Введение в SFP-модули: значение SFP, оптоволоконные SFP и типы медных SFP

Что такое модуль SFP?

SFP означает Small Form-factor Pluggable. Модуль SFP также называют оптическим модулем SFP или трансивером SFP. Как следует из названия, модуль SFP представляет собой небольшое оптическое сетевое устройство с возможностью горячей замены, используемое для передачи данных. Он обычно применяется в сетях Gigabit Ethernet, обеспечивая скорость 1.25 Гбит/с.

Модуль SFP имеет ряд ключевых характеристик, включая:

• Малый размер - Модуль SFP разработан на основе модуля GBIC. GBIC означает Gigabit Interface Converter. И SFP, и GBIC применяются в Gigabit Ethernet, обеспечивая скорость до 1000Mbps. Однако модуль SFP более чем в два раза меньше модуля GBIC. Ниже приведен сравнительный рисунок трансиверов SFP и GBIC. Меньший размер означает, что коммутаторы с портами SFP обеспечивают более высокую плотность портов, чем коммутаторы с портами GBIC.

Модуль GBIC и модуль SFP

Коммутатор с портом GBIC и коммутатор с портом SFP

• С возможностью горячей замены - Модуль SFP поддерживает горячее подключение, то есть отключать питание не требуется: модуль можно подключать к коммутаторам и отключать от них. Горячее подключение упрощает процесс обслуживания, поскольку сетевой администратор может модернизировать и расширять систему без отключения сети.

Как работает SFP?

Оптический модуль SFP состоит из:

Лазер (включая передатчик TOSA и приёмник ROSA), микросхема печатной платы и внешние аксессуары. К внешним аксессуарам относятся корпус, основание, PCBA, вытяжное кольцо, защёлка, разблокирующая часть и резиновая заглушка. Для облегчения идентификации цвет вытяжного кольца обычно используется для обозначения различных типов модулей SFP.

Конструкция модуля SFP

Модуль SFP, работающий на физическом уровне модели OSI, является одним из основных компонентов оптоволоконной сети связи. Его назначение — выполнять электрооптическое и оптоэлектрическое преобразование в оптоволоконной связи. Ниже показана схема принципа работы оптического модуля SFP.

Схема принципа работы SFP

Сначала электрический сигнал с определенной скоростью передачи данных поступает через интерфейс SFP. После обработки внутренней микросхемой управления лазерный диод ( LD) или драйвер светоизлучающего диода (LED) излучает модулированный оптический сигнал. После передачи оптического сигнала по оптоволокну приемный интерфейс SFP преобразует оптический сигнал в электрический с помощью LED и, наконец, выводит электрический сигнал после его обработки предусилителем.

Типы SFP 

В соответствии с различными стандартами классификации модули SFP имеют множество типов. Конкретные типы модулей SFP описаны ниже:

1. Среда передачи: В зависимости от типа среды передачи оптоволоконных и медных кабелей модули SFP подразделяются на оптоволоконные SFP и медные SFP.

• Волоконно-оптические SFP-модули включать: Модуль SFP 1000BASE-SX, модуль SFP 1000BASE-LX, модуль SFP 1000BASE-EX, модуль SFP 1000BASE-EZX, модуль BiDi SFP, модуль CWDM SFP и модуль DWDM SFP. Они оснащены разъемами LC. В модулях BiDi SFP используются симплексные разъемы LC, а в остальных — дуплексные разъемы LC. Максимальная дальность передачи оптического модуля SFP для оптоволокна может достигать сотен километров при подключении одномодовым оптоволоконным кабелем LC–LC.

Оптический SFP и медный SFP

• Медные SFP-модули включать: Модули 1000BASE-T SFP. В них используются разъемы RJ-45 вместо разъемов LC. Медный SFP 1000BASE-T обеспечивает длину линии до 100 метров по медному кабелю типа «витая пара» Cat5e или выше (Cat6/Cat6a).

2. Диаметр сердцевины кабеля: В зависимости от различного диаметра сердцевины подключаемых кабелей модуль SFP подразделяется на многомодовый SFP и одномодовый SFP.

• Многомодовые SFP-модули: Относится к модулям SFP, работающим с многомодовыми оптическими кабелями. Многомодовый оптический кабель имеет относительно больший диаметр сердцевины по сравнению с одномодовыми оптическими кабелями, поэтому он поддерживает более одного режима распространения, что приводит к ограничению модовой дисперсией. Модовая дисперсия влияет на пропускную способность оптического кабеля; многомодовые оптические кабели подходят только для относительно коротких расстояний связи, как и многомодовые модули SFP. Наиболее распространённым многомодовым модулем SFP-трансивера является 1000BASE-SX SFP, который обеспечивает максимальное расстояние 550 м при скорости 1.25 Gbit/s.

• Одномодовый SFP-модуль: Относится к SFP-модулям, работающим с одномодовыми оптическими кабелями. Одномодовый оптический кабель предназначен для передачи только одной моды света благодаря малому диаметру сердцевины. Модовая дисперсия одномодового волокна значительно меньше, чем у многомодового волокна, поэтому оно поддерживает более высокую пропускную способность и обычно используется в сетях дальней связи. 1000BASE-LX, 1000BASE-EX, 1000BASE-EZX, BiDi SFP, CWDM SFP и DWDM SFP являются одномодовыми SFP-трансиверными модулями.

Как правило, оборудование (включая волоконно-оптические кабели, модули-трансиверы и т. д.) для одномодового волокна стоит дороже, чем оборудование для многомодового оптического волокна.

Как выбрать подходящий модуль SFP

Выберите подходящие характеристики SFP

К основным характеристикам оптических трансиверов относятся скорость, дальность передачи, длина волны, интерфейс, тип среды и рабочая температура. Модули SFP не являются исключением. Ниже приведены конкретные параметры модулей SFP.

Скорость: 1.25G/s

Дальность передачи: от сотен метров до сотен километров

Длина волны: Длины волн 850 нм, 1310 нм, 1550 нм, CWDM/DWDM

Интерфейс: RJ45/дуплексный LC/симплексный LC

Режим передачи: Многомодовый/одномодовый

Тип носителя: Медный кабель Cat 5e/6/6a, MMF OM3/4/5, SMF OS2

Рабочая температура:  Коммерческий температурный диапазон (0-70°C), расширенный температурный диапазон (-20-85°C), промышленный температурный диапазон  (-40-85℃).

При выборе модуля SFP следует учитывать SFP-порты имеющегося сетевого коммутатора или маршрутизатора, а также фактические требования приложения. Например, если ваш сетевой коммутатор оснащен портами SFP RJ45, вы можете установить только модуль SFP 1000BASE-T вместо оптических модулей. Если ваш сценарий применения предполагает передачу на большие расстояния, следует выбрать одномодовые модули SFP вместо многомодовых SFP.

Обеспечьте 100% совместимость 

Сторонние SFP-модули имеют преимущество с точки зрения экономичности, однако проблему совместимости необходимо особо подчеркнуть. Квалифицированные сторонние производители, такие как QSFPTEK, кодируют и тестируют 100% SFP-модулей в соответствии с точными спецификациями коммутаторов и маршрутизаторов OEM’s, вместо проведения лишь эмуляционного теста. Проверка полной совместимости и совместной работы SFP-модулей с коммутаторами или маршрутизаторами OEM имеет жизненно важное значение для поставщика SFP.

Также следует учитывать низкое энергопотребление

OPEX центра обработки данных тесно связан с энергопотреблением модулей SFP. Энергопотребление оптических модулей может различаться из-за качества производства поставщика‘s. Некоторые поставщики могут использовать более дешёвые и низкокачественные компоненты: изготовленные ими модули SFP могут нормально работать, но потреблять больше энергии, что ненадёжно при длительной эксплуатации. 

Энергопотребление двух оптических модулей одного типа может различаться на несколько ватт или милливатт, что также имеет большое значение. Предположим, что энергопотребление двух оптических модулей 10G составляет соответственно 3W и 2.5W, тогда энергопотребление оптических модулей коммутаторов 48G может достигать 144W (первый вариант) и 120W (второй вариант). Если в сети сейчас установлено 16 таких коммутаторов 48G, общая величина составит 2300 ватт и 1920 ватт. Это показывает, что в сетях среднего и крупного масштаба использование оптических модулей с меньшим энергопотреблением позволяет существенно сэкономить энергию и эксплуатационные расходы.

Варианты SFP

С момента появления SFP в 2001 году он эволюционировал во множество новых вариантов. К типичным вариантам SFP относятся SFP+, SFP28, QSFP+, QSFP28, QSFP56, QSFP-DD и т. д. Основные характеристики этих приемопередающих модулей’ приведены в следующей таблице.

Заключение

В приведенной выше статье подробно рассмотрены значение SFP, понятие SFP, структура SFP, принцип работы, типы и варианты SFP. Если вам нужны модули SFP или любые варианты модулей SFP (SFP+/SFP28/QSFP+/QSFP28/QSFP56/QSFP-DD), вы можете приобрести их по наиболее разумным ценам и с высокой производительностью в QSFPTEK. Добро пожаловать на сайт www.qsfptek.com, или свяжитесь с нашей командой по продажам через [email protected].