Что такое порты sfp и qsfp коммутаторов?

Что такое SFP (SFP+) модули?

SFP ( SFP+) модуль представляет собой миниатюрный узел в металлическом корпусе, с одной стороны имеющий контакты для подсоединения к главному устройству (маршрутизатору, коммутатору), а с другой — разъемы для подсоединения оптического кабеля (реже — витой пары), которые до использования закрыты пластиковой заглушкой.

SFP и SFP+ модули были разработаны в качестве ответа на разнообразие видов оптических кабеля. Вместо того, чтобы создавать линейки коммутаторов, маршрутизаторов и т. д., оснащенных различными разъемами для разных видов оптического кабеля/коннекторов/ расстояний, производители добавляют в устройства порты, а вернее сказать — пустые слоты, «шахты» под SFP-модули. Администратору сети остается только подобрать правильный тип оптического трансивера и вставить его в слот, создав таким образом оптический (или медный) порт нужного стандарта.

Большинство видов SFP и SFP+ имеют практически одинаковый форм-фактор: идентичные размеры, похожую конструкцию, материал корпуса у обоих типов — металл.

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+.

Обратная манипуляция — вставить модуль SFP+ в разъем для SFP — невозможна.

Наличие порта для SFP-модулей в концевых маршрутизаторах или коммутаторах позволяет:

подключить сегмент локальной сети, удаленный на расстояние более 100 м, максимальных для медного кабеля, оптическим кабелем без применения промежуточных усилителей;
подключиться к провайдеру оптического интернета без использования абонентского PON-модема;
при необходимости осуществлять «горячую» замену сбойных модулей — они все ее поддерживают;
при необходимости увеличивать пропускную способность канала или его дальность путем использования более «скоростного» кабеля и соответствующих модулей.

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.

Оптические модули являются активным оптоволоконным оборудованием — они потребляют электроэнергию и выделяют тепло. Это нужно учитывать, если вы собираетесь использовать под SFP модули в коммутаторе/маршрутизаторе большое количество слотов.

Большинство современных модулей поддерживают функцию цифрового контроля качества связи – DDM, Digital Diagnostics Monitoring, или DOM, Digital Optics Monitoring, позволяющие диагностировать повреждения кабеля и сбои модулей. Определить, есть ли такая поддержка часто можно уже по маркировке трансивера — в ней присутствует буква d.

Мониторинг параметров работы SFP трансиверов

Все современные SFP модули оснащены системой DDM (Digital Diagnostic Monitoring). Система цифрового мониторинга в реальном времени показывает значения: уровня оптических приёма и передачи, подаваемого на модуль напряжения, температуры и тока смещения лазера. Кроме текущего значения, в системе так же отображаются пороговые значения каждого из параметров. Эти значения записаны в трансивере и индивидуальны для каждого типа трансиверов.

Рассмотрим подробнее каждый из этих параметров DDM:

Уровень сигнала Tx – данный параметр сообщает мощность излучения лазера. Если значение этого параметра ниже или выше допустимого, значит трансивер неисправен.
Уровень сигнала Rx – пожалуй самый востребованный параметр. Если текущее значение ниже порога чувствительности, в канале начнут возникать ошибки. Чем ниже уровень принимаемого сигнала, тем больше ошибок будет появляться при передаче. Необходимо знать, что «дальнобойные» трансиверы (80 км и более) оснащаются APD приёмниками, их особенность в том, что при превышении уровня допустимого сигнала приёмник может выйти из строя. Поэтому такие трансиверы нельзя устанавливать на короткие линии с маленьким затуханием.
Напряжение – нормальное значение для любого SFP / SFP+ составит около 3.3В
Температура – перегрев модуля может вызывать ошибки на приёме, а так же сокращает ресурс модуля.
Ток смещения BIAS – редко используемый параметр, отражает состояние лазера. Значения близкие к пороговым, означают о возможной неисправности, либо сообщают о скором выходе из строя.

Эволюция и развитие QSFP

QSFP первого поколения

Самый ранний стандарт QSFP появился в 2006 году, он представил характеристики небольшого размера и высокой плотности соединения. QSFP первого поколения поддерживает 4-канальную передачу, скорость каждого канала обычно составляет 10 Гбит/с, что подходит для соединения центра обработки данных и подключения к серверу. Его появление открыло новую эру высокоскоростной передачи данных.

QSFP + (Quad Small Form-Factor Pluggable Plus)

С ростом центров обработки данных также увеличился спрос на более высокие скорости передачи. QSFP+ как обновление QSFP первого поколения поддерживает скорость передачи 40 Гбит/с. Небольшой размер и возможность горячей замены делают QSFP+ идеальным выбором для соединений высокой плотности между коммутаторами, серверами и устройствами хранения данных в центрах обработки данных. В то же время QSFP+ также широко используется в 10G Ethernet и других областях.

QSFP28

С наступлением цифровой эпохи потребность в скорости передачи становится все более острой. Стандарт QSFP28, выпущенный в 2016 году, поддерживает скорость передачи 100 Гбит/с на канал, что делает высокоскоростное соединение в центрах обработки данных более эффективным. Появление модулей QSFP28 позволяет повысить производительность крупномасштабной обработки данных, облачных вычислений и суперкомпьютеров и других областей.

QSFP-DD (двойная плотность)

Постоянное расширение центров обработки данных затрудняет плотность портов подключения. Стандарт QSFP-DD обеспечивает двойную плотность портов на основе размера QSFP, поддерживая скорости передачи 200 Гбит/с и 400 Гбит/с. Эта высокая степень гибкости делает QSFP-DD более важным для высокоскоростного соединения в крупных центрах обработки данных, обеспечивая мощную поддержку высокопроизводительных вычислений и крупномасштабной обработки данных.

OSFP (восьмеричный подключаемый модуль малого форм-фактора)

В дополнение к QSFP-DD существует еще один родственный стандарт OSFP, который также предназначен для высокоскоростной передачи. OSFP поддерживает скорости передачи 400 Гбит/с и 800 Гбит/с и сравнивается с QSFP-DD

Хотя OSFP может иметь некоторые преимущества в некоторых аспектах, QSFP-DD по-прежнему занимает важное место на рынке

Порт и канал

Одной из характеристик модулей QSFP является их многоканальная конструкция. Типичные модули QSFP поддерживают 4 канала, а благодаря многоканальной конструкции они могут обеспечить передачу с высокой пропускной способностью при относительно небольшом размере. Кроме того, с развитием стандартов некоторые модули также обеспечивают 8-канальную передачу, что еще больше увеличивает плотность портов и пропускную способность.

Скорость передачи и расстояние передачи

Различные типы модулей QSFP поддерживают разные скорости передачи. Различные скорости от 10 Гбит/с до 400 Гбит/с могут соответствовать потребностям различных сценариев. В то же время на расстояние передачи также влияют такие факторы, как тип волокна, тип модуля и т. д. Для соединений на короткие расстояния обычно используется многомодовое волокно, а для соединений на большие расстояния требуется одномодовое волокно.

Тип оптического модуля

В зависимости от расстояния передачи и использования модули QSFP делятся на несколько типов. Модули SR (Short Range) подходят для соединений на короткие расстояния, модули LR (Long Range) подходят для передачи на средние расстояния, а модули ER (Extended Range) и ZR (ZR (Zero Dispersion Range)) подходят для передачи на большие расстояния. Это разнообразие позволяет QSFP соответствовать различным сценариям приложений.

Дополнительные возможности

В дополнение к высокоскоростной передаче модули QSFP также имеют некоторые встроенные дополнительные функции. Функция горячей замены делает замену модуля более удобной, а функция цифрового диагностического мониторинга может помочь администраторам контролировать производительность и состояние модуля в режиме реального времени. тем самым выполняя обслуживание сети и устранение неполадок.

Совместимость SFP модулей

Говоря про совместимость SFP трансиверов, подразумеваются два основных фактора:

Совместимость SFP модулей с сетевым оборудованием (коммутаторы, маршрутизаторы, транспондеры и т.д.);
Совместимость приемо-передатчиков с ответной частью (трансиверами на другой стороне линии).

При проверке совместимости трансиверов с сетевым оборудованием первое на что необходимо обратить свое внимание – это список поддерживаемых оборудованием трансиверов. Данный список уникален для каждой модели сетевого оборудования и может варьироваться в зависимости от версии операционной системы

Так же подробный список поддерживаемых трансиверов можно узнать из технической спецификации на оборудования, которая доступна на сайте производителя или приложена в комплекте с устройством.

Кроме списка совместимости, необходимо учитывать «специфичность» прошивок трансиверов каждого производителя. В стандарте MSA SFF-8472 напрямую указывается на специально выделенные области в прошивки для «специальной» информации производителя – Vendor Specific, которые могут использоваться по усмотрению производителя. Данная информация весьма специфична и знания по данному вопросу можно подчерпнуть из специализированных ресурсов или форумов.

После определения совместимости трансивера с сетевым оборудованием, необходимо удостовериться в совместимости выбранного SFP модуля с ответной частью.

Отдельно отметим, что совместимы, не только SFP модули разных производителей, но и подходящие друг другу по техническим характеристикам трансиверы разных форм-факторов, например:

Коротко о совместимости разных типов SFP и SFP+

Производитель выпускает SFP и SFP+ трансиверы обычно в парах, которые совместимы между собой. Поэтому оптимальный вариант — ставить такие парные модули на обоих концах кабеля.

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.

Вопрос, требующий рассмотрения в отдельной публикации — это совместимость модулей формата CWDM/DWDM. Благодаря широкополосному приемнику здесь возможны различные варианты компоновки модулей.

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.

← LanTorg переезжает!

Из жизни сервиса →

Типы оптических SFP

Оптический SFP бывает разных типов на основе различных стандартов классификации. Существуют одномодовый SFP модуль и многомодовый модуль SFP в зависимости от типа кабеля, что позволяет пользователям выбирать подходящий модуль в соответствии с требуемым оптическим диапазоном для сети. Скорость передачи SFP модуля составляет от 100 Мбит/с до 4 Гбит/с и более. Рабочее расстояние этих оптических SFP может составлять от 500 метров до 100 километров. Модуль CWDM SFP и модули DWDM SFP также доступны для линий связи WDM. Кроме того, оптический SFP с интерфейсом RJ-45 позволяет осуществлять обмен данными по сетевым кабелям на витой паре. Вот простая классификация оптических SFP. В следующей таблице представлена простая классификация оптических SFP.

Типы SFP	Тип модуля	Разъём	Расстояние	Скорость передачи
Оптический SFP	SX, MX, LX, EX, ZX, EZX, BX	LC Duplex	100m-160км по MMF или SMF	100Мбит/с/ 1000Мбит/с
CWDM/DWDM SFP	LC Duplex	10km-120км по SMF
SFP с интерфейсом RJ-45	1000BASE-T	RJ45	100м по медному кабелю витой парой	1000Мбит/с
10/100BASE-T	RJ45	100м по медному кабелю витой парой	100Мбит/с
10/100/1000BASE-T	RJ45	100м по медному кабелю витой парой	1000Мбит/с

Обычно порты SFP находятся в Ethernet коммутаторах, маршрутизаторах, межсетевых экранах и сетевых картах. Оптические SFP подключают сетевое устройство к оптическому или медному сетевому кабелю, например Cat5e. И другие типы оптических SFP, такие как 3G видео SFP, 12G видео SFP, также используются в камерах HD или системах мониторинга.

Как выбрать трансивер SFP

Чтобы выбрать приемопередатчик SFP, мы должны учитывать несколько аспектов, иначе мы можем не получить максимальную отдачу от его производительности, и даже напрямую он может даже работать неправильно

Поэтому мы должны обратить особое внимание на следующее

Скорость

Следует иметь в виду одну очень важную вещь: поставщики сетевого оборудования предлагают свои собственные версии приемопередатчиков SFP, а это означает, что у вас будет множество вариантов. В этом аспекте одной из самых важных вещей, которые мы должны сделать, является классификация между SFP, SFP+ и QSFP/QSFP+. Как мы увидим ниже, эти номенклатуры тесно связаны со скоростью:

SFP: они обеспечивают скорость 1Gbps Full Duplex, то есть являются типичными гигабитными сетями. Эти типы портов широко используются управляемыми коммутаторами и даже управляемыми коммутаторами, предназначенными для небольших офисов.
SFP+: Обеспечивают скорость 10Gbps Full Duplex, то есть являются типичными сетями 10G. Эти порты находятся на подъеме из-за мультигигабитных сетей со стандартом NBASE-T, таким образом, мы сможем соединить несколько коммутаторов через SFP+, чтобы не было узких мест или чрезмерного превышения подписки.
QSFP28: обеспечивает скорость 25 Гбит/с в полнодуплексном режиме, этот тип приемопередатчика предназначен для центров обработки данных и малых и средних компаний.
QSFP+: Обеспечивает скорость 40 Гбит/с Full Duplex, они ориентированы на центры обработки данных и средние и крупные компании.
QSFP28: они самые быстрые, они обеспечивают скорость 100 Гбит/с в полнодуплексном режиме.

Перед покупкой приемопередатчика SFP мы должны знать, какой тип SFP использует коммутатор или маршрутизатор, чтобы они имели одинаковую скорость. Как правило, коммутаторы, которые поддерживают SFP+ (например), также поддерживают SFP, однако мы должны посмотреть на это в технических характеристиках, чтобы убедиться на 100%, но нет особого смысла использовать SFP, когда порт поддерживает SFP+, потому что логически скорость, которую мы достигнем, будет равна скорости SFP, которая составляет 1 Гбит/с вместо 10 Гбит/с.

Тип оптоволокна для использования

В трансиверах SFP обычно используется одномодовое или многомодовое оптическое волокно, в зависимости от трансивера нам придется использовать одно или другое. Чтобы узнать, какой из них нам следует использовать, нам нужно перейти к техническим характеристикам конкретного трансивера SFP. Обычно используется многомодовое оптоволокно (многомодовое), потому что оно дешевле, если только вам не нужно прокладывать оптоволоконный кабель на несколько километров, в этом случае вам придется использовать одномодовое оптоволокно, потому что у нас будет большее расстояние.

Разъем в обоих случаях всегда будет дуплексным LC, у нас будет два кабеля, один для отправки данных, а другой для приема данных. Всю эту информацию можно найти в технических характеристиках, далее у вас есть скриншот двух трансиверов от производителя D-Link, конкретно DEM-431XT и DEM-432XT, оба SFP+ поэтому мы можем получить скорость 10Gbps Full- Дуплекс:

Поэтому мы должны смотреть не только на скорость, но и на то, одномодовое оно или многомодовое, и даже на размер волокон, которые также определены в листе технических характеристик.

SFP к порту RJ-45

Сегодня существуют приемопередатчики SFP и SFP+, которые преобразуют сигнал в порт RJ-45 для подключения сетевого кабеля Ethernet. Давайте представим, что у нас есть коммутатор с 2 портами 10GBASE-T и двумя другими портами SFP+, но мы хотим подключить сервер NAS к одному из этих портов SFP+. У нас есть два варианта: мы покупаем карту SFP+ для NAS, два трансивера SFP+ и оптоволокно или покупаем трансивер RJ-45 и подключаем обычный сетевой кабель Cat 7 или Cat 8. Эти типы устройств действительно полезны для таких сценариев, когда у нас недостаточно портов 10GBASE-T, которые нам нужны.

В этих случаях нам просто нужно убедиться в скорости, тип волокна не имеет значения, потому что оптоволокно на самом деле не будет использоваться. Если мы покупаем SFP, то мы должны иметь в виду, что у нас будет сеть Gigabit Ethernet, а если мы покупаем SFP+, мы должны иметь в виду, что у нас будет высокоскоростная 10-гигабитная сеть, поэтому оборудование также должно поддерживать (они должна быть сеть 10G).

Модуль SFP или оптический трансивер

В этой статье я продолжу обзор устройств, которые используются на оптических линиях. Мы уже рассмотрели медиаконвертеры, а сегодня наш герой — SFP модуль. Аббревиатура расшифровывается как «Small Form-factor Pluggable». Техническое наименование — оптический трансивер (от английского Transceiver) или приёмо-передающее устройство. Внешне — это узкий компактный продолговатый предмет, размерами немногим больше флешки. С одной стороны у него оптический порт (одно- или двухволоконный), а с другой — разъем, которым он вставляется в SFP порт коммутатора или маршрутизатора. Выглядит этот порт вот так:

Основное назначение модуля SFP — преобразование сигнала из электрического в оптический и обратно для передачи по ВОЛС. По своей роли — это тот же медиаконвертер, только значительно более компактный и не требующий дополнительного блока питания.

В отличие от медика, оптические трансиверы являются технически более продвинутыми устройствами. Они выпускаются под более широкий спектр оптических линий по длине, параметрам и используемым волокнам. К тому же, многие фирменные модули (Cisco, например, или Juniper) отображают параметры сигнала и позволяют вести мониторинг оптоволоконной линии. А вот у более дешевых экземпляров типа Opticin, Giganet, Newnets или недорогих безымянных китайских поделках эта возможность отсутствует.

Выбор и использование SFP модулей

Подбор необходимых трансиверов начинается с их форм-фактора, он зависит от порта маршрутизатора или коммутатора и от скорости передачи канала, который необходимо организовать. В данной статье мы рассмотрим, как правильно выбрать SFP модули, поговорим о совместимости и нюансах эксплуатацию.

Съемный трансивер форм-фактора SFP (Small Form factor Pluggable), представляет собой компактное устройство в металлическом корпусе. Модули SFP поддерживают передачу данных на скоростях от 100 Мбит/с до 4.25 Гбит/с, а именно:

100 Мбит/с – FastEthrnet;
155 Мбит/с – STM-1;
622 Мбит/с – STM-4;
1,06 Гбит/с – 1 Gigabit Fiber Channel;
1,25 Гбит/с – GigabitEthernet;
2,125 Гбит/с – 2 Gigabit Fiber Channel;
2,5 Гбит/с – STM-16;
4,25 Гбит/с – 4 Gigabit Fiber Channel.

После определения скорости передачи и протокола передачи, необходимо определиться с технологией передачи (тип волокна, количество свободных волокон, протяженность оптической трассы). По технологии передачи трансиверы SFP можно разделить на следующие типы:

Двухволоконные SFP трансиверы – используются для организации связи по двум волокнам многомодовым или одномодовым, одно из которых задействовано для передачи, второе для приема оптических сигналов;
Одноволоконные (WDM, BiDirectional) SFP модули – используются для организации каналов передачи данных по одному одномодовому волокну, принимаемый (Rx) и передаваемый (Tx) оптические сигналы передаются в разных направлениях и имеют отличную друг от друга длину волны;
CWDM SFP модули – это оптические трансиверы рассчитанные для формирования оптических сигналов в спектрального уплотнения CWDM. Визуально CWDM SFP ничем не отличаются от двухволоконных аналогов, но за счет специально настроенных передатчиков – лазеров и CWDM мультиплексоров позволяют создавать многоканальные системы передачи в рамках одного или нескольких одномодовых волокон;
DWDM SFP трансиверы – оптические модули используемые в системах спектрального уплотнения DWDM, позволяющие создавать протяженное и многоканальные системы передачи в рамках одного или нескольких одномодовых волокон.

Приведем несколько примеров для иллюстрации. В пределах серверной или здания, чаще всего используется пара волокон. Для подобного подключения подойдут двухволоконные SFP модули SX / LX, на оба конца линии устанавливается два одинаковых модуля.

Для соединения площадок внутри города, целесообразнее использовать одноволоконные WDM модули. Они незначительно дороже двухволоконных, но помогут эффективнее использовать ёмкость существующих кабельных линий. Особенностью данного вида трансиверов является работа на разных длинах волн. На одном конце линии устанавливается модуль, который передаёт информацию на волне 1310 нм и принимает на волне 1550 нм. На другой стороне используется обратный модуль, с передачей на волне 1550 нм и приёмом сигнала на 1310 нм. Такие длины волн для передачи используют оптические трансиверы WDM SFP LX, дальностью до 40 км. Для передачи сигнала на расстояние 80 км и более используются модули WDM SFP ZX с длинами волн передачи 1490/1550 нм.

В городских Metro сетях, часто встречается нехватка свободных волокон, поэтому вполне возможно на волокне уже используется система уплотнения CWDM или DWDM. Тогда необходимо выяснить какие длины волн «свободны» (не задействованы на данный момент для передачи) и какие трансиверы используются. Останется только проверить показаниям системы DDM и убедиться в том, что модулей с аналогичным оптическим бюджетом будет достаточно.

Что такое порт SFP на гигабитном коммутаторе?

Порт SFP разработан для использования с разъемами малого форм-фактора (small form factor, SFF) и предлагает высокую скорость и физическую компактность. Он позволяет гигабитному коммутатору разрешить оптические или медные линии связи, вставив соответствующий модуль SFP (оптический SFP или медный SFP). Независимо от оптического порта или линии связи электрического порта, единственное различие — физический уровень (средства). Когда порт SFP вставлен в 1G SFP с электрическим портом, для передачи данных необходимо использовать сетевой кабель (кабель Cat5e/Cat6/Cat7)

Принимая во внимание, что, когда порт SFP подключен к гигабитному SFP с оптическим портом, оптические патч-корды (оптоволокно LC) должны поддерживать оптоволоконные соединения. Таким образом, модуль SFP RJ45 обычно используется для uplink на короткие расстояния для соединения между все-SFP коммутатором распределения, и медным edge коммутатором, а модуль SFP чаще всего используется для высокоскоростного оптоволоконного uplink на большие расстояния

Чтобы проиллюстрировать порты SFP на гигабитном коммутаторе, принимая FS S3900-24F4S коммутатор с SFP портом в качестве примера:

S3900-24F4S гигабитный коммутатор 24 порта предназначен для удовлетворения спроса на экономичный гигабитный доступ или агрегацию для корпоративных сетей и клиентов операторов. Он оснащен консольным портом, 4*1GE Combo портами, 20*1Gb SFP портами и 4*10GE SFP+ портами. Среди этих портов, порты SFP позволяют этому гигабитному коммутатору подключаться к широкому разнообразию оптоволоконных кабелей и кабелей Ethernet, чтобы расширить функциональность коммутации по всей сети. Стоит отметить, что этот коммутатор включает 4 комбинированных порта SFP/RJ45, так что пользователи могут использовать либо порт SFP, либо порт RJ45 одновременно для соединений на короткие расстояния..

Что такое combo порт SFP?

Комбинированный порт — это единый интерфейс с двумя интерфейсами — порт RJ45 или порт SFP, поэтому он поддерживает как медные, так и оптические соединения SFP. Другими словами, это составной порт, который может поддерживать два разных физических, поделиться одну и ту же коммутационную матрицу и номер порта. Но эти два разных физических порта нельзя использовать одновременно. Каждый двойной combo порт представляет собой единый интерфейс, который предлагает на выбор два соединения: соединение RJ-45 для медного Ethernet кабеля и соединение SFP для оптоволоконного кабеля. Например, если используется combo порт SFP, соответствующий медный порт автоматически отключается, и наоборот. На следующем рисунке показаны 4*1GE combo порты FS S3900-24F4S SFP стекируемого коммутатора.

Что такое uplink порт SFP?

Порт uplink — это порт, на котором передают и принимают наоборот, который предназначен для подключения внутреннего коммутатора со стандартным прямым кабелем вместо перекрестного. Таким образом, порт uplink может подключаться к обычному порту другого устройства. Подключение порта uplink одного коммутатора к стандартному порту другого коммутатора может помочь расширить размер сети. Большинство коммутаторов для предприятия на рынке содержат 24 RJ45 порта с 2 выделенными портами SFP для uplink или 48 медных портов с 2 или 4 выделенными портами SFP uplink. Каждый uplink SFP порт имеет два индикатора, которые показывают активность и состояние этого порта. FS.com также предоставляет эти uplink SFP порты на 8-портовых и 24-портовых гигабитных PoE коммутаторах для скорости передачи данных 1 гигабит в секунду.

Особенности SFP поддержки различных типов оптики

Многие читатели знакомы с SFP трансиверами для двухволоконных патчкордов. Такие трансиверы имеют интерфейс с двумя разъёмами типа LC для подключения оптического кабеля к модулю.

Однако есть и другие модели трансиверов, например, SFP WDM, и разумеется, трансиверы с разъёмом RJ45, о которых шла речь выше.

Существует классификация SFP модулей по доступному расстоянию для передачи данных:

550 м — для многомодовых;
20, 40, 80, 120, 150 км для одномодовых модулей.

Выпускаются SFP модули нескольких стандартов с различными комбинациями приёмника (RX) и передатчика (TX).

Такой подход даёт возможность выбрать необходимую комбинацию для заданного соединения, исходя из используемого типа оптоволоконного кабеля: многомодовое (MM) или одномодовое (SM).

Помимо деления по типу оптоволокна, есть разделение по количеству используемых волокон. Есть SFP модули для парных оптических проводников: многомодовые и одномодовые.

Существуют и одноволоконные модули: WDM, а также CWDM и DWDM.

SFP модули для многомодовых патчкордов используют раздельные приёмник и передатчик фиксированной длины волны 850нм (собственно, для этого и нужно два оптических проводника в одном патчкорде).

В таких патчкордах используется крестообразное соединение от передатчика к приёмнику. (TX1\ RX2, RX1\ TX2).

Преимуществом многомодового оптоволокна является невосприимчивость к изгибам (до определённого разумного предела), что позволяет использовать, например, при монтаже стоечного оборудования, когда излишки длины патчкорда можно убрать в органайзер.

Как было уже указано выше, ограничением для многомодового оптоволокна является сравнительно небольшая длина (до 550м).

SFP модули для парных одномодовых соединений имеют раздельные приёмник и передатчик фиксированной длины волны либо 1310нм, либо 1550нм. Подключение делается по той же крестообразной схеме. Применение одномодовых SFP модулей делает возможным передачу данных на расстояния до 120км.

Однако не во всех случаях можно использовать парные оптоволоконные кабели. В некоторых случаях гораздо удобнее передавать сигнал в обе стороны по одному оптическому световоду.

SFP WDM — сокращение от Wavelength Division Multiplexing (спектральное уплотнение каналов). В данном случае модули (они же WDM Bi‑Directional, или Bi‑Di) используют совмещённый приёмопередатчик и работают в парах. Пара состоит из двух модулей с разной длиной волны: 1310нм и 1550нм.

В первом случае используется передатчик с длиной волны 1550нм и приёмник с длиной волны 1310нм.

Во втором случае: наоборот, передатчик с длиной волны 1310нм и приёмник с длиной волны 1550нм.

Расстояние между двумя этими каналами составляет 240нм, что достаточно для того, чтобы различать эти два сигнала без специальных средств детектирования, и позволяет объединить эти два сигнала в одном световоде.

Благодаря совмещению каналов для соединения таких модулей нужна только одна оптоволоконная жила. Стандартные SFP WDM модули имеют разъём типа SC для одножильного соединения.

SFP CWDM — Coarse WDM — что дословно значит «грубый» WDM — это более поздняя реализация WDM с раздельными приёмником и передатчиком. SFPCWDM отличаются, в первую очередь, диапазоном каналов передачи, который варьируется от 1270нм до 1610нм:

2 дополнительных канала 1270нм и 1290нм;

16 основных (1310нм — 1610нм с шагом 20нм).

Данные модули имеют широкополосный приёмник, что позволяет 2 модулям с любыми длинами волн передачи работать в паре. Но для работы в паре такие модули использовать нерационально, более оптимально использовать 16 каналов с разными длинами волн, подключёнными к мультиплексору. Мультиплексор «собирает» свет разных длин волн, который излучают передатчики модулей, «объединяет» собранное в единый световой пучок и направляет по единственному одномодовому волокну далее. При приёме данных производится обратная процедура.

Рассказывая о кабелях и стандартах, стоит также упомянуть 10 гигабитный Direct Attached Cable (DAC) SFP+, работающий по стандарту 10GBASE и совместимый со стандартами 10G Ethernet, 8/10G Fibre Channel. Такие кабели стоят относительно недорого и чаще всего применяются на небольших расстояниях, например, для подключения СХД, серверов и других устройств к скоростной сети.

Рисунок 5. DAC10G-3M кабель Direct Attach

Мониторинг рабочих параметров SFP (DDM)

Для контроля рабочих параметров в модулях SFP, как и в трансиверах других форм-факторов, используется цифровая система контроля — DDM. Цифровой диагностический мониторинг сокращенно DDM, функция цифрового мониторинга рабочих параметров приемопередатчиков SFP, SFP + и XFP. Это позволяет отслеживать в реальном времени рабочие параметры приемопередатчика, такие как: приложенное напряжение, температура приемопередатчика, ток смещения лазера и оптическая мощность на выходе TX, полученная оптическая мощность RX.

Структура и работа этой системы описаны в спецификации SFF-8472. Более подробное описание DDM можно найти здесь.