабочих процессах.
Модули такого типа обеспечивают высокоскоростное сетевое соединение (от 100 Мбит/с до 10 Гбит/с, в зависимости от модели). Благодаря этому значительно ускоряются процессы обработки данных и существенно увеличивается скорость передачи для критически важных приложений (например, воспроизведения видео с высоким разрешением в режиме онлайн).
Благодаря возможности передачи данных на больших дистанциях Вы можете организовать эффективную пересылку информации на расстояния от 550 м до 120 км.
Эта функция, которой наделены некоторые модели, обеспечивает оперативный поиск неисправностей модуля, проверяя на корректность список некоторых параметров (таких, как температура самого модуля, смещение лазера, напряжение сети тока, а также мощность датчика и приёмника).
Современные интерпретации стандарта SFP обладают высокой отказоустойчивостью к скачкам в сети электрического тока. Поэтому Вы можете быть уверены в исправности Вашего оборудования в случае перепадов сетевого напряжения.
В совокупности эти характеристики обеспечивают существенное превосходство SFP-модулей в сравнении с модулями других стандартов.
Виды модулей
SFP-модули могут быть оптическими и медными. Рассмотрим их по отдельности.
Эти модули служат для установки взаимосвязи маршрутизатора или коммутатора с волоконно-оптической сетью. Такой тип связи отличается высоким уровнем защищённости (в том числе, от несанкционированного доступа), а также допускает высокую скорость соединения, в сравнении с другими типами связи. В основном, оптические SFP-модули служат для подключения устройства к вышестоящим в сетевой иерархии коммутаторам или маршрутизаторам, т.н. uplink соединений.
Этот тип модулей используется в качестве конвертера из SFP-порта в медный разъем RJ-45. Чаще всего медные порты применяются для установки прямого взаимодействия с конечным сетевым устройством – например, персональным компьютером или ноутбуком.
Типы конструкций
Одномодовые и многомодовые модули отличаются способом распределения оптического излучения в волокне. Многомодовое волокно обладает большей дисперсией в сравнении с одномодовым и тем самым имеет меньшую пропускную способность. Таким образом, многомодовые SFP-модули рассчитаны для передачи данных на относительно небольшие расстояния, в то время как одномодовые модули способны передавать сигнал на дистанции до 120 км.
Двуволоконные модули SFP – это наиболее стандартная конструкция для модуля, когда одно волокно используется для отправки данных, а другое – для их принятия. Тем не менее, в связи с немалой стоимостью оптического волокна, некоторые производители разработали одноволоконные модули SFP, в которых единственное волокно служит для пересылки данных в два конца (благодаря технологии WDM).
WDM, CWDM, DWDM. Первый тип SFP-модулей снабжен совмещённым приёмником и датчиком, которые функционируют с фиксированными длинами волн в 1310 нм или 1550 нм. Тип CWDM предполагает раздельные приёмник и передатчик, которые могут расширить диапазон длины волн от 1270 нм до 1610 нм. Последний тип с раздельным передатчиком и приёмником предусматривает длины волн в пределах от 1528,38 нм до 1622,25 нм.
Модули SFP+
Основное отличие этих модулей от модулей SFP заключается в том, что они работают на скоростях до 10 Гбит/с, в то время как SFP-модули способны функционировать до 1 Гбит/c. Их габариты одинаковы (эти модули обычно используют разъёмы типа LC или SC). Кроме того, дальность действия этого типа устройств ограничена ввиду большей, в сравнении с предыдущим их стандартом SFP, дисперсии – до 80 км. Следует учитывать, что Вы можете размещать SFP-модули в интерфейсах для модулей SFP+ (в то время как обратный вариант замены невозможен, модули SFP+ несовместимы с портами SFP).
Выбор SFP-модулей
Разумеется, наиболее целесообразным будет приобрести модули того же производителя, что и у основного устройства (коммутатора или маршрутизатора). Например, оборудование Cisco имеет встроенную защиту от использования модулей сторонних производителей. Тем не менее, подавляющее большинство этих модулей имеет стандартный форм-фактор, который совместим с интерфейсами устройств других торговых марок. В нашем интернет-магазине представлены модули Cisco, Allied Telesis и Zyxel. Давайте рассмотрим основные особенности каждого из этих брэндов.
Модули Cisco поддерживают богатый выбор скоростей, дальности действия, протоколов и поддерживаемых сред передачи. Они чрезвычайно надёжны и поддерживают режим горячей замены. Кроме того, эти модули снабжены специальной цветной маркировкой, свидетельствующей о длине волн, которые излучают приёмники и передатчики. Также SFP-модули Cisco могут работать как в полудуплексном, так и в полнодуплексном режиме (полудуплексный режим поддерживается только интерфейсами Gigabit Ethernet), благодаря чему Вы сможете оптимизировать нагрузки на сеть и рационализировать расход электроэнергии.
Модули Allied Telesis представлены серией AT-SP, которая являет собой новейший отраслевой стандарт. Эти устройства поддерживают различные дистанции для передачи данных и способны организовать сетевое соединение как на достаточно небольших площадях (в радиусе 100 м), так и на масштабных (вплоть до 80 км). Более того, будучи основанными на технологии «plug-and-play», модули Allied Telesis не требуют установки особых конфигураций, а способны сразу приступить к работе после их физической установки в порт.
Устройства этого брэнда представлены в 3-х вариациях: с поддержкой Fast Ethernet, Gigabit Ethernet и 10 Gigabit Ethernet. Форм-фактор этих модулей стандартен, поэтому их можно без труда устанавливать в коммутаторы и маршрутизаторы сторонних производителей. Трансиверы Zyxel отличаются одноволоконной конструкцией, в связи с чем их стоимость относительно невысока. Кроме того, все устройства SFP поддерживают Digital Diagnostics Monitoring Interface, посредством которого выявляются и исправляются возможные ошибки, связанные с работой модулей.
SFP-модули на CONETEC.SU
Ассортимент CONETEC.SU – это исключительно оригинальная продукция, имеющая соответствующие сертификаты качества. Все SFP-модули представлены на CONETEC.SU продуктами торговых марок Cisco, Allied Telesis и Zyxel. Наши менеджеры и технологи персонально проконсультируют Вас, проведут сравнительный анализ рассматриваемых моделей и помогут сделать наиболее оптимальный выбор.
CONETEC
Москва м. Алексеевская
1-я Мытищинская улица, 27, стр. 2
ИНБОКС
+7 495 727-37-85
+7 926 533-34-53
Как выбрать SFP (SFP+) модуль
SFP (Small Form-factor Pluggable) и SFP+ (Enhanced Small Form-factor Pluggable) – стандарты компактных оптических приемо-передатчиков. Они наиболее востребованы при построении оптоволоконных сетей, по сравнению с трансиверами других типов, поэтому в нашей сегодняшней статье мы будем говорить именно о них.
Что такое SFP (SFP+) модули?
Это позволяет сделать слоты для них универсальными. Большинство устоявшихся производителей сетевого оборудования на сегодняшний день в своих устройствах размещают порты формата SFP+, и предусматривают обратную совместимость, так что в эти слоты чаще всего можно вставлять модули формата SFP. При этом, конечно, SFP трансивер будет работать согласно своим параметрам, а не характеристикам SFP+. Но нужно уточнять, есть ли такая возможность, например, в устройствах MikroTik зачастую поддерживается только SFP+.
Наличие порта для SFP-модулей в концевых маршрутизаторах или коммутаторах позволяет:
Размер разъема стандартного SFP-модуля по габаритам соответствует разъему RJ45, что позволяет в устройстве размером в один юнит (1U) разместить до 48 SFP-разъемов. Большинство производителей в профессиональных устройствах размещают один, два или четыре SFP-разъема, иногда совмещенных попарно с разъемами RJ45 (комбо-порты) для большей универсальности. В последнем случае, одновременная работа обоих портов не допускается, работает тот, который был задействован первым.
Виды SFP и SFP+ модулей
Оптические SFP и SFP+ модули различаются по многим параметрам, основными из которых являются:
Знать основные параметры модуля необходимо для того, чтобы корректно подобрать его под существующую (или строящуюся) сеть.
На более тонких характеристиках, таких, как тип лазера, мощность излучателя, ширина спектральной линии и тому подобных, мы пока останавливаться не будем, хотя при построении сети и подборе совместимых пар модулей они также могут иметь значение.
Пропускная способность оптических модулей
Однако, так как у нас чаще всего используются оптические Ethernet модули, принято говорить о скорости 1 Гбит/сек для SFP и 10 Гбит/сек для SFP+.
На рынке также представлено некоторое количество 100-мегабитных SFP трансиверов, но их востребованность в последнее время все меньше.
Многомодовые и одномодовые
Центральное различие между SFP модулями заключается в том, какого типа оптоволоконный кабель используется – многомодовый (MM, MMF) или одномодовый (SM, SMF). В практическом плане это имеет значение при подборе модулей с учетом типа кабеля в вашей сети, дальности ее пролетов, а также сумм, которые выделяются на ее проведение.
Многомодовый кабель имеет более толстую сердцевину и лучше собирает свет от излучателя. За счет этого многомодовые соединения значительно терпимее к качеству материала, компонентов, излучателей и оборудования. Однако, их серьезным недостатком является ограниченная максимальная длина сегмента кабеля – около 550 метров. Поэтому многомодовые SFP и SFP+ модули используются сравнительно редко, хотя обычно дешевле одномодовых.
Многомодовые и одномодовые SFP и SFP+ модули несовместимы.
Дальность передачи
Многомодовые оптические модули, как мы уже сказали, поддерживают передачу только на расстояние до 550 метров. В маркировке SFP трансиверов это обычо обозначается цифрой 0,5 (к примеру, 0,5LC), есть многомодовые модули с поддержкой еще меньшей дальности.
Максимальная дальность одномодовых оптических трансиверов зависит от форм-фактора:
При этом использование технологий спектрального уплотнения на скоростях до 10 Гбит/сек дополнительно снижает дальность передачи. Для модулей SFP+ WDM, CWDM и т. д. максимальная дальность уже не превышает 60 км.
Д вухволоконные и одноволоконные
SFP и SFP+ модули выпускаются двухволоконные (или «двуглазые» в простонародье) и одноволоконные («одноглазые»).
Существуют и Bi-Di (двунаправленные, одноволоконные) SFP CWDM модули, однако в продаже на украинском рынке их найти проблематично.
Для оптики и для RJ-45
Следует также упомянуть, что помимо оптических, большинство поставщиков SFP-модулей выпускают также варианты модулей SFP и SFP+ с гигабитными портами 1000Base-T (под медный кабель) для увеличения возможностей расширения сетевых устройств с подобными разъемами. Такой модуль позволяет использовать слот под SFP для создания разъема RJ-45 под витую пару, а не под оптику.
Длина волны
SFP-модули осуществляют прием и передачу сигнала на разных длинах волны. Поэтому при подборе пар приемо-передатчиков нужно учитывать этот фактор, не все они будут совместимы между собой.
В обычных и WDM модулях SFP и SFP+:
В модулях CWDM/DWDM:
Здесь используемых длин волн гораздо больше, как раз за счет этого и реализуется спектральное уплотнение и достигается высокая емкость передачи данных по одному волокну. Но об этом подробнее в следующей статье.
На поддерживаемых стандартах Ethernet, типах коннекторов и технологиях спектрального уплотнения мы подробно остановимся в следующей публикации.
Цветовая маркировка модулей
Для того, чтобы визуально отличать разные типы модулей, была придумана цветовая маркировка защелок. Их пластиковые оболочки делают красного, зеленого, желтого, бирюзового и других цветов.
Цветовая маркировка защелок различна у разных производителей
Пример маркировки
К примеру, типичная маркировка модуля выглядит так:
Коротко о совместимости разных типов SFP и SFP+
Стабильная совместная работа непарных модулей не гарантирована, даже если они совпадают по реализуемому стандарту, длине волны и количеству коннекторов. Возможны проблемы даже с совмещением двух модулей от одного производителя из разных линеек либо выпущенных в разные годы. Не исключено повреждение модулей, ошибки приема/передачи, ошибки согласования дуплекса и даже повреждения кабеля.
Крупные производители оборудования, такие как Cisco, HP, Alcatel-Lucent, 3com, Juniper, Dell и прочие во многих случаях искусственно блокируют работу своих маршрутизаторов/коммутаторов с SFP-модулями сторонних производителей, хотя нередко под своей торговой маркой продают модули сторонней разработки.
Для соединения устройств в стойке и стоек между собой выпускаются готовые оптические кабели стекирования, укомплектованные совместимыми SFP-модулями для соединения. Еще одна возможность, реализуемая при помощи стекирующего кабеля – подключение высокопроизводительных сетевых хранилищ.