Introdução ao módulo SFP: significado de SFP, SFP de fibra e tipos de SFP de cobre

O que é um módulo SFP?

SFP significa Small Form-factor Pluggable. O módulo SFP também é chamado de módulo de fibra SFP ou transceptor SFP. Como o nome indica, o módulo SFP é um dispositivo de rede de fibra óptica pequeno e hot-pluggable usado para comunicação de dados. Ele é comumente usado em redes Gigabit Ethernet, fornecendo uma velocidade de 1.25 Gbit/s.

O módulo SFP tem vários atributos importantes, incluindo:

• Tamanho pequeno - O módulo SFP foi desenvolvido a partir do módulo GBIC. GBIC significa Gigabit Interface Converter. Tanto SFP quanto GBIC são aplicados em Gigabit Ethernet, fornecendo velocidades de até 1000Mbps. No entanto, o módulo SFP tem menos da metade do tamanho do módulo GBIC. A seguir, há uma figura comparativa de transceptor SFP vs transceptor GBIC. O tamanho menor significa que switches com portas SFP permitem maior densidade de portas do que switches com portas GBIC.

Módulo GBIC vs módulo SFP

Switch de porta GBIC vs switch de porta SFP

• Conectável a quente - O módulo SFP oferece suporte a hot-plug, ou seja, não é necessário cortar a fonte de alimentação; o módulo pode ser conectado ou desconectado dos switches. O hot-plug simplifica o processo de manutenção, pois o gerente de rede pode atualizar e expandir o sistema sem desligar a rede.

Como funciona um SFP?

O módulo óptico SFP é composto por:

O laser (incluindo o transmissor TOSA e o receptor ROSA), o CI da placa de circuito e os acessórios externos. Os acessórios externos incluem a carcaça, a base, a PCBA, o anel de puxar, a trava, a peça de desbloqueio e o plugue de borracha. Para facilitar a identificação, a cor do anel de puxar geralmente é usada para identificar os diferentes tipos de módulos SFP.

Estrutura do módulo SFP

O módulo SFP, que opera na camada física do modelo OSI, é um dos componentes centrais da rede de comunicação por fibra óptica. Seu objetivo é realizar a conversão eletro-óptica e a conversão óptico-elétrica na comunicação por fibra óptica. O diagrama do princípio de funcionamento do módulo óptico SFP é mostrado abaixo.

Diagrama do princípio de funcionamento do SFP

Primeiramente, o sinal elétrico é inserido por meio da interface SFP com uma determinada taxa de código. Depois de ser processado pelo chip de acionamento interno, o driver do diodo laser ( LD) ou o diodo emissor de luz (LED) emite um sinal óptico modulado. Depois que o sinal óptico é transmitido pela fibra óptica, a interface SFP receptora então converte o sinal óptico em um sinal elétrico pelo LED e, por fim, emite o sinal elétrico depois de ser processado pelo pré-amplificador.

Tipos de SFP 

De acordo com diferentes padrões de classificação, os módulos SFP têm muitos tipos diferentes. Os tipos específicos de módulos SFP são descritos da seguinte forma:

1. Meio de transmissão: Com base nos diferentes meios de transmissão de cabos de fibra óptica e cabos de cobre, os módulos SFP incluem SFPs de fibra e SFPs de cobre.

• Módulos SFP de fibra incluem: Módulo SFP 1000BASE-SX, módulo SFP 1000BASE-LX, módulo SFP 1000BASE-EX, módulo SFP 1000BASE-EZX, módulo SFP BiDi, módulo SFP CWDM e módulo SFP DWDM. Eles são estruturados com conectores LC. SFPs BiDi usam conectores LC simplex e os demais usam conectores LC duplex. A distância máxima de transmissão do módulo óptico SFP de fibra pode chegar a centenas de quilômetros ao conectar com o cabo de fibra óptica monomodo LC para LC.

SFP de fibra vs SFP de cobre

• Módulos SFP de cobre incluem: Módulos SFP 1000BASE-T. Eles usam conectores RJ-45 em vez de conectores LC. O SFP de cobre 1000BASE-T permite um comprimento de enlace de até 100 metros sobre cabo de par trançado de cobre Cat5e ou superior (Cat6/Cat6a).

2. Diâmetro do núcleo do cabo: Com base nos diferentes diâmetros de núcleo dos cabos conectados, o módulo SFP pode ser categorizado em SFP multimodo e SFP monomodo.

• Módulos SFP multimodo: Refere-se aos módulos SFP que funcionam com cabos de fibra óptica multimodo. O cabo de fibra multimodo tem um diâmetro de núcleo relativamente maior do que os cabos de fibra monomodo; portanto, permite mais de um modo de propagação, o que leva à sua limitação pela dispersão modal. A dispersão modal influencia a capacidade de transmissão do cabo de fibra; cabos de fibra multimodo são adequados apenas para comunicações de alcance relativamente curto, assim como os módulos SFP multimodo. O módulo transceptor SFP multimodo mais comum é o 1000BASE-SX SFP, que permite uma distância máxima de 550m a uma velocidade de 1.25 Gbit/s.

• Módulo SFP monomodo: Refere-se aos módulos SFP que funcionam com cabos de fibra óptica monomodo. O cabo de fibra monomodo é projetado para transmitir apenas um único modo de luz com seu pequeno diâmetro de núcleo. A dispersão modal da fibra monomodo é muito mais estreita do que a da fibra multimodo; portanto, ela suporta uma largura de banda maior que a fibra multimodo e geralmente é usada em redes de longa distância. 1000BASE-LX, 1000BASE-EX, 1000BASE-EZX, BiDi SFP, CWDM SFP e DWDM SFP são todos módulos transceptores SFP monomodo.

Em geral, equipamentos (incluindo cabos de fibra óptica, módulos transceptores, etc.) para fibra monomodo são mais caros do que equipamentos para fibra óptica multimodo.

Como escolher o módulo SFP certo

Escolha as especificações SFP adequadas

As principais especificações dos transceptores ópticos incluem velocidade, distância de transmissão, comprimento de onda, interface, tipo de mídia e temperatura de operação. Os módulos SFP não são exceção. Os parâmetros específicos dos módulos SFP estão listados a seguir.

Velocidade: 1.25G/s

Distância de transmissão: centenas de metros a centenas de quilômetros

Comprimento de onda: comprimentos de onda de 850nm, 1310nm, 1550nm, CWDM/DWDM

Interface: RJ45/Duplex LC/Simplex LC

Modo de transmissão: Multimodo/Monomodo

Tipo de mídia: Cobre Cat 5e/6/6a, MMF OM3/4/5, SMF OS2

Temperatura de operação:  Temperatura comercial (0-70°C), temperatura estendida (-20-85°C), temperatura industrial  (-40-85℃).

Ao escolher um módulo SFP, você deve combinar as portas SFP dos seus switches existentes ou equipamentos de roteador com as demandas reais da sua aplicação. Por exemplo, se o seu switch de rede estiver equipado com portas SFP RJ45, você só poderá inserir um módulo SFP 1000BASE-T em vez de módulos ópticos de fibra. Se o cenário da sua aplicação for transmissão de longa distância, você deve escolher módulos SFP monomodo, em vez de SFPs multimodo.

Garanta 100% de compatibilidade 

Módulos SFP de terceiros têm uma vantagem em termos de custo-benefício, mas a questão da compatibilidade deve ser enfatizada. Fabricantes terceirizados qualificados, como QSFPTEK, codificarão e testarão 100% dos módulos SFP de acordo com as especificações exatas dos dispositivos de switches & roteadores do OEM, em vez de apenas um teste de emulação. Verificar se os módulos SFP são totalmente compatíveis e interoperáveis com os switches ou roteadores OEM é vital para um fornecedor de SFP.

O baixo consumo de energia também deve ser considerado

O OPEX de data centers está intimamente ligado ao consumo de energia dos módulos SFP. O consumo de energia dos módulos ópticos varia devido à qualidade de fabricação do fornecedor. Alguns fornecedores podem usar componentes mais baratos e de baixa qualidade; os módulos SFP que eles fabricam podem funcionar normalmente, mas seus módulos têm maior consumo de energia, o que não é confiável durante longos períodos de uso. 

O consumo de energia de dois módulos ópticos do mesmo tipo difere em alguns watts ou miliwatts, o que também faz uma grande diferença. Supondo que o consumo de energia de dois módulos ópticos 10G seja de 3W e 2,5W, respectivamente, o consumo de energia dos módulos ópticos de switches 48G pode chegar a 144W (o primeiro) e 120W (o segundo). Se a rede agora tiver 16pcs desses switches 48G, o valor total será de 2300 watts e 1920 watts. Isso mostra que grandes quantidades de energia e custos operacionais podem ser economizados em redes médias a grandes usando módulos ópticos com menor consumo de energia.

Variantes SFP

Desde que o SFP foi introduzido em 2001, ele evoluiu para muitas novas variantes. Os tipos típicos de variantes SFP incluem SFP+, SFP28, QSFP+, QSFP28, QSFP56, QSFP-DD, etc. As principais especificações desses módulos transceptores estão resumidas na tabela a seguir.

Conclusão

O post acima falou detalhadamente sobre o significado de SFP, o que é um SFP, a estrutura do SFP, como ele funciona, tipos e variantes de SFP. Se você precisa de módulos SFP ou de quaisquer variantes de módulos SFP (SFP+/SFP28/QSFP+/QSFP28/QSFP56/QSFP-DD), pode obtê-los com os preços mais razoáveis e desempenho de alta qualidade na QSFPTEK. Seja bem-vindo para visitar www.qsfptek.com, ou entre em contato com nossa equipe de vendas via [email protected].