Трансивери SFP+ використовуються по всьому світу

 

 

Чому форм-фактор має більше значення, ніж ви думаєте

 

Ось те, про що більшість технічних документів постачальників вам не скажуть: справжня причинаТрансивери SFP+домінувати не є суто технічним. Так, специфікація SFF-8431 принесла покращення електричного інтерфейсу. Так, перенесення більшої кількості схем на головну плату зменшило складність модуля. Але крива усиновлення? Це було обумовлено менеджерами із закупівель і розрахунками щільності стелажів.

48-портовий комутатор 10G із використанням модулів SFP+ використовує той самий корпус 1U, який раніше мав 48 портів SFP. Спробуйте це з XFP. Ви не можете. Фізичні розміри SFP+ (точнісінько відповідають застарілим SFP) означали, що виробники обладнання могли повторно використовувати існуючі механічні конструкції. Зменшилися витрати на інструменти. Виробничі лінії не потребували переоснащення. Економіка була жорстокою для конкуруючих форм-факторів.

 

Всередині модуля: що відбувається насправді

 

Коли інженери-оптики говорять про оптичні трансивери SFP+, вони описують напрочуд елегантну систему. На передавальній стороні використовується або лазер VCSEL (для багатомодових додатків-з коротким радіусом дії на 850 нм), або лазер DFB (для довших одномодових-зв’язків на 1310 нм або 1550 нм). Сторона прийому поєднує це з PIN-фотодіодом або APD, залежно від вимог до чутливості.

Магія відбувається між ними. Сучасні модулі 10G SFP+ упаковують драйвер лазера, трансімпедансний підсилювач і схеми синхронізації/відновлення даних у пакет, який можна тримати двома пальцями. Двадцять років тому для досягнення 10 Гбіт/с потрібно було обладнання, яке заповнювало половину стійки.

Функціональність DOM заслуговує згадки тут. Цифровий оптичний моніторинг (також званий DDM, для цифрового діагностичного моніторингу) згідно SFF-8472 дозволяє системам керування мережею опитувати параметри в реальному часі: потужність передачі, потужність прийому, температуру, струм зсуву, напругу живлення. Інженери, які витрачали години на усунення несправностей періодичних збоїв зв’язку, зрозуміють, чому це важливо. Ви дійсно можете спостерігати, як лазер погіршується протягом місяців, перш ніж він катастрофічно вийде з ладу. Більшість людей цього не робить, але можливість існує.

 

 

Картина глобального розгортання

 

Трансивери SFP+ доставляються на всі континенти з електричною інфраструктурою. Це не маркетингова гіпербола. Оператори зв’язку в Африці на південь від-Сахари використовують ті самі модулі,-сумісні з MSA, які працюють у гіпермасштабованих центрах обробки даних у Вірджинії. Мобільні транзитні мережі в Південно-Східній Азії покладаються на канали 10G SFP+ між стільниковими вузлами та точками агрегації. Європейські інтернет-провайдери розгортають їх для підключень CPE для бізнес-клієнтів.

Тут має значення стандартизація. Трансивер 10GBASE-LR від виробника в Шеньчжені працюватиме з портами комутатора, розробленими в Сан-Хосе та встановленими у Франкфурті. Угоди з кількома -джерелами (MSA) створили цю реальність. Специфікації SFF-8431 і SFF-8432 не просто визначають розміри та призначення контактів – вони встановлюють електричні характеристики, які роблять можливою сумісність постачальників.

Не ідеальна сумісність, зауважте. Усі, хто пробував поєднувати модулі 10G SFP+ сторонніх-розробників із певними комутаторами Brocade Fibre Channel, знають, що боротьба-за блокування постачальників ніколи повністю не закінчувалася. Кодування мікропрограми має значення. Але базова сумісність існує, і ця базова лінія дала змогу ринку вибухнути.

 

Відстань і варіанти застосування

 

Алфавітний суп типів трансиверів 10G спантеличує новачків. Деякі уточнення:

SR (короткий діапазон): 850 нм, багатомодове волокно, 300 м через OM3, 400 м через OM4. Модуль робочої конячки для внутрішнього-будівельного та верхнього-підключення-стійки. Найдешевший варіант, як правило, менше 15 доларів США від сторонніх-постачальників для комерційних-стандартів.

LR (Long Range): 1310 нм, одномодове-волокно, радіус дії 10 км. Стандартний вибір для студентського містечка та метро. Інфраструктура SMF коштує дорожче, ніж інфраструктура MMF, але ви отримуєте відстань і-захист від вищих швидкостей.

ER (розширений діапазон): 1550 нм, 40 км над SMF. Використовує охолоджувані передавачі EML, що збільшує енергоспоживання та вартість, але забезпечує підключення-до метро без підсилення.

ZR (Ze Best Range, як його жартома називають деякі інженери): 80 км в одному-режимі. Не входить до специфікації IEEE 802.3ae-Cisco та інші визначили це незалежно. Вимагає уваги до хроматичної дисперсії, особливо на повній відстані 80 км.

Існують також варіанти BiDi. 10GBASE-BX використовує WDM для передачі двонаправленого трафіку через одну нитку волокна – 1270 нм униз, 1330 нм угору або навпаки. Вдвічі зменшує кількість волокон, ускладнює пошук несправностей.

Трансивери CWDM і DWDM SFP+ просувають це далі, дозволяючи використовувати кілька каналів 10G через спільну оптоволоконну інфраструктуру. Підприємство, яке використовує CWDM, може помістити 8 довжин хвиль на одну пару волокон. Оператори, які використовують системи DWDM, втискають 40, 80 або більше каналів за допомогою інтервалу сітки ITU-T.

 

 

Мідне питання

 

Не всі трансивери SFP+ використовують оптоволокно. Модуль 10GBASE-T SFP+ створює окрему категорію-і створює багато головного болю під час розгортання.

Привабливість очевидна: наявна інфраструктура Cat6a, кінцева роз’єм RJ45, зрозуміла польовим технікам, зворотна сумісність із 1000BASE-T і навіть 100BASE-TX. Насправді мережеві інженери скрегочуть зубами через управління теплом і енергоспоживанням.

Типовий модуль 10GBASE-T SFP+ споживає 2,5 Вт. Стандартний розподіл потужності порту SFP+ передбачає максимум 1,5 Вт. Порахуй. Документація Cisco чітко обмежує одночасне розміщення модулів 10GBASE-T на багатьох моделях комутаторів. У вас може бути 48 портів SFP+, але заповнення всіх 48 модулями 10G-T перевищить можливості керування живленням комутаційної ASIC.

ЦАП-кабелі (мідні кабелі прямого підключення) усувають цю проблему на короткі відстані. Пасивний ЦАП twinax працює на відстані 5-7 метрів, активний ЦАП — до 10-15 метрів. Для з’єднань від-до-стійки в одному ряду DAC забезпечує економію коштів і меншу затримку, ніж оптичні трансивери. Відсутність оптико-електрично-оптичного перетворення означає менше потенційних точок відмови.

 

Якість і реалії постачання

 

Ринок трансиверів сторонніх- існує, оскільки ціноутворення OEM не пов’язане з витратами на виробництво. Cisco-SFP-10G-SR може коштувати кілька сотень доларів. Сумісний з MSA-еквівалент від визнаних сторонніх виробників продається за 10-20 доларів США. Ті самі лазерні чіпи, ті самі фотодіоди, часто ті самі контрактні виробники в Дунгуані чи Усі.

Проте відмінності в якості існують. Постачальники нижчого рівня-поганяють під час тестування-, використовують відремонтовані лазерні компоненти або поставляють модулі з помилками програмування EEPROM, які спричиняють проблеми сумісності. Авторитетні сторонні-постачальники (а їх багато) проводять вхідну перевірку, оптичне тестування повного-спектру та перевірку мікропрограми перед відправленням.

Питання промислової температури має значення для конкретних розгортань. Трансивери комерційного -класу SFP+ розраховані на кут від 0 градусів до 70 градусів. Промислові-модулі розширюють це значення до -40 градусів до +85 градусів. Ця різниця визначає, чи буде ваша зовнішня шафа у Феніксі чи ваш телекомунікаційний притулок у Фінляндії підтримувати стабільність зв’язку в умовах сезонних екстремальних ситуацій.

 

Fibre Channel: інший варіант використання SFP+

 

Мережеві інженери, які зосереджені на Ethernet, іноді забувають, що Fibre Channel сприяв значному застосуванню SFP+ у середовищах зберігання. 8GFC і 16GFC використовують форм-фактор SFP+, хоча кодування протоколів відрізняються.

Архітектори SAN, які працюють з комутаторами Brocade або Cisco MDS, мають справу з іншою матрицею сумісності, ніж їхні аналоги Ethernet. Brocade-схвалені списки приймачів-передавачів існують тому, що-протокол FC чутливий до тремтіння та частоти бітових помилок відрізняється від профілю толерантності Ethernet. Тим не менш, кваліфіковані сторонні-модулі FC SFP+ надійно працюють у більшості корпоративних розгортань. Процес кваліфікації потребує лише додаткової перевірки.

Трансивери 16G Fibre Channel представили кодування 64b/66b, ефективніше, ніж схема 8b/10b 8GFC. Це дозволило подвоїти пропускну здатність без подвоєння швидкості лінії-фактична передача сигналів 16GFC працює зі швидкістю 14,025 Гбіт/с. Розумна розробка протоколів, яка підкреслює, наскільки галузь оптимізувала обмеження форм-фактора SFP+.

 

 

Що буде далі

 

Перехід на 25G (SFP28) і далі триває, але трансивери SFP+ не витіснили їхню встановлену базу. Розгортання на невикористаних підприємствах важливіше, ніж на нових підприємствах. Цикли амортизації обладнання тривають 5-7 років. Мережі, побудовані навколо інфраструктури 10G у 2018-2020 роках, продовжуватимуть працювати з модулями SFP+ до кінця 2020-х років.

Тим часом SFP+ продовжує розвиватися. Покращення енергоефективності, розширені температурні показники та розширені можливості DOM з’являються з кожним поколінням компонентів. Форм-фактор нікуди не подінеться.

Для мережевих архітекторів і команд із закупівель, які сьогодні оцінюють варіанти трансиверів 10G, фундаментальні принципи залишаються незмінними: узгоджуйте вимоги програми (відстань, тип волокна, температурний діапазон) із відповідним варіантом модуля, перевіряйте сумісність із вашим конкретним комутатором або платформою маршрутизатора та вибирайте постачальників на основі досвіду роботи, а не політики закупівлі за-найнижчою ціною-.

Трансивери SFP+ створили глобальну телекомунікаційну інфраструктуру. Вони все ще будують.

---

Посилання на галузеві специфікації: IEEE 802.3ae, SFF-8431, SFF-8432, SFF-8472, ITU-T G.652. Сумісність продукту залежить від постачальника та версії мікропрограми.