Einführung in SFP-Module: SFP-Bedeutung, Glasfaser-SFP und Kupfer-SFP-Typen

Was ist ein SFP-Modul?

SFP bedeutet Small Form-factor Pluggable. Das SFP-Modul wird auch als SFP-Glasfasermodul oder SFP-Transceiver bezeichnet. Wie der Name schon sagt, ist das SFP-Modul ein kleines, hot-plug-fähiges Glasfaser-Netzwerkgerät, das für die Datenkommunikation verwendet wird. Es wird häufig in Gigabit-Ethernet-Netzwerken eingesetzt und bietet eine Geschwindigkeit von 1,25 Gbit/s.

Das SFP-Modul verfügt über eine Reihe wichtiger Eigenschaften, darunter:

• Kleine Größe - Das SFP-Modul wurde aus dem GBIC-Modul entwickelt. GBIC bedeutet Gigabit Interface Converter. Sowohl SFP als auch GBIC werden in Gigabit Ethernet eingesetzt und bieten Geschwindigkeiten von bis zu 1000Mbps. Das SFP-Modul ist jedoch mehr als halb so klein wie das GBIC-Modul. Im Folgenden finden Sie eine vergleichende Abbildung zu SFP-Transceiver vs GBIC-Transceiver. Die kleinere Größe bedeutet, dass Switches mit SFP-Ports eine höhere Portdichte ermöglichen als Switches mit GBIC-Ports.

GBIC-Modul vs. SFP-Modul

GBIC-Port-Switch vs SFP-Port-Switch

• Hot-Plug-fähig - Das SFP-Modul unterstützt Hot-Plug, das heißt, es ist nicht erforderlich, die Stromversorgung zu unterbrechen; das Modul kann an die Switches angeschlossen oder von ihnen getrennt werden. Hot-Plug vereinfacht den Wartungsprozess, da der Netzwerkmanager das System aktualisieren und erweitern kann, ohne das Netzwerk herunterzufahren.

Wie funktioniert ein SFP?

Das optische SFP-Modul besteht aus:

Der Laser (einschließlich Sender-TOSA und Empfänger-ROSA), die Leiterplatten-ICs und das externe Zubehör. Zum externen Zubehör gehören Gehäuse, Basis, PCBA, Zugring, Schnalle, Entriegelungsteil und Gummistopfen. Um die Identifizierung zu erleichtern, wird die Farbe des Zugrings im Allgemeinen verwendet, um die verschiedenen Typen von SFP-Modulen zu kennzeichnen.

SFP-Modulstruktur

Das SFP-Modul, das in der physikalischen Schicht des OSI-Modells arbeitet, ist eine der Kernkomponenten des Glasfaser-Kommunikationsnetzes. Sein Zweck besteht darin, die elektrisch-optische Umwandlung und die optisch-elektrische Umwandlung in der Glasfaserkommunikation zu realisieren. Das Funktionsprinzip-Diagramm des optischen SFP-Moduls ist unten dargestellt.

Diagramm des SFP-Funktionsprinzips

Zunächst wird das elektrische Signal über die SFP-Schnittstelle mit einer bestimmten Coderate eingegeben. Nach der Verarbeitung durch den internen Treiberchip gibt der Laser Diode ( LD)-Treiber oder die Leuchtdiode (LED) ein moduliertes optisches Signal aus. Nachdem das optische Signal durch die Glasfaser übertragen wurde, wandelt die empfangende SFP-Schnittstelle das optische Signal dann über die LED in ein elektrisches Signal um und gibt schließlich das elektrische Signal nach der Verarbeitung durch den Vorverstärker aus.

SFP-Typen 

Nach verschiedenen Klassifizierungsstandards gibt es viele verschiedene Arten von SFP-Modulen. Die spezifischen Typen von SFP-Modulen werden wie folgt beschrieben:

1. Übertragungsmedien: Basierend auf verschiedenen Übertragungsmedien von Glasfaserkabeln und Kupferkabeln umfassen SFP-Module Glasfaser-SFPs und Kupfer-SFPs.

• Fiber-SFP-Module einschließen: 1000BASE-SX SFP-Modul, 1000BASE-LX SFP-Modul, 1000BASE-EX SFP-Modul, 1000BASE-EZX SFP-Modul, BiDi SFP-Modul, CWDM SFP-Modul und DWDM SFP-Modul. Sie sind mit LC-Steckverbindern aufgebaut. BiDi-SFPs verwenden Simplex-LC-Steckverbinder, andere verwenden Duplex-LC-Steckverbinder. Die maximale Übertragungsdistanz des optischen Fiber-SFP-Moduls kann bei Verbindung mit dem LC-zu-LC-Singlemode-Glasfaserkabel bis zu Hunderte von Kilometern erreichen.

Glasfaser-SFP vs. Kupfer-SFP

• Kupfer-SFP-Module einschließen: 1000BASE-T SFP-Module. Sie verwenden RJ-45-Steckverbinder anstelle von LC-Steckverbindern. 1000BASE-T-Kupfer-SFP ermöglicht eine Verbindungslänge von bis zu 100 Metern über Kupfer-Twisted-Pair-Kabel Cat5e oder besser (Cat6/Cat6a).

2. Kabelkerndurchmesser: Basierend auf den unterschiedlichen Kerndurchmessern der angeschlossenen Kabel kann das SFP-Modul in Multimode-SFP und Singlemode-SFP kategorisiert werden.

• Multimode-SFP-Module: Bezieht sich auf die SFP-Module, die mit Multimode-Glasfaserkabeln arbeiten. Multimode-Glasfaserkabel haben einen relativ größeren Kerndurchmesser als Singlemode-Glasfaserkabel; daher ermöglichen sie mehr als einen Ausbreitungsmodus, was dazu führt, dass sie durch modale Dispersion begrenzt sind. Die modale Dispersion beeinflusst die Übertragungskapazität des Glasfaserkabels; Multimode-Glasfaserkabel eignen sich nur für Kommunikation über relativ kurze Entfernungen, ebenso wie Multimode-SFP-Module. Das gängigste Multimode-SFP-Transceiver-Modul ist 1000BASE-SX SFP, das eine maximale Entfernung von 550m bei einer Geschwindigkeit von 1.25 Gbit/s ermöglicht.

• Singlemode-SFP-Modul: Bezieht sich auf die SFP-Module, die mit Singlemode-Glasfaserkabeln arbeiten. Singlemode-Glasfaserkabel sind dafür ausgelegt, mit ihrem kleinen Kerndurchmesser nur einen einzigen Lichtmodus zu übertragen. Die modale Dispersion von Singlemode-Fasern ist deutlich geringer als die von Multimode-Fasern; daher unterstützen sie eine höhere Bandbreite als Multimode-Fasern und werden üblicherweise in Langstreckennetzen eingesetzt. 1000BASE-LX, 1000BASE-EX, 1000BASE-EZX, BiDi SFP, CWDM SFP und DWDM SFP sind alles Singlemode-SFP-Transceiver-Module.

Im Allgemeinen sind Geräte (einschließlich Glasfaserkabel, Transceiver-Module usw.) für Singlemode-Fasern teurer als Geräte für Multimode-Glasfasern.

So wählen Sie das richtige SFP-Modul aus

Wählen Sie die passenden SFP-Spezifikationen

Zu den wichtigsten Spezifikationen optischer Transceiver gehören Geschwindigkeit, Übertragungsdistanz, Wellenlänge, Schnittstelle, Medientyp und Betriebstemperatur. SFP-Module bilden keine Ausnahme. Die spezifischen Parameter von SFP-Modulen sind wie folgt aufgeführt.

Geschwindigkeit: 1.25G/s

Übertragungsdistanz: Hunderte von Metern bis Hunderte von Kilometern

Wellenlänge: 850nm, 1310nm, 1550nm, CWDM/DWDM-Wellenlängen

Schnittstelle: RJ45/Duplex LC/Simplex LC

Übertragungsmodus: Multimode/Singlemode

Medientyp: Kupfer Cat 5e/6/6a, MMF OM3/4/5, SMF OS2

Betriebstemperatur:  Kommerzielle Temperatur (0-70°C), erweiterte Temperatur (-20-85°C), industrielle Temperatur  (-40-85℃).

Bei der Auswahl eines SFP-Moduls sollten Sie die SFP-Ports Ihrer vorhandenen Switches oder Router-Geräte und Ihre tatsächlichen Anwendungsanforderungen berücksichtigen. Wenn Ihr Netzwerk-Switch beispielsweise mit SFP-RJ45-Ports ausgestattet ist, können Sie nur ein 1000BASE-T-SFP-Modul anstelle von Glasfasermodulen einsetzen. Wenn Ihr Anwendungsszenario die Langstreckenübertragung ist, sollten Sie Singlemode-SFP-Module anstelle von Multimode-SFPs wählen.

100%ige Kompatibilität sicherstellen 

SFP-Module von Drittanbietern haben einen Kosteneffektivitätsvorteil, aber das Kompatibilitätsproblem muss hervorgehoben werden. Qualifizierte Drittanbieter wie QSFPTEK codieren und testen 100% der SFP-Module gemäß den genauen Spezifikationen der Switches & Router-Geräte des OEM, anstatt nur einen Emulationstest durchzuführen. Die Überprüfung, ob die SFP-Module vollständig kompatibel und interoperabel mit den OEM-Switches oder -Routern sind, ist für einen SFP-Lieferanten von entscheidender Bedeutung.

Ein niedriger Stromverbrauch sollte ebenfalls berücksichtigt werden

Die OPEX von Rechenzentren hängen eng mit dem Stromverbrauch von SFP-Modulen zusammen. Der Stromverbrauch der optischen Module variiert aufgrund der Fertigungsqualität des Lieferanten. Einige Lieferanten verwenden möglicherweise billigere und minderwertige Komponenten; die von ihnen hergestellten SFP-Module können zwar normal funktionieren, haben jedoch einen höheren Stromverbrauch, was bei langer Nutzungsdauer nicht zuverlässig ist. 

Der Stromverbrauch von zwei optischen Modulen desselben Typs unterscheidet sich um einige Watt oder Milliwatt, was ebenfalls einen großen Unterschied macht. Angenommen, der Stromverbrauch von zwei 10G-Optikmodulen beträgt jeweils 3W bzw. 2.5W, dann kann der Stromverbrauch der optischen Module von 48G-Switches 144W (erstere) und 120W (letztere) erreichen. Wenn das Netzwerk nun 16pcs solcher 48G-Switches hat, beträgt der Gesamtwert 2300 Watt und 1920 Watt. Dies zeigt, dass in mittleren bis großen Netzwerken durch den Einsatz optischer Module mit geringerem Stromverbrauch große Mengen an Energie und Betriebskosten eingespart werden können.

SFP-Varianten

Seit SFP im Jahr 2001 eingeführt wurde, hat es sich zu vielen neuen Varianten weiterentwickelt. Zu den typischen SFP-Variantentypen gehören SFP+, SFP28, QSFP+, QSFP28, QSFP56, QSFP-DD usw. Die wichtigsten Spezifikationen dieser Transceiver-Module sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst.

Fazit

Der obige Beitrag hat ausführlich über die Bedeutung von SFP gesprochen, was ein SFP ist, die SFP-Struktur, wie es funktioniert, SFP-Typen und Varianten. Wenn Sie SFP-Module oder Varianten von SFP-Modulen (SFP+/SFP28/QSFP+/QSFP28/QSFP56/QSFP-DD) benötigen, können Sie diese zu den günstigsten Preisen und mit hochwertiger Leistung bei QSFPTEK erhalten. Willkommen zu besuchen www.qsfptek.com, oder kontaktieren Sie unser Vertriebsteam über [email protected].