SFP-lähetin-vastaanottimet toimivat kytkimissä

 

Erityyppiset SFP-lähetin-vastaanottimet vaihtelevat nopeuden, kuitutyypin, lähetysetäisyyden, aallonpituustekniikan ja ympäristön sietokyvyn mukaan. Tavalliset 1G SFP -moduulit käsittelevät gigabitin yhteyksiä, kun taas SFP+ saavuttaa 10 Gbps ja SFP28 25 Gbps nopeudet. Kussakin luokassa SFP-lähetin-vastaanottimien tyypit eroavat sen mukaan, käyttävätkö ne yksi- vai monimuotokuitua, kuparikaapelointia vai erikoistekniikoita, kuten BiDi:tä, jotka lähettävät kaksisuuntaisesti yhdessä kuitunauhassa.

Näiden erojen ymmärtäminen on tärkeää, koska kytkimen suorituskyky riippuu täysin moduulien valinnasta, jotka vastaavat kaapeliinfrastruktuuria, etäisyysvaatimuksia ja ympäristöolosuhteita. Palvelinkeskus saattaa tarvita kaupallisia -luokan monimuotomoduuleja lyhyitä teline----telinelinkkejä varten, kun taas ulkokäyttöön asennettavat tietoliikenneasennukset vaativat teollisia-single{5}}-muotoisia lähetin-vastaanottimia, jotka on mitoitettu kestämään äärimmäisiä lämpötiloja. Tässä oppaassa tarkastellaan tärkeimpiä SFP-lähetin-vastaanottimia ja niiden integrointia verkkokytkimiin.

 

 

Luokittelu tiedonsiirtonopeuden ja muototekijän mukaan

 

Verkkokytkimet sopivat erilaisiin lähetin-vastaanottimien sukupolviin, joista jokainen on suunniteltu tiettyjä kaistanleveysvaatimuksia varten. Fyysinen muototekijä pysyy yhtenäisenä nopeustasoilla, mikä mahdollistaa taaksepäin yhteensopivuuden monissa tapauksissa. Nämä nopeuteen{2}} perustuvat SFP-lähetin-vastaanottimet edustavat yleisintä luokittelua.

Vakio-SFP (1 Gbps)

Alkuperäinen Small Form{0}}factor Pluggable -moduuli tukee jopa 1,25 Gbps:n tiedonsiirtonopeuksia, mikä tekee siitä gigabitin Ethernet-käyttöönoton työhevonen. Nämä moduulit sopivat standardien SFP-portteihin yrityskytkimissä ja ovat edelleen laajalti käytössä uudemmista teknologioista huolimatta. 1G SFP -luokkaan kuuluvat muunnelmat, kuten 1000BASE-SX monimuotokuidulle 850 nm:n aallonpituudella ja 550 metriin, ja 1000BASE-LX, joka toimii 1310 nm:ssä yksimuotokuidun yli 10 kilometrin etäisyyksille. Laajennettu{15}}kattavuusversiot, kuten 1000BASE-ZX, voivat lähettää 80 kilometriä 1550 nm:n aallonpituudella.

Kun kytkimet tarvitsevat kupariliitäntää, RJ45-porteilla varustetut 1000BASE-T SFP-moduulit liitetään Cat5e-, Cat6- tai Cat6a-kierrettyihin-parikaapeleihin jopa 100 metrin etäisyydelle. Tämän joustavuuden ansiosta verkonvalvojat voivat käyttää samaa kytkinporttia sekä kuitu- että kupariyhteyksille yksinkertaisesti vaihtamalla moduuleja.

SFP+ (10 Gbps)

Parannetuilla SFP+-moduuleilla on samat fyysiset mitat kuin tavallisella SFP:llä, mutta ne tukevat 10 gigabitin sekunnissa lähetystä. Kymmenkertainen nopeuden kasvu johtui paremmasta sähköisen käyttöliittymän suunnittelusta kuin suuremmasta paketista. SFP+ -portit hyväksyvät standardinmukaiset 1G SFP -moduulit, vaikka ne toimivat pienemmällä 1 Gbps:n nopeudella. Päinvastainen ei ole yleisesti totta,-SFP+:n kytkeminen tavallisiin SFP-portteihin epäonnistuu usein, koska portista puuttuu sähköiset vaatimukset 10G:n toimintaa varten.

10GBASE-SR-variantti käyttää 850 nm:n aallonpituutta monimuotokuidun yli ja saavuttaa 300 metriä OM3-kuidulla tai 400 metriä OM4-kuidulla. Pidemmillä etäisyyksillä 10GBASE-LR toimii 1310 nm:n aallonpituudella yksimuotokuitu{10}}10 kilometrin ajan, kun taas 10GBASE-ER laajentaa sen 40 kilometriin 1550 nm:ssä. Direct Attach Copper (DAC) -kaapelit yhdistävät lähetin-vastaanottimen ja kuparikaapelin yhdeksi kokoonpanoksi yhdistäen kytkimet passiivisesti jopa 7 metrin etäisyydelle tai aktiivisella elektroniikalla 15 metrin etäisyydeltä.

SFP28 (25 Gbps)

SFP28-lähetin-vastaanottimet säilyttävät saman pienen muotokertoimen, mutta saavuttavat 25 gigabitin lähetyksen kehittyneen sähköisen signaloinnin avulla. Nämä moduulit toimivat rakennuspalikoina 100G yhteyksille-neljä rinnakkain toimivaa SFP28-moduulia vastaa yhtä 100GBASE-SR4-linkkiä. Palvelinkeskukset käyttävät yhä useammin 25G SFP28:aa palvelinyhteyksiä varten. Se korvaa 10G-uplinkit laskentasolmujen välisen kasvavan idän{13}}liikenteen käsittelemiseksi.

SFP28-moduuleissa on 25GBASE-SR lyhyen-kantaman monimuotolähetykseen jopa 100 metriin ja 25GBASE-LR yksimuotokuitua varten, joka ulottuu 10 kilometriin. Taaksepäin yhteensopivuus SFP+-porttien kanssa mahdollistaa asteittaisen verkon siirtymisen 10G:stä 25G-infrastruktuuriin.

SFP56 (50 Gbps)

Uusin standardi, SFP56, käyttää PAM4:ää (neli-tasoinen pulssi-amplitudimodulaatio) perinteisen NRZ-koodauksen (non-return-to-nolla) sijaan kaksinkertaistaakseen tiedonsiirtonopeuden 50 Gbps:iin kaistaa kohden säilyttäen samalla fyysisen rajapinnan. Nämä moduulit on kohdistettu seuraavan -sukupolven palvelinkeskuksen selkä{10}}lehtiarkkitehtuureihin, joissa kaistanleveyden kokonaisvaatimukset ylittävät 25G-yhteyksien tarjoaman tason.

 

Kuitutyyppiluokat: Single{0}}Mode vs. Multimode

 

Kuituoptiikan perustavanlaatuinen jako erottaa yksi--- ja monimuototekniikat, joista kukin on optimoitu erilaisiin etäisyys- ja hintavaatimuksiin. Nämä kaksi päätyyppiä SFP-lähetin-vastaanottimet hallitsevat markkinoita ja palvelevat erilaisia ​​käyttötapauksia.

Monimuotoiset SFP-moduulit

Monimuotokuidun ytimen halkaisija on suurempi-joko 50 μm tai 62,5 μm verrattuna yksimuotoisen 9 μm:n ytimen-. Tämä leveämpi reitti mahdollistaa useiden valomuotojen leviämisen samanaikaisesti, mutta nämä tilat kulkevat hieman eri nopeuksilla, mikä aiheuttaa modaalista hajaantumista, joka rajoittaa lähetysetäisyyttä. Kompromissi hyödyttää lyhyen-kantaman sovelluksia, joissa halvemmat-LED- tai VCSEL-valolähteet (Vertical-Cvity Surface-Emitting Laser) riittävät.

Yleiset monimuotoiset SFP-versiot toimivat 850 nm:n aallonpituudella, mukaan lukien 1000BASE-SX, joka ulottuu 550 metriin OM2-kuidulla, ja 10GBASE-SR, joka kattaa 300-400 metriä kuidun laadusta riippuen. Värikoodauskäytäntö merkitsee monimoodimoduuleita mustalla tai beigellä rungolla, vaikka tämä ei ole yleisesti standardoitu. Multimode-lähetin-vastaanottimet maksavat huomattavasti vähemmän kuin yksimuotoiset{11}}vastaavat{13}}usein 30–60 % halvempia, joten ne ovat edullisia datakeskusten telineisiin, toimistolattialiitäntöihin ja kampusrakennuksiin, joissa etäisyydet ovat alle 500 metriä.

Yhden{0}}tilan SFP-moduulit

Yksi{0}}muotokuidun kapea 9 μm:n ydin sallii vain yhden valomuodon leviämisen, mikä eliminoi modaalisen hajaantumisen ja mahdollistaa lähetyksen kymmenien kilometrien yli. Nämä moduulit vaativat kalliimpia laserdiodeja ja tarkkuusoptiikkaa, mikä näkyy korkeampina moduulikustannuksina. Tekniikka hallitsee pääkaupunkiseudun verkkoja, televiestintäyhteyksiä ja kaikkia useiden kilometrien laajuisia sovelluksia.

Yksi{0}}moodilähetin-vastaanottimet käyttävät tyypillisesti sinistä runkoa 1 310 nm:n aallonpituusmalleissa ja keltaista 1 550 nm:n versioissa. 1310 nm:n aallonpituus palvelee keskipitkiä etäisyyksiä 2 km:stä 40 km:iin, kun taas 1550 nm laajentaa alueen 80 km:iin tai pidemmälle. EZX:ksi nimetyillä{10}}laajennetuilla moduuleilla voidaan saavuttaa 120–160 kilometriä, vaikka niiden hinnat ovatkin korkealaatuisia erikoiskomponenttien ja tehobudjetin ansiosta.

Etäisyysmääritykset edellyttävät tiettyjä kuitutyyppejä-yksi-moodille, tyypillisesti OS1- tai OS2-luokka täyttää ITU-standardit. Todellinen kattavuus riippuu kuidun laadusta, liitinhäviöistä, jatkoshäviöistä ja optisen tehon budjettilaskelmista, jotka verkkoinsinöörien on tarkistettava kunkin linkin osalta.

 

Aallonpituusjakomultipleksointitekniikat

 

WDM-tekniikat moninkertaistavat kuitukapasiteetin lähettämällä useita aallonpituuksia samanaikaisesti yhdellä säikeellä. Kolmessa päätyypissä SFP-lähetin-vastaanottimet käyttävät WDM-tekniikkaa, joista jokainen palvelee erilaisia ​​tiheys- ja etäisyystarpeita.

BiDi (kaksisuuntaiset) SFP-lähetin-vastaanottimet

BiDi-moduulit ratkaisevat perustavanlaatuisen haasteen: kuidun niukkuuden. Perinteinen SFP käyttää kahta kuitunauhaa-yksi lähetykseen (TX) ja toiseen vastaanottoon (RX). BiDi SFP käyttää aallonpituusjakoista multipleksointia lähettääkseen ja vastaanottaakseen yhdessä kuitunauhassa eri aallonpituuksia vastakkaisiin suuntiin.

Tyypillinen BiDi-pari saattaa käyttää 1310nm TX/1550nm RX toisessa päässä ja 1550nm TX/1310nm RX toisessa päässä. Jokaisen moduulin sisällä oleva kiinteä WDM-liitin erottaa aallonpituudet, mikä mahdollistaa samanaikaisen kaksisuuntaisen lähetyksen. Tämä kokoonpano puolittaa kuitutarpeet-kriittisistä, kun kuitujen asennus on kallista tai olemassa olevissa kanavissa ei ole tilaa lisäkaapeleille.

BiDi-lähetin-vastaanottimien on toimittava pareittain toisiaan täydentävien aallonpituuksien kanssa. Kahden "1310nm TX/1550nm RX" -moduulin asentaminen vastakkaisiin päihin ei toimi. Aallonpituuspari sisältää 1310nm/1490nm, 1310nm/1550nm ja 1510nm/1590nm yhdistelmät. BiDi-moduulit käyttävät LC-simplex-liittimiä dupleksien sijaan, mikä vähentää porttitiheysvaatimuksia kuitupaneelipaneeleissa.

Sovelluksia ovat FTTx-asennukset, jotka yhdistävät keskustoimistot asiakkaiden tiloihin, kuituomaisuutta säästävät metroverkot ja jälkiasennustilanteet, joissa sijaintien välillä on vain yksimuotokuitu{0}}. Normaaliin SFP:hen-yleensä 20-40 % korkeampi kustannuspalkkio osoittautuu usein kannattavaksi kuitujen asennuskustannuksia vastaan.

CWDM (karkea aallonpituusjakoinen multipleksointi)

CWDM SFP -moduulit käyttävät 20 nm:n aallonpituusväliä spektrissä 1270 nm - 1610 nm, mikä tuottaa 18 käytettävissä olevaa kanavaa. Tämä karkea etäisyys vaatii vähemmän tarkkaa lämpötilan säätöä ja yksinkertaisempia optisia komponentteja verrattuna DWDM:ään, mikä vähentää kustannuksia ja silti moninkertaistaa kuitukapasiteetin.

Kukin CWDM-kanava käyttää värikoodattua moduulirunkoa tunnistamaan sen aallonpituuden - 1470 nm voi olla sininen, 1490 nm vihreä, 1510 nm keltainen määritellyn värimaailman mukaisesti. Kun se yhdistetään passiivisiin CWDM-multipleksereihin/demultipleksereihin, useat CWDM SFP-lähetin-vastaanottimet jakavat yhden kuituparin, ja mux/demux-laitteisto erottaa aallonpituudet kummassakin päässä.

CWDM sopii metroliityntärenkaisiin, kampuksen runkoverkkoihin ja point-{0}}to--linkkeihin, joissa 8-18 kanavaa tarjoavat riittävän kapasiteetin. Tekniikka toimii parhaiten alle 80 kilometrin lähetysmatkoilla, vaikka jotkin toteutukset saavuttavat 120 kilometrin etäisyyden laadukkaammalla optiikalla. CWDM välttää DWDM:n vaatimat vahvistusvaatimukset, mikä yksinkertaistaa verkon suunnittelua.

DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing)

DWDM SFP saavuttaa paljon tiukemman aallonpituusvälin-tyypillisesti 0,8 nm (100 GHz:n etäisyys) tai 0,4 nm (50 GHz:n etäisyys) C--kaistalla noin 1528-1563 nm. Tämä tiheys mahdollistaa 32, 40 tai jopa useamman kanavan yhdelle kuituparille, mikä maksimoi kaukoliikenteen{11}}televiestinnän ja suurten metroverkkojen kapasiteetin.

Kapeat aallonpituustoleranssit vaativat lämpötilasta{0}}stabiloituja lasereita ja tarkkaa aallonpituuden säätöä, mikä lisää lähetin-vastaanottimen kustannuksia huomattavasti CWDM:ään verrattuna. DWDM-järjestelmät tukevat kuitenkin optisia vahvistimia, kuten EDFA:ita (Erbium-Doped Fiber Amplifiers), jotka tehostavat signaaleja useilla aallonpituuksilla samanaikaisesti, mikä mahdollistaa lähetyksen yli 200 kilometriä ilman regeneraatiota.

DWDM-sovelluksia ovat kaupunkien väliset kuitulinkit, merenalaiset kaapelit, operaattorin runkoverkot ja suuren{0}}kapasiteetin datakeskusten yhteenliitännät. Tekniikka vaatii passiivisia DWDM-multipleksereita verkon reunoilla ja sisältää usein optisia add{2}}drop multipleksereitä (OADM) aallonpituuden hallintaa varten. Verkko-operaattorit määrittävät DWDM-kanavat ITU:n grid-numeroilla-C17–C61, jotka kattavat käytettävissä olevan spektrin.

 

 

Ympäristönsietokyvyn lämpötilaluokitukset

 

Käyttölämpötila-alueet määrittelevät, missä lähetin-vastaanottimet voivat toimia luotettavasti, mikä on kriittistä ulkokäyttöön ja teollisuuskäyttöön. Tämän tyyppisten SFP-lähetin-vastaanottimen luokittelujen ymmärtäminen estää kalliita vikoja ankarissa ympäristöissä.

Kaupallinen luokka (0 - 70 astetta)

Tavalliset kaupalliset -lämpötilalähetin-vastaanottimet toimivat ilmasto-säädellyissä ympäristöissä, kuten datakeskuksissa, palvelinhuoneissa ja toimistorakennuksissa, joissa LVI-järjestelmät ylläpitävät vakaat olosuhteet. Tämä 0-70 asteen alue kattaa tyypilliset sisätilan skenaariot riittävällä marginaalilla.

Kaupallisissa moduuleissa käytetään tavallisia TO-CAN-laserpaketteja, ja niille suoritetaan normaalin lämpötilan ikääntymistestit enintään 70 asteessa. Ne maksavat vähemmän, koska komponentit eivät tarvitse parannettua lämpötilansietokykyä, ja valmistus ei vaadi laajennettuja lämpötilan kiertotestejä. Tavallisissa sisätiloissa toimivissa yritysverkon kytkimissä kaupalliset -tason lähetin-vastaanottimet tarjoavat riittävän luotettavuuden halvimmalla hinnalla.

Kaupalliset moduulit epäonnistuvat kuitenkin nopeasti joutuessaan alttiiksi äärimmäisille lämpötiloille. Yli 70 asteen ympäristön lämpötilat aiheuttavat laserdiodin heikkenemistä, vääriä optisia tehotasoja ja signaalivirheitä. Alle 0 astetta suorituskyky muuttuu epävakaaksi, vaikka näin tapahtuu harvoin, koska toimiva laite tuottaa lämpöä.

Teollinen laatu (-40 astetta - 85 astetta)

Teolliset-lämpötilalähetin-vastaanottimet kestävät ympäristöjä syvästä kylmästä äärimmäiseen lämpöön--40 asteesta 85 asteeseen. Nämä moduulit palvelevat ulkoilmakaappeja, etäsolutorneja, tunneliasennuksia, sähköasemia ja tuotantotiloja vaativissa olosuhteissa.

Laajennettu lämpötila-alue vaatii erikoiskomponentteja. TO-CAN-laserpakettien on säilytettävä eritelmät 125 asteen etäisyydellä. Mikä tärkeintä, teollisuusmoduulit sisältävät lämpötilan kompensointiohjelmiston, joka tarkkailee kotelon lämpötilaa ja säätää laserin esijännitettä ylläpitääkseen vakaan optisen tehon ja sammumissuhteen lämpötilan muuttuessa. Insinöörit ohjelmoivat kompensaatiokäyrät 5-10 asteen välein, työvaltainen kalibrointiprosessi.

Testausprotokollat ​​sisältävät korkean/matalan lämpötilan jakson ja pidennetyn palamisen-äärilämpötiloissa, mikä lisää aikaa ja lisää valmistuskustannuksia. Teollisuusluokan -lähetin-vastaanottimet maksavat yleensä 30–50 % enemmän kuin kaupalliset vastaavat. 10G SFP+ SR -moduuleiden kaupalliset versiot saattavat maksaa 13 dollaria, kun taas teolliset versiot saavuttavat 19-21 dollaria.

Teollista{0}}tasoa vaativia sovelluksia ovat 5G-tukiasemat, ulkovalvontaverkot, älykäs kaupunkiinfrastruktuuri ja liikennejärjestelmät. Luotettavuuspalkkio oikeuttaa kustannukset, jos ympäristöolosuhteet tuhoaisivat kaupalliset -luokan moduulit kuukausissa.

Laajennettu aste (-5 astetta 85 asteeseen tai -20 astetta 85 asteeseen)

Laajennetut{0}}lämpötilamoduulit yhdistävät kaupallisia ja teollisia luokkia. Yleisin versio tukee -5 - 85 astetta, joka sopii puoliksi ulkotiloihin tai paikkoihin, joissa ilmastointi on huono. Jotkut valmistajat tarjoavat -20-85 asteen versioita välivaiheena.

Laajennetut moduulit maksavat vähemmän kuin täysi teollisuus{0}}luokka, koska ne eivät vaadi komponentteja, jotka sietävät -40 asteen äärimmäisyyksiä, mutta tarjoavat kuitenkin paremman luotettavuuden kuin kaupalliset lähetin-vastaanottimet vaihtelevan lämpötilan ympäristöissä. Käyttötapauksia ovat ulkolaitteiden kotelot, joissa on minimaalinen lämmitys, varastoverkostot ja trooppisen alueen asennukset, joissa lämpötilat ylittävät 70 astetta, mutta eivät saavuta täysiä teollisia äärimmäisyyksiä.

Kaikki lähetinvastaanotinperheet eivät tarjoa laajennettuja-laatuversioita-se on epä-standardiluokka, jonka jotkut toimittajat tarjoavat, kun taas toiset hyppäävät suoraan kaupallisista teollisiin. Kun valitset lähetin-vastaanottimia, laske kotelon suurin odotettu lämpötila lisäämällä noin 20 astetta ympäröivään ilman lämpötilaan ottaen huomioon aurinkolämpö, ​​riittämätön ilmavirta tai viereisten laitteiden lämmönpoisto.

 

Kupariset SFP-moduulit lyhyitä{0}}etäisyyksiä varten

 

Vaikka kuitu hallitsee pitkän matkan{0}}sovelluksia, kuparityyppiset SFP-lähetin-vastaanottimet integroivat kytkimet olemassa olevaan kierretty{1}}parikaapelointiinfrastruktuuriin.

1000BASE-T SFP (RJ45)

Kuparisissa SFP-moduuleissa on RJ45-portti, joka hyväksyy standardinmukaiset Ethernet-kaapelit (Cat5e, Cat6, Cat6a) jopa 100 metrin yhteyksiin gigabitin nopeuksilla. Moduuli sisältää PHY (physical layer) -piirit, jotka normaalisti sijaitsevat kytkimen kiinteissä RJ45-porteissa, pakattuna hot-swapable SFP-muototekijään{7}}.

Nämä moduulit sopivat ympäristöihin, joissa kuitua ei ole saatavilla tai joissa kytkimiä ei ole saatavilla tai joissa kytkimet voidaan liittää kupari-pohjaisiin palvelimiin, pöytätietokoneisiin, tulostimiin tai PoE--laitteisiin, kuten IP-puhelimiin ja kameroihin. 100 -metrin etäisyysrajoitus rajoittaa harvoin rakennuksen sisäistä käyttöönottoa, ja kupari-SFP maksaa vähemmän kuin kuitulähetin-vastaanottimet ja kuitukaapelit.

Virrankulutus on korkeampi kuin optinen SFP sähköisten signalointivaatimusten vuoksi-tyypillisesti 1-1,5 W verrattuna kuitumoduulien 0,5–1 W. Jotkin vanhemmat kytkinmallit rajoittavat kuparisia SFP-moduuleja tiettyihin portteihin tehobudjetin rajoitusten vuoksi. 10kuparisia GBASE-T SFP+ -moduuleja on olemassa, mutta ne kuluttavat 3–4 W, mikä usein ylittää kytkinportin tehokapasiteetin ja tuottaa huomattavaa lämpöä.

Suoraan kiinnitettävät kuparikaapelit (DAC).

DAC-kokoonpanot yhdistävät lähetin-vastaanottimet ja kupariset twinaksiaalikaapelit yhdeksi yksiköksi SFP+- tai SFP28-liittimillä molemmissa päissä. Passiiviset DAC-kaapelit toimivat jopa 3–5 metriin ilman aktiivista elektroniikkaa, ja ne maksavat 15–30 dollaria verrattuna 200–400 dollariin kahdesta optisesta lähetin-vastaanottimesta plus kuitukaapeli.

Aktiiviset DAC-kaapelit sisältävät signaalinkäsittely- ja taajuuskorjauselektroniikan, jotka laajentavat ulottuvuuden 7-10 metriin SFP+:lle ja 5-7 metriin SFP28:lle. Palvelinkeskukset käyttävät laajalti DAC:ia telineen yläosan kytkinyhteyksiin viereisiin kytkimiin tai palvelimiin samassa telineessä tai vierekkäisissä telineissä. Pienempi viive, pienempi virrankulutus ja kustannussäästöt tekevät DAC:sta parempana aina, kun kaapelin pituus sen sallii.

Rajoituksiin kuuluvat joustamattomuus-kaapelin pituus on kiinteä valmistuksessa-ja kaapelinhallinnan haasteet, koska twinax-kaapelit ovat paksumpia ja vähemmän taivuttavia kuin kuitu. Yli 10 metrin etäisyydellä aktiiviset optiset kaapelit (AOC), jotka yhdistävät kuidun ja lähetin-vastaanottimet, ovat parempi vaihtoehto.

 

Sovellus-Tietyt SFP-versiot

 

Tietyt verkkotekniikat vaativat tarkoitukseen rakennettuja-lähetin-vastaanottimia, jotka ylittävät Ethernet-standardin vaatimukset. Nämä erikoistuneet SFP-lähetin-vastaanottimet vastaavat ainutlaatuisia protokollia ja ajoitusvaatimuksia.

Kuitukanava SFP

Tallennusalueverkot (SAN) käyttävät Fibre Channel -protokollaa palvelin{0}}tallennus{1}}viestintään. FC SFP -moduulit toimivat 2G-, 4G-, 8G-, 16G- ja 32G-nopeuksilla, jotka eroavat Ethernet{8}}keskittyneistä lähetin-vastaanottimista. 8 Gt:n kuitukanava-SFP ei voi korvata 10G Ethernet SFP+:aa samanlaisista tiedonsiirtonopeuksista huolimatta, koska koodaus ja protokolla eroavat toisistaan.

FC-lähetin-vastaanottimet käyttävät tyypillisesti 850 nm:n aallonpituutta monimuotoyhteyksissä 300 metriin asti tai 1310 nm:n yksimuotoyhteyksiä 10 kilometriin asti. Moduulit toimivat FC-kytkimissä, kuten Brocade- ja Cisco MDS -sarjoissa, tarjoten fyysisen kerroksen yritysten SAN-kankaille, jotka yhdistävät korttipalvelimia, levyryhmiä ja nauhakirjastoja.

SONET/SDH SFP

Televiestintäoperaattorit käyttävät SONET- (Synchronous Optical Network) ja SDH (Synchronous Digital Hierarchy) -tekniikkaa aikajakoisissa multipleksoiduissa siirtoverkoissa. SONET/SDH SFP -moduulit tukevat nopeuksia OC-3/STM-1 (155 Mbps) OC-48/STM-16 (2,488 Gbps), mikä vastaa näiden operaattoritason protokollien vaatimia tiukkoja ajoitusvaatimuksia.

Nämä lähetin-vastaanottimet eroavat Ethernet SFP:stä kellotuksen tarkkuuden ja kehysrakenteen tuen suhteen. Sovelluksia ovat metron siirtorenkaat, matkapuhelinverkot ja vanha tietoliikenneinfrastruktuuri, joka on edelleen yleistä palveluntarjoajien verkoissa. Kun verkot siirtyvät käyttämään paketti{2}}pohjaista siirtoa, SONET/SDH-moduulien kysyntä on laskenut, vaikka tietoliikennelaitteet ovat edelleen tuotannossa.

PON (Passive Optical Network) SFP

PON-lähetin-vastaanottimet palvelevat kuituverkkoa-kotiin-kotiin ja kuitua--rakennukseen. GPON (Gigabit PON) SFP toimii nopeudella 1,244 Gbps ylävirtaan ja 2,488 Gbps alavirtaan, kun taas XG-PON ja uudemmat standardit saavuttavat 10 Gt nopeuden. Moduulit sisältävät ainutlaatuisia ominaisuuksia, kuten optisen verkkoyksikön (ONU) osoitteen ja dynaamisen kaistanleveyden allokoinnin.

PON-moduulit käyttävät tiettyjä aallonpituuksia - 1310nm ylävirtaan ja 1490nm alavirtaan datalle sekä 1550nm valinnaiselle RF-videopeittokuvalle. Ne toimivat epäsymmetrisesti, toisin kuin Ethernet-lähetin-vastaanottimet, jotka tyypillisesti lähettävät ja vastaanottavat samalla nopeudella. Optical Line Terminal (OLT) -laitteisto keskustoimistoissa käyttää erikoistuneita PON SFP -moduuleja, jotka eroavat tilaajien tiloissa olevista ONU-lähetinvastaanottimista.

 

Kytkimien integrointi ja porttien yhteensopivuus

 

Lähetin-vastaanottimien ja kytkinporttien vuorovaikutuksen ymmärtäminen estää yhteensopivuusongelmia ja maksimoi verkon suorituskyvyn.

Portin tyypin vastaavuus

SFP-portit hyväksyvät standardin 1G SFP:n ja tukevat yleensä 100BASE-SX/LX-moduuleja, vaikka jotkin kytkinmallit rajoittavat tätä. SFP+-portit ovat taaksepäin yhteensopivia ja hyväksyvät 1G SFP-moduuleita, jotka{6}}neuvottelevat automaattisesti gigabitin nopeuteen. SFP+ 10G-moduulien asentaminen tavallisiin SFP-portteihin kuitenkin yleensä epäonnistuu-portista puuttuu 10G-sähköliitäntä, vaikka moduuli sopii fyysisesti.

SFP28-portit hyväksyvät sekä SFP28 25G-moduuleja että SFP+ 10G-moduuleja, ja kytkin tunnistaa moduulityypin ja määrittää sopivan nopeuden. Tämä joustavuus auttaa siirtymästrategioissa, joissa verkot päivitetään asteittain 10G:stä 25G:hen. 100G:lle suunnitellut QSFP28-portit voivat toimia katkeamistilassa sovitinkaapeleilla, jotka jakautuvat neljään itsenäiseen 25G SFP28 -liitäntään-yhdestä QSFP28-portista tulee neljä SFP28-porttia.

Kytkimen ohjeissa määritellään tuetut lähetin-vastaanotintyypit, porttikohtainen enimmäisteho ja mahdolliset porttikohtaiset{0}rajoitukset. Yrityskytkimet rajoittavat usein kupari-SFP:tä tai tiettyjä suuritehoisia -tehomoduuleja tiettyihin porttinumeroihin virtalähteen rajoitusten vuoksi.

Hot{0}}Swappable Operation

Kaikki SFP-perheen jäsenet tukevat hot{0}}swapping-lisäämistä ja poistamista kytkimen toimiessa ja kuljettaessa liikennettä. Kytkin havaitsee moduulin asettamisen, lukee tunnistustiedot I2C-liitännän kautta ja konfiguroi portin asianmukaisesti. Tämä mahdollistaa lähetin-vastaanottimen vaihtamisen ilman kytkimen seisokkeja tai vaikuttamatta muihin portteihin.

Paras käytäntö suosittelee portin poistamista sulavasti käytöstä ennen sen poistamista, jos mahdollista, mutta lähetin-vastaanottimen fyysinen poistaminen keskilähetyksen väliltä{0}}ei vahingoita laitteita. Linkki katkeaa välittömästi, mikä laukaisee verkon konvergenssin redundanteissa topologioissa. Uutta moduulia lisättäessä useimmilla kytkimillä kestää 5–10 sekuntia havaita, tunnistaa ja tuoda esiin linkin.

Digital Diagnostic Monitoring (DDM)

Nykyaikaisissa SFP-lähetin-vastaanottimissa on DDM-ominaisuudet, joita kutsutaan myös nimellä Digital Optical Monitoring (DOM). Moduuli mittaa jatkuvasti lähetystehoa, vastaanottotehoa, lämpötilaa, laserin esijännitettä ja syöttöjännitettä. Nämä parametrit ovat käytettävissä kytkimen CLI:n tai verkonhallintajärjestelmien kautta.

DDM auttaa heikentävien linkkien vianmäärityksessä ennen täydellistä epäonnistumista. Esimerkiksi vastaanottotehon putoaminen ajan myötä osoittaa likaantuneita liittimiä tai kuituvaurioita. Lämpötilahälyttimet varoittavat jäähdytysjärjestelmän ongelmista. Laseresivirran lisääntyminen viittaa siihen, että laser lähestyy käyttöiän-loppua-. Ilman DDM:ää verkonvalvojat pysyvät sokeina asteittaiselle heikkenemiselle, kunnes linkit epäonnistuvat katastrofaalisesti.

Kaikki lähetin-vastaanottimet eivät käytä DDM:ää, ja jotkin vanhemmat kytkimet eivät tue diagnostisten tietojen lukemista, vaikka ne ovat olemassa. DDM--yhteensopivien lähetin-vastaanottimien määrittäminen ja kytkimen tuen varmistaminen parantaa{2}}verkon pitkäaikaista luotettavuutta ja yksinkertaistaa vianetsintää.

 

Valintakriteerit kytkinten käyttöönotolle

 

Sopivien SFP-lähetin-vastaanottimien valitseminen edellyttää useiden teknisten ja taloudellisten tekijöiden tasapainottamista verkkoarkkitehtuuriin ja vaatimuksiin perustuen. Erityyppisten SFP-lähetin-vastaanottimien arvioiminen tiettyjen käyttöönottoskenaarioiden perusteella varmistaa optimaalisen suorituskyvyn ja kustannustehokkuuden.

Etäisyys ja mediatyyppi

Lähetysetäisyys määrittää, käytetäänkö monimuotoista vai{0}}yksimuotoista kuitua, mikä kaventaa lähetinvastaanottimen valintoja merkittävästi. Alle 300{6}}500 metrin etäisyydellä monitila 850 nm:n lähetin-vastaanottimilla maksaa vähemmän. Kaksi kilometriä pidemmälle vaatii yksimuotokuitua, jossa on 1 310 nm tai 1 550 nm moduuleja. Kanaviin jo asennettu kuitutyyppi rajoittaa vaihtoehtoja{11}}yksimuotoisten lähetin-vastaanottimien käyttöönotto monimuotokuidun kanssa harvoin onnistuu hyvin lyhyitä etäisyyksiä pidemmältä ja päinvastoin.

Kampusverkoissa, jotka kattavat useita rakennuksia 2 kilometrin säteellä, yksi-muotokuitu 1000BASE-LX- tai 10GBASE-LR-lähetinvastaanottimilla tarjoaa eniten joustavuutta. Palvelinkeskukset käyttävät ensisijaisesti monimuotoista -teline- ja riviliitettävyyttä ja siirtyvät yksi-moodiin rakennusten ja tallennusverkkojen välisissä-linkeissä.

Nopeusvaatimukset ja tuleva kasvu

Ota käyttöön lähetin-vastaanottimia, jotka vastaavat nykyisen suorituskyvyn tarpeita, ja ota huomioon siirtymäreitit. SFP+-porteilla varustettu kytkin tukee 1G SFP:tä nykyään ja 10G SFP+:a myöhemmin ilman laitteistomuutoksia. Vastaavasti SFP28-yhteensopivat kytkimet sopivat 10G SFP+:lle nyt ja 25G SFP28:lle, kun palvelinpäivitykset edellyttävät suuremman kaistanleveyden.

Ylirakentaminen nopeammilla-nopeuksilla lähetin-vastaanottimilla kuin nykyinen liikenne vaatii hukkaan budjettia-käyttämättömät 25G-lähetin-vastaanottimet maksavat enemmän kuin riittävät 10G-moduulit. Kytkinmallien valitseminen seuraavan-sukupolven porttityypeillä tarjoaa kuitenkin liikkumavaraa ilman, että laiteinvestoinnit jää hukkaan, kun kaistanleveysvaatimukset kasvavat.

Ympäristöolosuhteet

Sisätiloissa,{0}}ilmastolla säädetyissä asennuksissa käytetään kaupallisia-lähetin-vastaanottimia. Kaikki ulkokomponentit vaativat teollisuus-luokan moduuleja, joiden luokitus on -40-85 astetta maantieteellisestä sijainnista riippumatta-kesälämpö voi nostaa kaapin lämpötilat yli 70 astetta, aivan kuten talvikylmä laskee alle 0 asteen. Puoli{11}}suojatut paikat, kuten varastot tai laitehuoneet, joissa on rajoitettu LVI-tila, voivat toimia laajennettujen lähetin-vastaanottimien kanssa.

Kotelon lämpötilaspesifikaatiolla on enemmän merkitystä kuin ympäristöllä. Suurilla-virtajohtokorteilla olevan kytkimen sisällä lähetin-vastaanottimen kotelon lämpötilat voivat nousta 20-30 astetta huoneen ilman lämpötilan yläpuolelle riittämättömän ilmavirran vuoksi. Suuritiheyksiset kytkimet, jotka käyttävät kymmeniä lähetin-vastaanottimia, tuottavat huomattavaa lämpöä, mikä saattaa työntää kaupalliset -luokan moduulit määritysten yli jopa ilmastoiduissa palvelinkeskuksissa.

Toimittajan yhteensopivuus ja koodaus

Monet kytkimien toimittajat koodaavat laitteistonsa hylkäämään{0}}kolmannen osapuolen lähetin-vastaanottimet, näyttäen varoituksia "ei tuettu lähetin-vastaanottimesta" tai poistavat portit kokonaan käytöstä. Cisco, Juniper, HP ja muut upottavat toimittajakohtaisia ​​tunnistetietoja virallisiin moduuleihinsa. Yhteensopivat tai yleiset lähetin-vastaanottimet kolmansien osapuolten valmistajilta{4}} on koodattava oikein kytkimen merkkiä vastaaviksi.

Useimmat kolmannen osapuolen{0}}lähetin-vastaanotintoimittajat tarjoavat koodauspalveluita, joissa moduulit on ohjelmoitu tunnistamaan Cisco, HP, Dell tai muut toimittajat tarvittaessa. Nämä yhteensopivat moduulit toimivat identtisesti OEM-versioiden kanssa 50-80 % halvemmalla. Jotkut organisaatiot kuitenkin vaativat OEM-lähetin-vastaanottimia takuun noudattamiseksi tai tukisyistä, erityisesti kriittisissä infrastruktuurissa.

OEM- ja kolmannen osapuolen moduulien{0}}sekoittaminen samassa kytkimessä toimii yleensä ongelmitta. Ongelmia syntyy, kun kolmannen osapuolen moduuleista puuttuu oikea koodaus tai kun laiteohjelmistopäivitykset muuttavat kytkimen lähetin-vastaanottimen tarkistusalgoritmeja. Ymmärtäminen, minkä tyyppiset SFP-lähetin-vastaanottimet toimivat sinun kytkinmallisi kanssa, ja suhteiden ylläpitäminen luotettavien lähetin-vastaanottimien toimittajiin pienentää yhteensopivuusriskejä.

 

Usein kysytyt kysymykset

 

Voivatko SFP+-moduulit toimia tavallisissa SFP-porteissa?

Ei, tavallisista SFP-porteista puuttuu sähköinen liitäntä 10G-käyttöä varten, vaikka SFP+-moduulit sopivat fyysisesti. Käänteinen toimii - 1G SFP -moduulit toimivat SFP+ -porteissa pienemmällä 1 Gbps:n nopeudella, koska SFP+ -portit säilyttävät taaksepäin yhteensopivuuden.

Mitä eroa on käytännössä monimuoto- ja yksitila{0}}SFP-hinnalla?

Monimuotoiset SFP-lähetin-vastaanottimet maksavat tavallisesti 4-8 $, kun taas yksi-moodiversiot 8-15 $ perusmalleista. Monimuotokuitukaapeli maksaa kuitenkin hieman vähemmän metriltä. Alle 500 metrin etäisyyksillä monitila säästää rahaa. Yli 2 km:n jälkeen yksitila on ainoa vaihtoehto kustannuksista riippumatta.

Kuinka tunnistan, onko olemassa oleva kuitu yksimuotoinen-vai monimuotoinen?

Kuituvaipan väri antaa vihjeen-keltainen viittaa tyypillisesti yksi-moodiin OS1/OS2:een, kun taas oranssi tai vesiväri viittaa monimuotoiseen OM1-OM4:ään. Luotettavampi: tarkista kotelon painetut tiedot, joissa lukee "9/125 μm" (yksi{15}}tila) tai "50/125 μm" tai "62.5/125 μm" (monimuoto). Epävarmassa tilanteessa monimuotoisen 850 nm:n lähetin-vastaanotinparin käyttö yksimuotokuidun kautta epäonnistuu välittömästi suuren häviön vuoksi.

Miksi teollisuus{0}}lähetin-vastaanottimet maksavat huomattavasti enemmän?

Kustannuksiin vaikuttavat kolme tekijää: erikoiskomponentit, jotka on mitoitettu -40 asteesta 85 asteeseen, lämpötilan kompensointiohjelmisto, joka vaatii yksittäisen moduulikohtaisen kalibroinnin, ja laajennetut lämpötilan sykliset testit valmistuksen aikana. 30-50 %:n hintapreemio heijastelee työvoimavaltaista lämpötilan kompensointiprosessia ja korkeampia komponenttikustannuksia.

Tarvitsevatko BiDi-lähetin-vastaanottimet erityistä kuitua?

Ei, BiDi käyttää tavallista yksimuotokuitua{0}}. Aallonpituusjakoinen multipleksointi tapahtuu lähetin-vastaanotinmoduulin sisällä integroidun WDM-suodattimen kautta. BiDi-lähetin-vastaanottimet edellyttävät kuitenkin sovitettuja pareja, joilla on toisiaan täydentävät TX/RX-aallonpituudet-et voi käyttää kahta identtistä moduulia vastakkaisissa päissä.

---

Tietolähteet

FS.com - SFP-lähetinvastaanotintyyppianalyysi (2024)

IEEE 802.3 Ethernet -standardit - Fyysisen kerroksen tekniset tiedot

Ciscon lähetin-vastaanotinmoduulien käyttöönottoopas (2024)

MSA (Moni-lähdesopimus) - SFP, SFP+, SFP28 Specifications

LINK-PP:n tekninen dokumentaatio - Käyttölämpötila-alueet (2025)

Wikipedian - Small Form--tekijän kytkettävät standardit