Qsfp отличие от sfp
SFP (англ. Small Form-factor Pluggable) — промышленный стандарт модульных компактных приёмопередатчиков (трансиверов), используемых для передачи данных в телекоммуникациях. Большинство наиболее известных мировых производителей, таких, как Cisco Systems, Extreme Networks, HP, Nortel, Planet, D-Link, 3com и др., приняли SFP формат и производят оборудование в соответствии с ним.
Основной отличительной особенностью данного типа модулей является их малый, в сравнении с другими форматами, размер, что позволяет более компактно разместить их на сетевом оборудовании. Кроме того, предусмотрена возможность «горячей» замены SFP-модуля.
SFP-модули работают на скоростях выше 100 Mbps с использованием Ethernet (100 Mbps, 1 Gbps), а также SDH (155 Mbps, 622 Mbps, 1.25 Gbps, 2,488 Gbps) и FibreChannel (1, 2, 4, 8 Gbps).
Изначально модули SFP двухволоконые, имеют интерфейс с двумя разъемами типа LC для подключения оптического кабеля к модулю. Однако есть исключения: SFP WDM модули одноволоконные с разъемом типа SC. Также существуют модули с электрическим интерфейсом и разъёмом RJ45.
Существует деление SFP модулей по дальности передачи данных (550м для многомодовых; 20, 40, 80, 120, 150 км для одномодовых модулей). Все остальные дальности передачи данных, такие, как 300м и 10км, стандартом не предусмотрены и выпускаются рядом производителей исключительно для стран Варшавского Договора, являясь, по сути, теми же модулями 550м и 20км соответственно, с разницей только в маркировке.
SFP модули существуют в вариантах с различными комбинациями приёмника (RX) и передатчика (TX), что позволяет выбрать необходимую комбинацию для заданного соединения, исходя из используемого типа оптоволоконного кабеля: многомод (MM) или одномод (SM). Кроме того, модули различаются по количеству используемых волокон: одноволоконные (WDM) и двухволоконные (многомодовые, одномодовые, CWDM, DWDM).
Многомодовые SFP модули имеют раздельные приемник и передатчик фиксированной длины волны 850нм и, в силу несовершенства многомодового волокна, имеют малую дальность передачи. Такие модули, как уже писалось выше, работают с двумя многомодовыми волокнами, одно из которых используется в качестве канала для передачи данных от одного модуля к другому, другое – в качестве канала для приёма данных обратно. Для приёмо-передачи данных таких модуля соединяются крест-накрест (TX1-RX2, RX1-TX2).
SFP WDM (англ. Wavelength Division Multiplexing - спектральное уплотнение каналов) модули (они же WDMBi-Directional, или Bi-Di) имеют совмещенный приёмо-передатчик и работают в парах. Пара состоит из двух зеркальных модулей, один из которых имеет передатчик с длиной волны 1310нм и приёмник с длиной волны 1550нм. Второй, соответственно, передатчик с длиной волны 1550нм и приёмник с длиной волны 1310нм. Расстояние между двумя этими каналами составляет 240нм, что достаточно для того, чтобы различать два этих сигнала без специальных средств детектирования, и позволяет объединить эти два сигнала в одном одномодовом волокне. Поскольку волокно одно, порт приёмо-передачи тоже один, то и соединяются модули одним волокном без каких-либо проблем. Как уже писалось выше, стандартные SFPWDM модули имеют разъём типа SC.
Различные форматы данных могут передаваться одновременно и на разных скоростях, по нескольким каналам. К примеру, IP трафик, ESCONSRDF, Fibre Channel SRDF, SONET, ATM, могут одновременно передаваться по оптическому каналу. DWDM не зависит от протокола, либо формата передаваемых данных, и передающая система не влияет на передаваемые ею данные.
Для использования в 10 Gbps сетях появились новые форм-факторы модулей, одним из которых является SFP+. Причиной появления послужило желание применить выгоды формата SFP для 10-гигабитных потоков, в частности, необходимость увеличения плотности портов коммутаторов. Поскольку размеры модуля малые в сравнении с модулями других форматов (часть логики и элементов питания была вынесена из модуля на устройство-носитель), порты для модулей формата SFP/SFP+ успешно размещаются на 1 юните (1U) 19-дюймового телекоммуникационного оборудования в количестве 48 штук.
Стоит обратить внимание на то, что к оборудованию, оснащённому SFP+ портами, можно подключать и обычные SFP модули, которые будут работать так же, как и в оборудовании с оригинальными SFP портами. Обратный же процесс (установка SFP+ модулей в оборудование с SFP-портами) невозможен.
SFP+ модули функционально отличаются от SFP только скоростью работы – они работают на скоростях до 10 Gbps, причем дальность их работы ограничена 80км из-за большой дисперсии на столь высоких скоростях.
Итоги: SFP - один из самых распространенных форматов трансиверов. Бывают многомодовыми и одномодовыми, одноволоконными и двухволоконными, поддерживают технологию CWDM и DWDM. Имеют большое количество преимуществ, относительно дёшевы. Работают на скоростях 100 Mbps, 1 Gbps в сети Ethernet. Особенностью работы модулей SFP является то, что они работают ТОЛЬКО на определенных скоростях, в отличие от модулей SFP+, которые могут работать в сети Ethernet на скоростях до 10 Gbps.
SFP, small form-factor pluggable является компактным модулем с функцией горячей замены, используемым для передачи данных в телекоммуникациях. Модуль SFP может рассматриваться как обновленную версию модуля GBIC. В отличие от GBIC с оптическим интерфейсом SC, SFP имеет интерфейс LC, а размер основного корпуса SFP составляет примерно половину GBIC, что позволяет экономить пространство SFP. SFP подключает материнскую плату сетевого устройства (для маршрутизатора, коммутатора, медиаконвертера или аналогичных устройств) к оптоволоконному или медному сетевому кабелю. Тем временем, SFP является популярным отраслевым форматом, поддерживаемым многими поставщиками сетевых компонентов. Модуль SFP предназначен для поддержки SONET, Гигабитного Ethernet, Fibre Channel и других стандартов передачей.
SFP+
SFP+ представляет собой усовершенствованную версию SFP, поддерживающую скорость передачи данных макс.до 10 Гбит/с. SFP+ поддерживает 8 Гбит/с Fibre Channel, 10-гигабитный Ethernet и стандарт оптической транспортной сети OTU2. Это популярный отраслевой формат поддерживается многими поставщиками сетевых компонентов. Первоначально стандартные приложения ориентируется на 8G Fibre Channel, 10G Ethernet и 10G Fibre Channel, где электрический интерфейс к основной плате является стандартизированным последовательным интерфейсом, называя SFI. Приложения расширились, включив SONET OC-192, SDH STM-64, OTN G.709, беспроводную сеть CPRI, 16G Fibre Channel и восходящее приложение 32G Fibre Channel.
XFP
XFP появился перед SFP+. Он также является стандартизированным форм-фактором для 10 Гбит/с оптических модулей. Он не зависит от протокола и полностью соответствует следующим стандартам: 10G Ethernet, 10G Fibre Channel, SONET OC-192, SDH STM-64 и OTN G.709, поддерживающим скорость передачи битов от 9,95G до 11,3G. Модули XFP используются в передаче данных и телекоммуникационных оптических линиях связи и предлагают меньший размер и меньшую потребляемую энергию по сравнению с другими транспондерами 10 Гбит/с. Электрический интерфейс к основной плате является стандартизованным последовательным интерфейсом 10 Гбит/с, называя XFI.
QSFP/QSFP+
QSFP является коротким для (4-кнальный) quad small form-factor pluggable. Это компактный модуль с поддержкой горячей замены также используется для приложений передачи данных. QSFP+ развивается в качестве стандарта для поддержки скорости передачи данных 10 Гбит/с на SFF-8436. По сравнению с QSFP+, продукции QSFP поддерживают quad small form-factor pluggable с различной скоростью передачи данных, так что нет никакого изменения в решении продукции. В настоящее время QSFP+ постепенно заменяет QSFP и широко используется людьми, поскольку он может обеспечить более высокую пропускную способность.
CFP
CFP называется C form-factor pluggable, который соответствует соглашению MSA (multi-source agreement) для производства универсального форм-фактора для передачи высокоскоростных цифровых сигналов. C означает латинскую букву C, используемую для выражения числа 100 (centum), поскольку этот стандарт в первую очередь развивается для систем 100 Gigabit Ethernet. Он может поддерживать широкий диапазон приложений 40 и 100 Гбит/с, таких как 40G и 100G Ethernet, OC-768/STM-256, OTU3 и OTU4.
QSFP28
Модуль трансивера 100G QSFP28 представляет собой высокоплотную, высокоскоростную продукцию, предназначенную для приложений 100 Гбит/с. Он имеет одинаковый форм-фактор как модуль QSFP+. Оптическая система QSFP28 100G предлагает четыре канала высокоскоростных дифференциальных сигналов со скоростью передачи данных от 25 Гбит/с до потенциально 40 Гбит/с, и наконец удовлетворяет требования 100 Гбит/с Ethernet (4 × 25 Гбит/с) и 100 Гбит/с 4X InfiniBand усовершенствованной передачи данных (EDR). Модуль QSFP28 в последнее время типично используется для нескольких стандартах: 100GBASE-SR4, 100GBASE-LR4, 100GbASE-PSM4 и 100GBASE-CWDM4. QSFP28–100G-SR4 работает по многомодовому волокну на расстояние 100 м. В то время как 100GBASE-LR4 QSFP28 поддерживает намного более расстояние 10 км. По сравнению с форм-факторами CFP, модули QSFP28 более популярные на рынке модуля 100G.
Различия
С помощью вышеприведенных определений каждого типа модуля, вы можете иметь дальнейшее понимание о их. Теперь мы сравниваем эти модули один за другим.
- SFP vs SFP+ (SFP+ vs SFP): Короче говоря, SFP+ представляет собой обновленную версию SFP. SFP обычно поддерживает 1,25 Гбит/с до 4,25 Гбит/с, а SFP+ поддерживает скорость передачи данных макс.до 10 Гбит/с. SFP и SFP+ имеют одинаковый размер и внешний вид, но в разном стандарте, что SFP основан на IEEE802.3 и SFF-8472.
- SFP+ vs XFP (XFP vs SFP+): по сравнению с более ранними модулями XFP, модули SFP+ оставляют больше электросхем на главной плате, а не внутри модуля. Размер SFP+ меньше, чем XFP, поэтому он перемещает некоторые функции на материнскую плату, включая функцию модуляции сигнала, MAC, CDR и EDC. XFP был основан по стандарту XFP MSA, тогда как SFP+ соответствует протоколу IEEE 802.3ae, SFF-8431, SFF-8432.
- SFP+ vs QSFP+: QSFP+ имеет четырехканальные SFP+ интерфейсы, которые могут передавать данные со скоростью макс.до 40 Гби /с. И, конечно, у них разные стандарты.
- Модули CFP и QSFP+: QSFP+ (Quad Small Form-Factor Pluggable Plus) модуль предлагают клиентам широкий сорт 40 Gigabit Ethernet сетей высокой плотности. CFP — это форм-фактор модуля с функцией горячей замены трансивера, который поддерживает широкий диапазон приложений 40 Гбит/с и 100 Гбит/с, таких как 40G и 100G Ethernet.
Дополнительно (Старые, не актуальные модули)
GBIC
GigaBit Interface Converter, активно использовался в 2000-х. Самый первый промышленно стандартизованный формат модулей. Очень часто применялся при передачи через многомодовые волокна. Сейчас же практически не используется в силу своих размеров. У меня осталась одна старая циска 3500, еще без поддержки CEF, в которой можно воспользоваться данными модулями. На изображении снизу два GBIC-модуля 1000Base-LX и 1000Base-T
XENPAK
Модули, используемые преимущественно в оборудовании Cisco. Они способны работать на скорости 10 Gbits, но в нынешнее время практически не применяются и встречаются только в старых линейках маршрутизаторов. Также такие модули бывают для подключения медного провода 10GBase-CX4.
X2
Дальнейшее развитие модулей формата XENPAK. Часто в разъемы X2 можно установить модуль Twingig, в который уже можно установить два модуля SFP. Такой способ применяется в случае если оборудование не обладает портами 1GE. В продаже существуют адаптеры X2-SFP+ (XENPACK-TO-SFP+). Интересно, что такой комплект (адаптер+SFP+ модуль) выходит дешевле одного X2 модуля.
Рост трафика приводит не только к увеличению скоростей передачи, но и повышает требования к плотности портов. Общая тенденция наглядно представлена в таблице 1. Самый многочисленный объем оборудования и оптических модулей, это уровень доступа и агрегации.
Ядро сети строят сразу с запасом, так что модернизация его происходит эпизодично и потому появление новинок высокоскоростных модулей отслеживают немногие. Но информация эта нужна и важна, поэтому мы решили собрать данные о новинках в одном месте.
Скорость передачи 1/10G
- Самый безобидный этап оптимизации производства – изготовление модулей из б/у-компонентов. В целом, кроме сокращения срока эксплуатации, это ничем не грозит. Средний RMA для таких модулей до 0.1%
- Следующая категория – изготовление новых модулей из отбракованных компонентов. Такие модули успешно эксплуатируются, если не проходится использовать оборудование в режимах, приближенных к максимальным. RMA для таких модулей до 0.3%
- Далее, "оптимизация" требует отказа от выходного тестирования и использования ручной сборки. Такой вариант влечет самое большое число рисков для конечного пользователя. Кроме выхода из строя самого модуля, не редки случаи повреждения также и порта коммутатора. Обычно, это происходит из-за плохого внутреннего монтажа, что может приводить к короткому замыканию. Средний RMA 0.5%.
Наиболее дешевые модули, которые массово хлынули на рынок, совмещают в себе "оптимизацию" цены 2 и 3 этапа. В начавшейся гонке демпинга цен, приняли участие и основные игроки рынка. К "оптимизации" производства, которую мы рассмотрели ранее, серьезные производители прибегать не стали, но качество используемых компонентов снизилось. Что, в целом, сказалось на запасе "прочности" для модулей.
Скорость передачи 2.5/5G
В период с 2020 по 2022 год планируется выход на массовый рынок коммутаторов с портами 2.5G. Самыми массовыми потребителями данного сегмента станут операторы мобильной связи, которым придётся обеспечивать работу 5G-сетей. За ними потянется корпоративный сектор с коммутаторами для ЛВС и подключениями Wi-Fi-устройств стандарта 802.11ax.
Использование клиентских портов 2.5G операторами фиксированной связи в ближайшие годы будет незначительным. Переход на них стоит ожидать по мере массового распространения видео в формате 8К и 16K. Оптические модули под данный сегмент выпускаются в форм-факторе SFP. К уже существующим модулям добавятся SFP с медными портами 2.5GBASE-T с дальностью передачи до 100м. Анонсирован выход и модулей 5G, но пока ни один производитель не анонсировал оптических модулей с данной скоростью.
Скорость передачи 16G – 32G
В данной нише используется форм-фактор SFP в модификациях SFP16 и SFP28. Конструктивно они почти не отличаются от модулей 10G. И, благодаря относительной простоте технологии, "старшие" модули активно будут вытеснять своих "младших" собратьев. Уже с 2020 года появятся коммутаторы для уровня распределения, имеющие нисходящие порты на 2.5G (клиентские) и восходящие на 25G (uplink).
Также, под уровень агрегации появятся коммутаторы с нисходящими 25G-портами и восходящими на 100G. Наиболее востребована данная ниша для корпоративного сектора, операторов ЦОД и контент-провайдеров. Это, в первую очередь, подключение серверов и систем хранения данных. Возможные варианты модулей сведены в таблицу 2.
Скорость передачи 40G – 56G
Наращивать скорость передачи можно за счет увеличения частоты сигнала и способа модуляции. Современная элементная база позволяет обеспечить передачу в один поток не более 25 Гбит/с (при кодировке NRZ). Более высокие скорости уменьшают стабильность и резко увеличивают стоимость. Для решения данной проблемы было решено передавать одновременно нескольких каналов, что привело к появлению новых форм-факторов оптических модулей, таких как CFP и QSFP+ (Quad SFP+).
В настоящее время CFP 40G крайне непопулярен и практически не используется. Поэтому, рассуждая о 40G-модулях, мы будем иметь ввиду именно QSFP+. Такие модули используются в агрегации и ядре сети, для стекирования коммутаторов. Также, формат 40G популярен среди операторов ЦОД, использующих сервера с сетевыми картами 10G.
В зависимости от дальности, на которой должны работать модули, используют параллельную и частотную способы передачи.
Параллельная передача
Для передачи используют 4/8 пар волокон. Для этого применяются патчкорды MPO, которые могут иметь 8/12/24 волокон. При этом, для передачи 40/100G используется только 8, а для 400G – 16 волокон. Для совместимости оптические модули имеют MPO-разъемы формата MPO-12 или MPO-24 (рисунок 1). Схема распределения оптических волокон показана на рисунке 2.
Рисунок 1. Разъем MPO оптического модуля 40/100G
Рисунок 2. Схема распределения каналов для MPO
При выборе патчкорда следует учитывать, что он должен быть типа "мама". Для SR4 модулей используется мультимодовый, кроссовый, патчкорд с полировкой UPC. Визуально он должен иметь цвет экстрактора голубой (aqua) и цвет кабеля голубой (OM3) или фиолетовый (OM4).
Для PSM4-модулей используются одномодовые патчкорды с разъемами типа "мама" и полировкой APC. Визуально патчкорд должен иметь зеленый экстрактор и желтый кабель.
Частотная передача
Каналы передаются на разных длинах волн с использованием встроенного мультиплексора. Для передачи каналов используются длины волн 1270 - 1330 нм. Оптический модуль имеет разъем двойной LC. Для соединения используется одномодовый кабель. Возможные варианты модулей представлены таблице 3.
Среди 40G-модулей хочется обратить внимание на нижеследующие модели:
QSFP+ SR2
В предложениях поставщиков можно встретить название QSFP+ BiDi. В отличие от классического 40G-модуля, в данной модели передача происходит на скорости 20G. Для передачи используются длины волн 850/900 нм. В зависимости от производителя, длины волн могут изменяться в диапазоне от 800 до 920 нм. Структурная схема модуля представлена на рисунке ниже.
QSFP+ PSM4 (Parallel Single Mode 4)
Модуль, предназначен для разбиения 40G на 4 х 10G и передачи сигнала на расстояние до 10 км. Модуль использует четыре лазера, с длиной волны 1310 нм (+-50 нм), при этом имеет разъем MPO/APC. Данную сборку можно представить как четыре 10GBase-LR модуля в одном QSFP+ форм-факторе. Для разбиения на 10G используют одномодовый кабель MPO/APC - 8xLC.
QSFP+ ER4
Модуль использует длины волн 1270-1330 нм. Передача 40G-канала с использованием данных модулей потребует наличие двух оптических волокон. В текущий момент использование таких модулей дороже, чем организация четырех каналов 10G, на базе CWDM в нижнем диапазоне. При этом, если использовать 10G SFP+ модули, то вам потребуется только одно волокно.
QSFP28 PAM4 50G
- Совместно с QSFP56-DD, для обеспечения передачи 50G Ethernet(IEEE P802.3cd) на расстояние до 10 км:
- Для соединения двух точек на расстояние до 40 км:
Скорость передачи 100G -112G
Вообще, с появлением 100G многие столкнулись с ранее неизвестными для себя понятиями, такими как: Cogerent, OTU, CWDM4, DR, FR, PAM4 и прочими. Рассмотрим каждое понятие в отдельности.
Cogerent (Когерентный)
- Позволяет математическим способом компенсировать хроматическую дисперсию (CMD) и поляризационную дисперсию (PMD). Благодаря чему, можно не использовать внешние компенсаторы дисперсии, что существенно экономит OSNR и увеличивает дальность передачи, без необходимости в регенерации сигнала.
- Обеспечивает передаваемый сигнал механизмом коррекции ошибок (FEC). В зависимости от версии DSP, версии FEC могут изменяться. Все современные системы применяют версию SD-FEC.
DSP-модуль может устанавливаться в самом оптическом модуле (в этом случае модуль называется DCO), либо на коммутаторе (в этом случае модуль называется ACO). В настоящее время оптические модули DCO доступны в форм-факторах CFP/CFP2, ACO в форм-факторе CFP4 (CFP и CFP2 сейчас мало распространены. В основном, выпускаются Finisar).
Специально под нужды магистральных операторов был разработан стандарт ITU G.709, также известный, как OTN (Optical Transport Network - оптическая транспортная сеть). Это механизм протоколонезависимого транспорта. В котором вся информация передается в рамках контейнеров, имеющих разную скорость и упаковывающихся один в другой по принципу матрешки. Так, четыре самых маленьких контейнера OTU1 (2.5G) помещается в один OTU2 (10G). Четыре OTU2 помещаются в один OTU3, и т.д.
Кроме скорости самого потока добавляется служебная информацию и данные FEC.
Приблизительное отличие реальной скорости от OTU составляет 11%. Таким образом, скорость для оптического модуля OTU2=11,09 Гбит/с, OTU4=112 Гбит/с. Это важно понимать, когда вы подключаете свое оборудование к магистральному. Например, при соединении маршрутизатора с макспондером. Для данных соединений требуются оптические модули поддерживающие OTU4.
CWDM4
- LR4: 1295.56/1300.05/1304.58/1309.14 нм
- CWDM4(WDM4): 1270/1290/1310/1330 нм
- оптический бюджет модуля;
- низкий уровень OSNR, из-за уменьшения шага между состояниями сигнала;
- низкая устойчивость к дисперсии.
Для снижения влияния перечисленных проблем, PAM-модули используются совместно со встроенным FEC, что отрицательно сказывается на стоимости.
Параллельная передача четырех каналов на длине волны 1310 нм, аналогично модели 40G.
Данный стандарт пришел на смену 100G PSM4 и относится к третьему поколению. Благодаря использованию PAM4-модуляции, модули обеспечивают передачу 50G или 100G по одной длине волны. Стандарт передачи 100GBASE-DR обеспечивает дальность работы до 500 м. Модули рассчитаны на работу с одномодовым волокном, на длине волны 1310 нм. При этом передача четырех 100G происходит параллельно.
Модули FR предназначены для работы на расстояние до 2 км. При передаче используется PAM4-модуляция, за счет чего 50G передается всего по одной длине волны. Для передачи используются CWDM-лазеры из диапазона 1270-1330 нм.
В отличии от 40G-модулей для 100G SR2 предполагает использование четырех ОВ. По каждой паре волокон происходит передача 50G с длиной волны 1310 нм, с использованием PAM-модуляции. Основная цель данного решения - использовать существующую кабельную инфраструктуру в ЦОД.
Полный список возможных вариантов 100G-модулей представлен в таблице 4.
*При использовании совместно с EDFA
**При использовании совместно с EDFA и DCM.
Скорость передачи 200G – 400G
Ключевыми факторами для достижения подобных скоростей стало использование PAM4-модуляции и увеличение количества каналов с четырех до восьми.
Модули выпускаются в форм-факторах QSFP-DD и OSFP. Поскольку ранее таких форм-факторов не встречалось, остановимся на них более подробно.
QSFP-DD
Внешне модуль сопоставим с привычным QSFP28. Для обеспечения возможности работы с восемью каналами, контактная площадка стала длиннее и получила второй ряд контактов (показано на рисунке 3). Именно благодаря этому, модуль получил название DD (Double Density). Особенность подобного решения – в сохранении обратной совместимости. Так, в порт коммутатора QSFP-DD можно устанавливать обычные QSFP28. Наличие восьми потоков позволяет обеспечивать передачу в самых разных комбинациях: 8x25Gbe, 8x50Gbe, 4 x 100Gbe, 2 x 200Gbe, 1x400Gbe.
Рисунок 3. Форм-фактор QSFP-DD
Структурная схема устройства модуля, представлена на рисунке 4.
Рисунок 4. Структурная схема устройства модуля
Как видим, модуль принимает 8 потоков 25/50G с электрического порта. В случае необходимости выполняет преобразование для нужной скорости при помощи Gearbox. Далее происходит передача на оптический блок, который отличается в зависимости от задач.
OSFP(Octal Small Form factor Pluggable)
Модули OSFP чуть больше по размерам QSFP. Это позволяет улучшить охлаждение и повысить допустимое потребление до 15 Вт (для QSFP-DD допустимое потребление 12 Вт). Для нужд интерконнект и METRO-соединений QSFP-DD более привлекателен. За счет своей компактности и обратной совместимости с QSFP. В связи с чем, OSFP-модули широкого распространения не получат. OSFP будет набирать популярность по мере появления DCO-модулей в этом формате.
В краткосрочной перспективе (2020-2021 годы) основное развитие направления 200/400G – это interconnect (соединение двух устройств на небольшом расстоянии). При этом, важно не столько соединять два устройства на такой скорости, сколько повысить плотность портов для нужд ЦОД. Именно этим обуславливается появление таких форматов как FR и DR, обеспечивающих передачу на короткие расстояния. Поскольку в качестве конечных устройств могут выступать коммутаторы или серверы, то применяются скорости передачи: 2x100G, 4x100G, 8x25G, 8x50G. Полный список доступных сейчас вариантов приведен в таблице 5.
ассмотрим назначение каждого из стандартов:
CR8 - модули соединенные медным кабелем. Для 10/25G подобные модули назывались DAC. Основное назначение стекирование оборудование в рамках одной стойки.
DR4 - пришел на смену PSM4, предназначен для подключения оборудования 100G к портам 400G.
FR4 - соединение оборудование на коротких дистанциях на скорости 400G по SM кабелю.
SR8 - соединение оборудование на коротких дистанциях на скорости 400G по ММ, а также подключение оборудование со скоростями 50G с использование Break-out-кабеля.
2FR4 - данные модули используют для передачи четыре SM-волокна. Передача ведется на длинах волн 1270-1330 нм.
Пример подобного модуля приведен на рисунке ниже.
Обратите внимание, что для подключения используется новый тип коннектора – CS. Данные коннекторы разработаны компанией Senko и предназначены для повышения плотности портов. Как видно из представленного ниже рисунка, разъем стал не только уже, но и ниже. За счет этого стандартный QSFP форм-фактор обеспечивает подключение четырех волокон. В свою очередь, это позволяет передавать не 8 длин волн за раз, а два раза по 4. Использование четырехканального мультиплексора дает меньше оптическое затухание, что, в свою очередь, позволяет снизить требования к оптическим компонентам. Это не только делает оптические модули более дешевыми, но и снижает тепло, выделяемое модулями, что важно в условиях высокой плотности портов.
Варианты подключения низкоскоростных модулей к более скоростным
MPO - 4xLC, кабель ММ, дальности передачи до 150 м
Для подключения используется breakout-кабель. С одной стороны MPO12/UPC, с другой – 4 кабеля duplex LC. Данная схема включения очень популярна среди операторов ЦОД, а также совместно с DWDM-макспондерами, которые имеют клиентские порты QSFP+/QSFP28.
MPO - 4xLC, кабель SМ, дальность передачи до 10 км
Такая схема очень популярна у магистральных операторов, совместно с DWDM-макспондерами. Также, данная схема подходит для использования с QSFP-DD DR4-модулями, для передачи 4 х 100G.
SFP, SFP+, SFP28, QSFP+ и QSFP28 - это разные типы оптических моделей. Все они являются модулями сетевого интерфейса с возможностью горячей замены для подключения коммутаторов и других сетевых устройств (таких как серверы или медиаконвертеры) для передачи данных. Итак, в чем разница между SFP и SFP+, SFP28 и SFP+, QSFP и QSFP28? Совместим ли QSFP28 с QSFP+? Могу ли я использовать SFP28 модуль в портах SFP+? Эта статья даст объяснение.
Введение в типы модулей
Прежде чем прояснить различия между SFP и SFP+, SFP28 и SFP+ или QSFP и QSFP28 необходимо узнать, что такое SFP, SFP+, SFP28, QSFP и QSFP28.
SFP (small form-factor pluggable) может рассматривать как обновленную версию GBIC (Gigabit interface converter). Его объем составляет 1/2 от модуля GBIC, что значительно увеличивает плотность портов сетевых устройств. А скорость передачи данных SFP колеблется от 100 Мбит/с до 4 Гбит/с.
SFP+ (small form-factor pluggable plus) - это расширенная версия SFP, поддерживающая 8 Гбит/с Fibre Channel, 10 Gigabit Ethernet и стандарт оптической транспортной сети OTU2. SFP+ также предлагает прямое подключение для соединения двух портов SFP+ без дополнительных оптических модулей, включая DAC (Direct Attach Cable) и AOC (Active Optical Cable), которые являются довольно блестящими решениями для прямого соединения на коротком расстоянии между двумя соседними коммутаторами.
SFP28
SFP28 (small form-factor pluggable 28) - это расширенная версия SFP+. SFP28 и SFP+ имеют одинаковый размер, но SFP28 поддерживает 25 Гбит/с на одном канале. SFP28 предоставляет новый метод обновления сети: 10G-25G-40G-100G, который представляет собой энергосберегающее решение для удовлетворения растущих потребностей сетей центров обработки данных следующего поколения.
QSFP+ — промышленный стандарт модульных компактных сетевых трансиверов, применяющихся в высокоскоростных сетях передачи данных. это эволюция QSFP (quad small form-factor pluggable). QSFP может переносить 4 канала одновременно, и каждый канал может обрабатывать скорость передачи данных 1 Гбит/с, поэтому он называется Quad SFP. В отличие от QSFP, QSFP+ поддерживает четыре канала 10 Гбит/с. И эти 4 канала могут быть объединены в канал 40 Gigabit Ethernet. QSFP+ может заменить 4 стандартных SFP+ модулей, которые могут улучшить плотность портов и снизить общую стоимость системы по сравнению с традиционными SFP+ продуктами.
QSFP28
QSFP28 (quad small form-factor pluggable 28) – это эффективное решение для организации высокоскоростных соединений, который предназначен для приложений 100G. Он предлагает высокую скорость передачи, компактные габариты и высокую плотность портов в рамках 1 Rack Unit. Он обеспечивает четыре канала высокоскоростных дифференциальных сигналов со скоростями передачи данных от 25 Гбит/с до потенциально 40 Гбит/с для удовлетворения требований 100 Гбит/с Ethernet (4×25 Гбит/с) и 100 Гбит/с 4X InfiniBand Enhanced Data Rate (EDR). Обратите внимание, что QSFP28 может выполнять breakout подключение 4x25G и 2x50G или 1x100G в зависимости от используемого типа модуля.
Сравнение SFP vs SFP+ vs SFP28 vs QSFP+ vs QSFP28
После выяснения, что такое SFP/SFP+/SFP28/QSFP+/QSFP28, следующая часть даст подробное сравнение SFP vs SFP+, SFP28 vs SFP+, QSFP vs QSFP28 и SFP28 vs QSFP28.
SFP vs SFP+: одинаковый размер с различной скоростью и совместимостью
SFP и SFP+ модули практически идентичны по размеру и внешнему виду. Это позволяет производителю оборудования повторно использовать существующие физические схемы SFP для коммутаторов с портами SFP+. Что касается разницы, то очевидным является то, что они поддерживают разные скорости передачи, SFP - до 4 Гбит/с, а SFP+ - 10 Гбит/с. Кроме того, они соответствуют различным спецификациям. SFP основан на протоколе SFF-8472, а SFP+ соответствует SFF-8431 и SFF-8432. С точки зрения совместимости порты SFP+ часто принимают SFP модуль с пониженной скоростью 1 Гбит/с. А SFP+ модуль нельзя подключить к порту SFP, в противном случае продукт или порт могут быть повреждены.
SFP28 vs SFP+: можно ли использовать SFP28 модуль в портах SFP+?
Да, можно. Из вышесказанного ясно, что SFP28 является обновленной версией SFP+, которую SFP28 был модернизирован для обработки 25 Гбит/с на линию. Они используют одинаковый форм-фактор, а расположение контактов разъемов SFP28 и SFP+ совместимо с разъемами. Таким образом, SFP28 будет работать с SFP+ модулями с пониженной скоростью 10 Гбит/с. Если порт можно настроить для передачи 10G, SFP+ модуль может нормально работать с портом SFP28 на коммутаторе, в противном случае SFP+ модуль не будет работать. Что касается медного кабеля, SFP28 медный кабель обладает значительно большей пропускной способностью и меньшими потерями по сравнению с версией SFP+.
SFP28 vs QSFP28: работа по разным принципам
QSFP+ vs QSFP28: разные скорости для разных целей
Заключение
SFP vs SFP+, SFP28 vs SFP+, and QSFP+ vs QSFP28, все их различия в различных типах модулей были четко изложены в этой статье. Хотя некоторые из них имеют одинаковую конструкцию, они предназначены для разных скоростей передачи данных. Из сравнения видно, что основной движущей силой развития оптических модулей является необходимость достижения более высоких скоростей полосы пропускания с меньшими форм-факторами. Например, QSFP28 предлагает большую пропускную способность, чем QSFP+ в том же форм-факторе. Для получения дополнительной информации об упаковке модулей. Если вы хотите узнать больше о упаковке модуля, вы можете обратиться к статье Оптический SFP: что это такое и как его выбрать?.
Читайте также: