Transceptor plugável de fator de forma pequeno - Small form-factor pluggable transceiver

Fator de forma pequeno plugável conectado a um par de cabos de fibra óptica .

O SFP ( small form-factor pluggable ) é um módulo de interface de rede compacto e hot-pluggable usado para aplicações de telecomunicações e comunicação de dados . Uma interface SFP no hardware de rede é um slot modular para um transceptor específico de mídia para conectar um cabo de fibra óptica ou às vezes um cabo de cobre. A vantagem de usar SFPs em comparação com interfaces fixas (por exemplo, conectores modulares em switches Ethernet ) é que as portas individuais podem ser equipadas com qualquer tipo adequado de transceptor, conforme necessário.

O fator de forma e a interface elétrica são especificados por um contrato de múltiplas fontes (MSA) sob os auspícios do Comitê de fator de forma pequeno . O SFP substituiu o conversor de interface gigabit (GBIC) maior na maioria dos aplicativos e foi referido como Mini-GBIC por alguns fornecedores.

Existem transceptores SFP que oferecem suporte a redes ópticas síncronas (SONET), Gigabit Ethernet , Fibre Channel , PON e outros padrões de comunicação. Na introdução, as velocidades típicas eram de 1 Gbit / s para Ethernet SFPs e até 4 Gbit / s para módulos Fibre Channel SFP. Em 2006, a especificação SFP + trouxe velocidades de até 10 Gbit / se a iteração SFP28 foi projetada para velocidades de 25 Gbit / s.

Um irmão ligeiramente maior é o Quad Small Form-factor Pluggable ( QSFP ) de quatro pistas . As faixas adicionais permitem velocidades 4 vezes maiores do que o SFP correspondente. Em 2014, a variante QSFP28 foi publicada permitindo velocidades de até 100 Gbit / s. Em 2019, o QSFP56 intimamente relacionado foi padronizado dobrando as velocidades máximas para 200 Gbit / s com produtos já vendidos de grandes fornecedores. Existem adaptadores baratos que permitem que os transceptores SFP sejam colocados em uma porta QSFP.

Tanto um SFP-DD , que permite 100 Gbit / s em duas pistas, quanto uma especificação QSFP-DD , que permite 400 Gbit / s em oito pistas, foram publicados. Eles usam um formato que é compatível com os seus respectivos predecessores. Uma solução concorrente alternativa, o transceptor OSFP (Octal Small Format Pluggable) também se destina a links de fibra ótica de 400 Gbit / s entre equipamentos de rede via linhas de dados elétricos de 8 × 50 Gbit / s. É uma versão ligeiramente maior do que o fator de forma QSFP, que é capaz de lidar com saídas de energia maiores. O padrão OSFP foi anunciado inicialmente em 15 de novembro de 2016. Seus proponentes dizem que um adaptador de baixo custo permitirá a compatibilidade do módulo QSFP.

Tipos SFP

Os transceptores SFP estão disponíveis com uma variedade de especificações de transmissor e receptor, permitindo que os usuários selecionem o transceptor apropriado para cada link para fornecer o alcance óptico ou elétrico necessário sobre o tipo de mídia disponível (por exemplo , cabos de cobre de par trançado , multimodo ou modo único cabos de fibra). Os transceptores também são designados por sua velocidade de transmissão. Módulos SFP estão comumente disponíveis em várias categorias diferentes.

100 Mbit / s SFP

• Fibra multimodo, conector LC , com codificação de cores preta ou bege
  • SX  - 850 nm, para um máximo de 550 m
• Fibra multimodo, conector LC , com codificação de cor azul
  • FX  - 1300 nm, para uma distância de até 5 km.
  • LFX (nome dependente do fabricante) - 1310 nm, para uma distância de até 5 km.

• Fibra monomodo, conector LC, com codificação de cor azul
  • LX  - 1310 nm, para distâncias de até 10 km
  • EX  - 1310 nm, para distâncias de até 40 km

• Fibra monomodo, conector LC, com codificação de cores verde
  • ZX  - 1550 nm, para distâncias de até 80 km, (dependendo da perda do caminho da fibra)
  • EZX  - 1550 nm, para distâncias de até 160 km (dependendo da perda do caminho da fibra)

• Fibra monomodo, conector LC, bidirecional, com codificação de cores azul e amarelo
  • BX (oficialmente BX10 ) - 1550 nm / 1310 nm, Transceptores SFP de 100 Mbit bidirecionais de fibra única, emparelhados como BX-U ( azul ) e BX-D ( amarelo ) para uplink e downlink respectivamente, também para distâncias de até 10 km . Variações de SFPs bidirecionais também são fabricadas em versões de maior potência de transmissão com capacidades de comprimento de link de até 40 km.

• Cabeamento de par trançado de cobre, conector 8P8C (RJ-45)
  • 100BASE-TX  - para distâncias de até 100m.

SFP de 1 Gbit / s

• Fibra multimodo de 1 Gbit / s, conector LC , com alavanca de extração preta ou bege
  • SX  - 850 nm, para um máximo de 550 m a 1,25 Gbit / s (gigabit Ethernet). Outros aplicativos SFP multimodo suportam taxas ainda mais altas em distâncias mais curtas.
• Fibra multimodo de 1,25 Gbit / s, conector LC , cores da alavanca de extração não padronizadas
  • SX + / MX / LSX (nome dependente do fabricante) - 1310 nm, para uma distância de até 2 km. Não compatível com SX ou 100BASE-FX. Baseado no LX, mas projetado para funcionar com uma fibra multimodo usando um patch cable multimodo padrão em vez de um cabo de condicionamento de modo comumente usado para adaptar o LX ao multimodo.
• Fibra monomodo de 1 a 2,5 Gbit / s, conector LC, com alavanca de extração azul
  • LX  - 1310 nm, para distâncias de até 10 km (originalmente, LX cobria apenas 5 km e LX10 para 10 km seguido mais tarde)
  • EX  - 1310 nm, para distâncias de até 40 km
  • ZX  - 1550 nm, para distâncias de até 80 km (dependendo da perda do caminho da fibra), com alavanca de extração verde (ver GLC-ZX-SM1)
  • EZX  - 1550 nm, para distâncias de até 160 km (dependendo da perda do caminho da fibra)
  • BX (oficialmente BX10 ) - 1490 nm / 1310 nm, Transceptores SFP de Single Fiber Bi-Directional Gigabit, emparelhados como BX-U e BX-D para uplink e downlink respectivamente, também para distâncias de até 10 km. Também são fabricadas variações de SFPs bidirecionais que usam 1550 nm em uma direção e versões de potência de transmissão mais altas com capacidades de comprimento de link de até 80 km.
  • 1550 nm 40 km ( XD ), 80 km ( ZX ), 120 km ( EX ou EZX )
  • SFSW  - transceptores de comprimento de onda de fibra única, para tráfego bidirecional em uma única fibra. Juntamente com o CWDM, eles dobram a densidade de tráfego dos links de fibra.
  • Transceptores de multiplexação por divisão de comprimento de onda grosseira (CWDM) e multiplexação por divisão de comprimento de onda densa (DWDM) em vários comprimentos de onda alcançando várias distâncias máximas. Os transceptores CWDM e DWDM geralmente suportam distâncias de link de 40 km, 80 km e 120 km.
• 1 Gbit / s para cabeamento de par trançado de cobre, conector 8P8C (RJ-45)
  • 1000BASE-T  - esses módulos incorporam circuitos de interface significativos para recodificação de subcamada de codificação física e podem ser usados ​​apenas para gigabit Ethernet devido ao código de linha específico. Eles não são compatíveis com (ou melhor, não têm equivalentes para) Fibre Channel ou SONET. Ao contrário das portas 1000BASE-T de cobre não SFP integradas na maioria dos roteadores e switches, os SFPs 1000BASE-T geralmente não podem operar nas velocidades 100BASE-TX .

• Cobre e óptico de 100 Mbit / s - alguns fornecedores enviaram SFPs limitados de 100 Mbit / s para aplicativos de fibra para casa e substituição imediata de circuitos 100BASE-FX legados . Eles são relativamente incomuns e podem ser facilmente confundidos com SFPs de 100 Mbit / s.
• Embora não seja mencionado em nenhum documento de especificação oficial, a taxa máxima de dados do padrão SFP original é de 5 Gbit / s. Isso acabou sendo usado tanto pelo Fibre Channel 4GFC quanto pelo DDR Infiniband, especialmente em sua forma QSFP de quatro vias.
• Nos últimos anos, foram criados transceptores SFP que permitirão velocidades Ethernet de 2,5 Gbit / se 5 Gbit / s com SFPs com 2,5GBASE-T e 5GBASE-T.

10 Gbit / s SFP +

Um transceptor 10 Gigabit Ethernet XFP , superior , e um transceptor SFP +, inferior

O SFP + ( plugável de fator de forma pequeno aprimorado ) é uma versão aprimorada do SFP que oferece suporte a taxas de dados de até 16  Gbit / s . A especificação SFP + foi publicada pela primeira vez em 9 de maio de 2006, e a versão 4.1 publicada em 6 de julho de 2009. SFP + suporta Fibre Channel de 8 Gbit / s , Ethernet de 10 Gigabit e padrão OTU2 de Rede de Transporte Ótico. É um formato popular da indústria suportado por muitos fornecedores de componentes de rede. Embora o padrão SFP + não inclua menção de Fibre Channel de 16 Gbit / s, ele pode ser usado nessa velocidade.

SFP + também apresenta conexão direta para conectar duas portas SFP + sem transceptores dedicados. Os cabos de conexão direta (DAC) existem nas variantes passiva (até 7 m), ativa (até 15 m) e ótica ativa (AOC, até 100 m).

Os módulos SFP + de 10 Gbit / s têm exatamente as mesmas dimensões dos SFPs regulares, permitindo ao fabricante do equipamento reutilizar os designs físicos existentes para switches de 24 e 48 portas e placas de linha modulares . Em comparação com os módulos XENPAK ou XFP anteriores , os módulos SFP + permitem que mais circuitos sejam implementados na placa do host em vez de dentro do módulo. Através do uso de um adaptador eletrônico ativo, os módulos SFP + podem ser usados ​​em equipamentos mais antigos com portas XENPAK e portas X2 .

Os módulos SFP + podem ser descritos como tipos limitantes ou lineares ; isto descreve a funcionalidade da eletrônica embutida. Os módulos SFP + limitadores incluem um amplificador de sinal para remodelar o sinal recebido (degradado), ao passo que os lineares não. Módulos lineares são usados ​​principalmente com os padrões de baixa largura de banda, como 10GBASE-LRM ; caso contrário, módulos de limitação são preferidos.

25 Gbit / s SFP28

SFP28 é uma interface de 25 Gbit / s que evoluiu a partir da interface Ethernet de 100 Gigabit , que normalmente é implementada com linhas de dados de 4 por 25 Gbit / s. Idêntico em dimensões mecânicas ao SFP e SFP +, o SFP28 implementa uma via de 28 Gbit / s acomodando 25 Gbit / s de dados com sobrecarga de codificação.

Existem módulos SFP28 que suportam conexões de fibra de modo único ou multimodo, cabo óptico ativo e cobre de conexão direta.

cSFP

O compact small form-factor pluggable ( cSFP ) é uma versão do SFP com o mesmo fator de forma mecânico, permitindo dois canais bidirecionais independentes por porta. É usado principalmente para aumentar a densidade da porta e diminuir o uso de fibra por porta.

SFP-DD

O contrato de múltiplas fontes plugável de fator de forma pequeno de densidade dupla ( SFP-DD ) é um novo padrão para dobrar a densidade de portas. De acordo com o site SFD-DD MSA: "Equipamentos de rede baseados em SFP-DD darão suporte a módulos e cabos SFP legados e novos produtos de dupla densidade."

Tipos QSFP

QSFP + 40 Gb Transceptor

Quad forma pequeno factor conectável ( QSFP ) transceptores estão disponíveis com uma variedade de tipos de transmissores e receptores, permitindo aos utilizadores seleccionar o emissor-receptor adequado para cada ligação para proporcionar o necessário alcance óptico sobre multi-modo ou de fibra de modo único .

4 Gbit / s QSFP

O documento QSFP original especificava quatro canais que transportavam Gigabit Ethernet , 4GFC ( FiberChannel ) ou DDR InfiniBand .

40 Gbit / s QSFP +

QSFP + é uma evolução do QSFP para suportar quatro canais de 10 Gbit / s transportando 10 Gigabit Ethernet , 10GFC FiberChannel ou QDR InfiniBand . Os 4 canais também podem ser combinados em um único link Ethernet de 40 Gigabit .

50 Gbit / s QSFP14

O padrão QSFP14 é projetado para transportar FDR InfiniBand , SAS-3 . ou 16G Fibre Channel

100 Gbit / s QSFP28

O padrão QSFP28 é projetado para transportar 100 Gigabit Ethernet , EDR InfiniBand ou Fibre Channel 32G. Às vezes, este tipo de transceptor também é referido como "QSFP100" ou "100G QSFP" por uma questão de simplicidade.

200 Gbit / s QSFP56

O QSFP56 foi projetado para transportar 200 Gigabit Ethernet , HDR InfiniBand ou 64G Fibre Channel. O maior aprimoramento é que o QSFP56 usa modulação de amplitude de pulso de quatro níveis ( PAM-4 ) em vez de não retorno a zero (NRZ). Ele usa as mesmas especificações físicas do QSFP28 (SFF-8665), com especificações elétricas do SFF-8024 e revisão 2.10a do SFF-8636. Às vezes, este tipo de transceptor é referido como "200G QSFP" por uma questão de simplicidade.

Fanout ou breakout

Os fabricantes de switches e roteadores que implementam portas QSFP + em seus produtos frequentemente permitem o uso de uma única porta QSFP + como quatro conexões Ethernet independentes de 10 gigabit , aumentando significativamente a densidade da porta. Por exemplo, um switch QSFP + 1U típico de 24 portas seria capaz de atender a conexões 96x10GbE. Também existem cabos fanout para adaptar uma única porta QSFP28 a quatro portas SFP28 de 25 gigabit ethernet independentes (QSFP28 para 4 × SFP28), bem como cabos para adaptar uma única porta QSFP56 a quatro portas SFP56 independentes de 50 gigabit ethernet (QSFP56-to -4 × SFP56).

Formulários

Switch Ethernet com dois slots SFP vazios (canto inferior esquerdo)

Os soquetes SFP são encontrados em switches Ethernet , roteadores, firewalls e placas de interface de rede . Eles são usados ​​em adaptadores de host Fibre Channel e equipamentos de armazenamento. Por causa de seu baixo custo, perfil discreto e capacidade de fornecer uma conexão a diferentes tipos de fibra óptica, o SFP fornece a esses equipamentos flexibilidade aprimorada.

estandardização

O transceptor SFP não é padronizado por nenhum órgão oficial de padrões, mas é especificado por um acordo de múltiplas fontes (MSA) entre fabricantes concorrentes. O SFP foi projetado após a interface GBIC e permite maior densidade de portas (número de transceptores por área determinada) do que o GBIC, por isso o SFP também é conhecido como mini-GBIC.

No entanto, por uma questão prática, alguns fabricantes de equipamentos de rede se envolvem em práticas de bloqueio de fornecedor por meio das quais deliberadamente quebram a compatibilidade com SFPs "genéricos" adicionando uma verificação no firmware do dispositivo que habilitará apenas os próprios módulos do fornecedor. Os fabricantes de SFPs de terceiros introduziram SFPs com EEPROMs que podem ser programados para corresponder a qualquer ID de fornecedor.

Codificação de cores do SFP

Codificação de cores do SFP

Codificação de cores de CWDM SFP

Codificação de cores do BiDi SFP

Codificação de cores de QSFP

Sinais

Vista frontal do módulo SFP com conector LC integrado, indicando a direção de transmissão dos dois conectores ópticos

SFP OC-3 desmontado. O recipiente de metal superior é o diodo de transmissão do laser, o recipiente de plástico inferior é o fotodíodo de recepção.

Os transceptores SFP são 'destros': de sua perspectiva, eles transmitem à direita e recebem à esquerda. Ao olhar para os conectores ópticos, a transmissão vem da esquerda e a recepção à direita.

O transceptor SFP contém uma placa de circuito impresso com um conector de borda com 20 almofadas que se encaixam na parte traseira com o conector elétrico SFP no sistema host. O QSFP tem 38 pads, incluindo 4 pares de dados de transmissão em alta velocidade e 4 pares de dados de recepção em alta velocidade.

Dimensões mecânicas

Vista lateral do módulo SFP. A profundidade, a dimensão mais longa, é 56,5 mm (2,22 pol.).

As dimensões físicas do transceptor SFP (e suas variantes subsequentes mais rápidas) são mais estreitas do que as contrapartes QSFP posteriores, o que permite que os transceptores SFP sejam colocados em portas QSFP por meio de um adaptador barato. Ambos são menores que o transceptor XFP .

Informação EEPROM

O SFP MSA define um mapa de memória de 256 bytes em um EEPROM descrevendo as capacidades do transceptor, interfaces padrão, fabricante e outras informações, que podem ser acessadas por meio de uma interface serial I²C no endereço de 8 bits 1010000X (A0h).

Monitoramento de diagnóstico digital

Transceptores SFP ópticos modernos suportam funções de monitoramento de diagnóstico digital (DDM) padrão. Esse recurso também é conhecido como monitoramento óptico digital (DOM). Esta capacidade permite o monitoramento dos parâmetros operacionais do SFP em tempo real. Os parâmetros incluem potência de saída ótica, potência de entrada ótica, temperatura, corrente de polarização do laser e tensão de alimentação do transceptor. Em equipamentos de rede, essas informações normalmente são disponibilizadas por meio do protocolo SNMP ( Simple Network Management Protocol ). Uma interface DDM permite que os usuários finais exibam dados de diagnóstico e alarmes para transceptores de fibra óptica e pode ser usada para diagnosticar por que um transceptor não está funcionando.

Veja também

• Gargalo de interconexão
• Comunicação ótica
• Interface óptica paralela

Notas

Referências