Introduzione al modulo SFP: significato di SFP, SFP in fibra e tipi di SFP in rame

Che cos'è un modulo SFP?

SFP significa Small Form-factor Pluggable. Il modulo SFP è anche indicato come modulo in fibra SFP o transceiver SFP. Come suggerisce il nome, il modulo SFP è un piccolo dispositivo di rete in fibra ottica hot-pluggable utilizzato per la comunicazione dati. È comunemente usato nelle reti Gigabit Ethernet, fornendo una velocità di 1.25 Gbit/s.

Il modulo SFP presenta una serie di attributi chiave, tra cui:

• Dimensioni ridotte - Il modulo SFP è sviluppato a partire dal modulo GBIC. GBIC significa Gigabit Interface Converter. Sia SFP che GBIC sono applicati in Gigabit Ethernet, fornendo velocità fino a 1000Mbps. Tuttavia, il modulo SFP ha dimensioni inferiori a oltre la metà rispetto al modulo GBIC. Di seguito è riportata una figura comparativa tra transceiver SFP e transceiver GBIC. Le dimensioni ridotte significano che gli switch con porte SFP consentono una densità di porte maggiore rispetto agli switch con porte GBIC.

Modulo GBIC vs modulo SFP

switch con porta GBIC vs switch con porta SFP

• Collegabile a caldo - Il modulo SFP supporta l'hot-plug, ovvero non è necessario interrompere l'alimentazione; il modulo può essere collegato o scollegato dagli switch. L'hot-plug semplifica il processo di manutenzione poiché il responsabile di rete può aggiornare ed espandere il sistema senza arrestare la rete.

Come funziona un SFP?

Il modulo ottico SFP è composto da:

Il laser (inclusi il trasmettitore TOSA e il ricevitore ROSA), l'IC della scheda circuitale e gli accessori esterni. Gli accessori esterni includono l'involucro, la base, la PCBA, l'anello di estrazione, la fibbia, la parte di sblocco e il tappo in gomma. Per facilitare l'identificazione, il colore dell'anello di estrazione viene generalmente utilizzato per identificare i diversi tipi di moduli SFP.

Struttura del modulo SFP

Il modulo SFP, che opera nel livello fisico del modello OSI, è uno dei componenti principali della rete di comunicazione in fibra ottica. Il suo scopo è realizzare la conversione elettrico-ottica e la conversione ottico-elettrica nella comunicazione in fibra ottica. Il diagramma del principio di funzionamento del modulo ottico SFP è mostrato di seguito.

Diagramma del principio di funzionamento SFP

Innanzitutto, il segnale elettrico viene immesso attraverso l'interfaccia SFP con una determinata velocità di codifica. Dopo essere stato elaborato dal chip di pilotaggio interno, il driver del diodo laser (LD) o il diodo a emissione luminosa (LED) emette un segnale ottico modulato. Dopo che il segnale ottico è stato trasmesso attraverso la fibra ottica, l'interfaccia SFP ricevente converte quindi il segnale ottico in un segnale elettrico tramite il LED e infine emette il segnale elettrico dopo l'elaborazione da parte del preamplificatore.

Tipi di SFP 

In base ai diversi standard di classificazione, i moduli SFP hanno molti tipi diversi. I tipi specifici di moduli SFP sono descritti come segue:

1. Mezzi di trasmissione: In base ai diversi mezzi di trasmissione dei cavi in fibra ottica e dei cavi in rame, i moduli SFP includono SFP in fibra e SFP in rame.

• Moduli SFP in fibra includono: Modulo SFP 1000BASE-SX, modulo SFP 1000BASE-LX, modulo SFP 1000BASE-EX, modulo SFP 1000BASE-EZX, modulo SFP BiDi, modulo SFP CWDM e modulo SFP DWDM. Sono strutturati con connettori LC. Gli SFP BiDi utilizzano connettori LC simplex e gli altri utilizzano connettori LC duplex. La distanza massima di trasmissione del modulo ottico SFP in fibra può raggiungere centinaia di chilometri quando viene collegato con il cavo in fibra ottica monomodale da LC a LC.

SFP in fibra vs SFP in rame

• Moduli SFP in rame includono: Moduli SFP 1000BASE-T. Utilizzano connettori RJ-45 invece di connettori LC. SFP in rame 1000BASE-T consente una lunghezza del collegamento fino a 100 metri su cavo Cat5e a doppino intrecciato in rame o superiore (Cat6/Cat6a).

2. Diametro del nucleo del cavo: In base ai diversi diametri del nucleo dei cavi collegati, il modulo SFP può essere classificato in SFP multimodale e SFP monomodale.

• Moduli SFP multimodali: Si riferisce ai moduli SFP che funzionano con cavi in fibra ottica multimodale. Il cavo in fibra multimodale ha un diametro del nucleo relativamente maggiore rispetto ai cavi in fibra monomodale, quindi consente più di una modalità di propagazione e ciò lo porta a essere limitato dalla dispersione modale. La dispersione modale influisce sulla capacità di trasmissione del cavo in fibra; i cavi in fibra multimodale sono adatti solo per comunicazioni a distanza relativamente breve, e lo stesso vale per i moduli SFP multimodali. Il modulo transceiver SFP multimodale più comune è 1000BASE-SX SFP, che consente una distanza massima di 550m a una velocità di 1.25 Gbit/s.

• Modulo SFP monomodale: Si riferisce ai moduli SFP che funzionano con cavi in fibra ottica monomodale. Il cavo in fibra monomodale è progettato per trasmettere una sola modalità di luce grazie al suo piccolo diametro del nucleo. La dispersione modale della fibra monomodale è molto più stretta rispetto alla fibra multimodale, quindi supporta una larghezza di banda maggiore rispetto alla fibra multimodale ed è solitamente utilizzata nelle reti a lunga distanza. 1000BASE-LX, 1000BASE-EX, 1000BASE-EZX, BiDi SFP, CWDM SFP e DWDM SFP sono tutti moduli ricetrasmettitori SFP monomodali.

In generale, le apparecchiature (inclusi cavi in fibra ottica, moduli transceiver, ecc.) per la fibra monomodale sono più costose delle apparecchiature per la fibra ottica multimodale.

Come scegliere il modulo SFP giusto

Scegli le specifiche SFP adatte

Le principali specifiche dei transceiver ottici includono velocità, distanza di trasmissione, lunghezza d'onda, interfaccia, tipo di supporto, temperatura di funzionamento. I moduli SFP non fanno eccezione. I parametri specifici dei moduli SFP sono elencati di seguito.

Velocità: 1.25G/s

Distanza di trasmissione: da centinaia di metri a centinaia di chilometri

Lunghezza d'onda: lunghezze d'onda 850nm, 1310nm, 1550nm, CWDM/DWDM

Interfaccia: RJ45/Duplex LC/Simplex LC

Modalità di trasmissione: Multimodale/Monomodale

Tipo di supporto: Copper Cat 5e/6/6a, MMF OM3/4/5, SMF OS2

Temperatura di esercizio:  Temperatura commerciale (0-70°C), temperatura estesa (-20-85°C), temperatura industriale  (-40-85℃).

Quando si sceglie un modulo SFP, è necessario combinare le porte SFP degli switch o delle apparecchiature router esistenti con le effettive esigenze applicative. Ad esempio, se lo switch di rete è dotato di porte SFP RJ45, è possibile inserire solo un modulo SFP 1000BASE-T invece di moduli ottici in fibra. Se lo scenario della tua applicazione è la trasmissione a lunga distanza, dovresti scegliere moduli SFP monomodali invece di SFP multimodali.

Garantisci il 100% di compatibilità 

I moduli SFP di terze parti hanno un vantaggio in termini di convenienza economica, ma il problema della compatibilità deve essere sottolineato. I produttori terzi qualificati, come QSFPTEK, codificheranno e testeranno il 100% dei moduli SFP secondo le specifiche esatte dei dispositivi switch & router OEM’s, invece di limitarsi a un test di emulazione. Verificare che i moduli SFP siano pienamente compatibili e interoperabili con gli switch o i router OEM è fondamentale per un fornitore di SFP.

È opportuno considerare anche il basso consumo energetico

L'OPEX del data center è strettamente legato al consumo energetico dei moduli SFP. Il consumo energetico dei moduli ottici varierà a causa della qualità di produzione del fornitore. Alcuni fornitori possono utilizzare componenti più economici e di bassa qualità; i moduli SFP che producono possono funzionare normalmente, ma i loro moduli hanno un consumo energetico più elevato, il che non è affidabile durante lunghi periodi di utilizzo. 

Il consumo energetico di due moduli ottici dello stesso tipo differisce di pochi watt o milliwatt, il che fa comunque una grande differenza. Supponendo che il consumo energetico di due moduli ottici 10G sia rispettivamente di 3W e 2.5W, il consumo energetico dei moduli ottici di switch 48G può raggiungere 144W (il primo) e 120W (il secondo). Se la rete dispone ora di 16pcs di tali switch 48G, il valore totale è di 2300 watt e 1920 watt. Ciò dimostra che nelle reti medio-grandi è possibile risparmiare grandi quantità di energia e costi operativi utilizzando moduli ottici a minor consumo energetico.

Varianti SFP

Da quando SFP è stato introdotto nel 2001, si è evoluto in molte nuove varianti. I tipi tipici di varianti SFP includono SFP+, SFP28, QSFP+, QSFP28, QSFP56, QSFP-DD, ecc. Le principali specifiche di questi moduli transceiver sono riassunte nella tabella seguente.

Conclusione

Il post precedente ha parlato in dettaglio del significato di SFP, di cos'è un SFP, della struttura SFP, di come funziona, dei tipi e delle varianti SFP. Se hai bisogno di moduli SFP o di qualsiasi variante di modulo SFP (SFP+/SFP28/QSFP+/QSFP28/QSFP56/QSFP-DD), puoi ottenerli con i prezzi più ragionevoli e prestazioni di alta qualità presso QSFPTEK. Benvenuto a visitare www.qsfptek.com, oppure contatta il nostro team commerciale tramite [email protected].