Какие Типы Коммутаторов и Патч-Кордов Следует Выбрать для SFP Трансивера?

—> Главная → Статьи → Выбираем оборудование → Как выбрать SFP (SFP+) модуль

SFP (Small Form-factor Pluggable) и SFP+ (Enhanced Small Form-factor Pluggable) – стандарты компактных оптических приемо-передатчиков. Они наиболее востребованы при построении оптоволоконных сетей, по сравнению с трансиверами других типов, поэтому в нашей сегодняшней статье мы будем говорить именно о них.

Что такое SFP (SFP+) модули?

SFP (SFP+) модуль представляет собой миниатюрный узел в металлическом корпусе, с одной стороны имеющий контакты для подсоединения к главному устройству (маршрутизатору, коммутатору), а с другой  — разъемы для подсоединения оптического кабеля (реже — витой пары), которые до использования закрыты пластиковой заглушкой.

SFP и SFP+ модули были разработаны в качестве ответа на разнообразие видов оптических кабелей. Вместо того, чтобы создавать линейки коммутаторов, маршрутизаторов и т. д., оснащенных различными сочетаниями разъемов для оптических кабелей разных типов, производители добавляют в устройства порты, а вернее сказать — пустые слоты, «шахты» под SFP-модули. Администратору сети остается только подобрать правильный тип оптического трансивера и вставить его в слот, создав таким образом оптический (или медный) порт нужного стандарта.

Большинство видов SFP и SFP+ имеют практически одинаковый форм-фактор: идентичные размеры, похожую конструкцию, материал корпуса у обоих типов — металл.

Это позволяет сделать слоты для них универсальными. Большинство устоявшихся производителей сетевого оборудования на сегодняшний день в своих устройствах размещают порты формата SFP+, и предусматривают обратную совместимость, так что в эти слоты чаще всего можно вставлять модули формата SFP. При этом, конечно, SFP трансивер будет работать согласно своим параметрам, а не характеристикам SFP+. Но нужно уточнять, есть ли такая возможность, например, в устройствах MikroTik зачастую поддерживается только SFP+.

Обратная манипуляция — вставить модуль SFP+ в разъем для SFP — невозможна.

Наличие порта для SFP-модулей в концевых маршрутизаторах или коммутаторах позволяет:

• подключить сегмент локальной сети, удаленный на расстояние более 100 м, максимальных для медного кабеля, оптическим кабелем без применения промежуточных усилителей;
• подключиться к провайдеру оптического интернета без использования абонентского PON-модема;
• при необходимости осуществлять «горячую» замену сбойных модулей — они все ее поддерживают;
• при необходимости увеличивать пропускную способность канала или его дальность путем использования более «скоростного» кабеля и соответствующих модулей.

Размер разъема стандартного SFP-модуля по габаритам соответствует разъему RJ45, что позволяет в устройстве размером в один юнит (1U) разместить до 48 SFP-разъемов. Большинство производителей в профессиональных устройствах размещают один, два или четыре SFP-разъема, иногда совмещенных попарно с разъемами RJ45 (комбо-порты) для большей универсальности. В последнем случае, одновременная работа обоих портов не допускается, работает тот, который был задействован первым.

Оптические модули являются активным оптоволоконным оборудованием — они потребляют электроэнергию и выделяют тепло. Это нужно учитывать, если вы собираетесь использовать под SFP модули в коммутаторе/маршрутизаторе большое количество слотов.

Большинство современных модулей поддерживают функцию цифрового контроля качества связи – DDM, Digital Diagnostics Monitoring, или DOM, Digital Optics Monitoring, позволяющие диагностировать повреждения кабеля и сбои модулей. Определить, есть ли такая поддержка часто можно уже по маркировке трансивера — в ней присутствует буква d.

Виды SFP и SFP+ модулей

Оптические SFP и SFP+ модули различаются по многим параметрам, основными из которых являются:

• собственно, тип форм-фактора — SFP или SFP+;
• для какого типа оптоволоконного кабеля они предназначены — одномодового или многомодового;
• максимальная длина сегмента кабеля;
• количество волокон — одно или два;
• используемая длина волны;
• разъемы под оптику или под RJ-45;
• используемая технология спектрального уплотнения;
• поддерживаемые стандарты 1000BASE-X и 1000BASE-T;
• тип оптического коннектора.

Знать основные параметры модуля необходимо для того, чтобы корректно подобрать его под существующую (или строящуюся) сеть.

На более тонких характеристиках, таких, как тип лазера, мощность излучателя, ширина спектральной линии и тому подобных, мы пока останавливаться не будем, хотя при построении сети и подборе совместимых пар модулей они также могут иметь значение.

Пропускная способность оптических модулей

В зависимости от поддерживаемой технологии — Ethernet, STM-1, STM-4, STM-16 или Fibre Channel — модули могут поддерживать скорость:

• формата SFP — до 4,25 Гбит/сек;
• формата SFP+ — до 16 Гбит/сек.

Однако, так как у нас чаще всего используются оптические Ethernet модули, принято говорить о скорости 1 Гбит/сек для SFP и 10 Гбит/сек для SFP+.

На рынке также представлено некоторое количество 100-мегабитных SFP трансиверов, но их востребованность в последнее время все меньше.

Максимальная пропускная способность Ethernet SFP-модуля — 1,25 Гбит/сек.

Максимальная пропускная способность Ethernet SFP+ модуля — 10 Гбит/сек

Многомодовые и одномодовые

Центральное различие между SFP модулями заключается в том, какого типа оптоволоконный кабель используется – многомодовый (MM, MMF) или одномодовый (SM, SMF). В практическом плане это имеет значение при подборе модулей с учетом типа кабеля в вашей сети, дальности ее пролетов, а также сумм, которые выделяются на ее проведение.

Многомодовый кабель имеет более толстую сердцевину и лучше собирает свет от излучателя. За счет этого многомодовые соединения значительно терпимее к качеству материала, компонентов, излучателей и оборудования. Однако, их серьезным недостатком является ограниченная максимальная длина сегмента кабеля – около 550 метров. Поэтому многомодовые SFP и SFP+ модули используются сравнительно редко, хотя обычно дешевле одномодовых.

Дальность передачи для одномодового кабеля без дополнительных ухищрений может достигать 80 километров, а при высококачественном кабеле и модулях, и использовании длинной волны как на передачу, так и на прием (1510/1570) — даже 120 км.

Многомодовые и одномодовые SFP и SFP+ модули несовместимы.

 Дальность передачи

Многомодовые оптические модули, как мы уже сказали, поддерживают передачу только на расстояние до 550 метров. В маркировке SFP трансиверов это обычо обозначается цифрой 0,5 (к примеру, 0,5LC), есть многомодовые модули с поддержкой еще меньшей дальности.

Максимальная дальность одномодовых оптических трансиверов зависит от форм-фактора:

• SFP-модули, в основном, выпускаются для расстояний 3 км, 10 км, 20 км, 40 км, 80 км (но могут быть также некоторые дополнительные вариации), максимально — 120 км.
• SFP+ модули также выпускаются для различных расстояний, но максимум — это 80 км (из-за высокой скорости соединения).

Максимальная дальность для SFP — 120 км, для SFP+ — 80 км.

При этом использование технологий спектрального уплотнения на скоростях до 10 Гбит/сек дополнительно снижает дальность передачи. Для модулей SFP+ WDM, CWDM и т. д. максимальная дальность уже не превышает 60 км.

 Двухволоконные и одноволоконные

SFP и SFP+ модули выпускаются двухволоконные (или «двуглазые» в простонародье) и одноволоконные («одноглазые»).

В силу специфики оптического кабеля, для организации дуплекса используется пара волокон. Соответственно, все SFP-модули для данных соединений имеют по паре кабельных разъемов. Один разъем предназначен для передачи данных, второй — для приема. К двухволоконным (двухразъемным) относятся как обычные модули, так и CWDM, DWDM. Но поднять сеть с использованием спектрального уплотнения CWDM, DWDM  может быть гораздо более выгодным, чем на обычных двухволоконных модулях.

Оптические модули с  технологией уплотнения сигнала WDM — одноволоконные. Технология позволяет использовать и для передачи, и для приема сигнала одно волокно (один разъем). Такие модули еще называют Bi-Di («двунаправленные»). Их максимальная пропускная способность, при прочих равных условиях, равна пропускной способности двухволоконного трансивера без спектрального уплотнения. Поэтому использование при построении сети BiDi SFP модулей выгоднее обычных двухволоконных (без спектрального уплотнения).

Двухволоконные (с двумя оптическими разъемами) — все SFP и SFP+ модули, кроме WDM. Обычно эффективность использования в сети CWDM, DWDM модулей выше, чем стандартных двухволоконных.

Одноволоконные (с одним разъемом) — в основном, только WDM модули. Их возможности обеспечения общей пропускной способности сети выше, чем обычных двухволоконных, но в во многих случаях уступают CWDM, DWDM.

Существуют и Bi-Di (двунаправленные, одноволоконные) SFP CWDM модули, однако в продаже на украинском рынке их найти проблематично.

Для оптики и для RJ-45

Следует также упомянуть, что помимо оптических, большинство поставщиков SFP-модулей выпускают также варианты модулей SFP и SFP+ с гигабитными портами 1000Base-T (под медный кабель) для увеличения возможностей расширения сетевых устройств с подобными разъемами. Такой модуль позволяет использовать слот под SFP для создания разъема RJ-45 под витую пару, а не под оптику.

 Длина волны

SFP-модули осуществляют прием и передачу сигнала на разных длинах волны. Поэтому при подборе пар приемо-передатчиков нужно учитывать этот фактор, не все они будут совместимы между собой.

В обычных и WDM модуляхSFP и SFP+:

• В многомодовых — 850/1550нм.
• В одномодовых — это чаще всего 1310/1550нм, для дальних расстояний — 1490/1550нм, 1510/1570нм. Существуют и другие вариации.

В модулях CWDM/DWDM:

Здесь используемых длин волн гораздо больше, как раз за счет этого и реализуется спектральное уплотнение и достигается высокая емкость передачи данных по одному волокну. Но об этом подробнее в следующей статье.

На поддерживаемых стандартах Ethernet, типах коннекторов и технологиях спектрального уплотнения мы подробно остановимся в следующей публикации. 

Цветовая маркировка модулей

Для того, чтобы визуально отличать разные типы модулей, была придумана цветовая маркировка защелок. Их пластиковые оболочки делают красного, зеленого, желтого, бирюзового и других цветов.

Но проблема в том, что кодирование типа модуля по цвету защелки не является однозначно утвержденным и общепринятым и часто отличается от производителя к производителю. Однако если вы работаете с модулями одного производителя — цветная кодировка может существенно облегчить работу.

Единственный способ однозначно определить форм-фактор модуля, учитывая внешнее сходство SFP и SFP+ — маркировка. Модули SFP+ стандартов 10GBase-ER и ZR также нередко длиннее обычного и снабжены радиаторами охлаждения, поскольку в процессе работы могут заметно нагреваться. также маркировка часто содержит информацию о других характеристиках трансиверов.

Цветовая маркировка защелок различна у разных производителей

Пример маркировки

К примеру, типичная маркировка модуля выглядит так:

Здесь:

• SFP — тип форм-фактора модуля;
• 1SM — одно одномодовое волокно (одноволоконный модуль);
• 1550nm — длина волны передатчика (чуть ниже аналогичное обозначение 1550TX);
• 3SC — 3 км максимальная длина сегмента кабеля, SC — тип законцовки кабеля;
• 1000Base-LX — поддерживаемый стандарт Ethernet.

Коротко о совместимости разных типов SFP и SFP+

Производитель выпускает SFP и SFP+ трансиверы обычно в парах, которые совместимы между собой. Поэтому оптимальный вариант — ставить такие парные модули на обоих концах кабеля.

Стабильная совместная работа непарных модулей не гарантирована, даже если они совпадают по реализуемому стандарту, длине волны и количеству коннекторов. Возможны проблемы даже с совмещением двух модулей от одного производителя из разных линеек либо выпущенных в разные годы. Не исключено повреждение модулей, ошибки приема/передачи, ошибки согласования дуплекса и даже повреждения кабеля.

Крупные производители оборудования, такие как Cisco, HP, Alcatel-Lucent, 3com, Juniper, Dell и прочие во многих случаях искусственно блокируют работу своих маршрутизаторов/коммутаторов с SFP-модулями сторонних производителей, хотя нередко под своей торговой маркой продают модули сторонней разработки.

Вопрос, требующий рассмотрения в отдельной публикации — это совместимость модулей формата CWDM/DWDM. Благодаря широкополосному приемнику здесь возможны различные варианты компоновки модулей.

Для соединения устройств в стойке и стоек между собой выпускаются готовые оптические кабели стекирования, укомплектованные совместимыми SFP-модулями для соединения. Еще одна возможность, реализуемая при помощи стекирующего кабеля – подключение высокопроизводительных сетевых хранилищ.

Lantorg.comОцените, пожалуйста, полезность/интересность статьи. Нам важно ваше мнение! Дата публикации: 06.04.2017 —>

← LanTorg переезжает!

Из жизни сервиса →

Также советуем почитать:

SFP модуль — это оптоволоконный трансивер, который выглядит как небольшое устройство в металлическом корпусе. На одной стороне у него — контакты, предназначенные для подключения к главному девайсу, например роутеру. С другой стороны расположены прикрытые заглушкой порты для подключения кабеля.

Важно! Оптические трансиверы — активное оборудование. Это означает, что они тратят электроэнергию и отдают тепло. Это необходимо принимать во внимание, если под эти девайсы планируется использовать много портов.

Оптические модули SFP: зачем они нужны

Вход для трансивера в сетевом устройстве дает возможность:

• подсоединить участок локальной сети, находящийся на расстоянии больше ста метров, не используя дополнительный усилитель;
• не использовать PON-модем при подключении к провайдеру ВОЛС;
• использовать более “быстрый” модуль и кабель, чтобы увеличить дальность и пропускную способность.

Типы SFP модулей

В первую очередь, модели различаются форм-фактором. По этому признаку трансиверы делят на два вида:

• SFP.
• SFP+.

• Модуль оптический 3K SFP-0,1-1SM-1310nm-3SC

  Код товара: 51311325грн. Скорость передачи данных: 1Gb. Тип коннектора: RJ-45. Рабочая дистанция: 100м

• Модуль оптический 3K SFP-0,1-1SM-1550nm-3SC

  Код товара: 51315290грн. Скорость передачи данных: 1Gb. Тип коннектора: RJ-45. Рабочая дистанция: 100м

• Модуль оптический 3K SFP-0,1-1SM-1310nm-20SC

  Код товара: 50953336грн. Скорость передачи данных: 1Gb. Тип коннектора: RJ-45. Рабочая дистанция: 100м

Стоит отметить, что форм-фактор устройств особенно не отличается. Благодаря этому производители могут оснащать сетевое оборудование универсальными слотами под трансиверы. Обычно в девайсах устанавливают гнезда под SFP+. Как правило, они подходят и для модулей типа SFP. Однако этот нюанс нужно уточнять.

Также следует знать, что в разъем для SFP не выйдет поставить модуль SFP+.

Параметры выбора волоконно-оптического трансивера

Скорость

Показатель зависит от форм-фактора и используемой технологии. Но так как чаще всего используется именно Ethernet, о ней и пойдет речь. Так, пропускная способность может достигать:

• 1,25 Гбит/сек — у SFP трансивера;
• 10 Гбит/сек — у SFP+ модуля.

Тип кабеля и расстояние

В зависимости шнура, с которым совместима модель, устройства делят на одно- и многомодовые. Поскольку многомодовые шнуры не используют для дальних расстояний, модули такого типа менее популярны.

Мультимодовые модули поддерживают передачу данных на расстояние в 550 метров максимум, а некоторые — и того меньше. Одномодовые же модели способны передавать данные на расстояния свыше километра. Дальность передачи зависит от типа модуля:

• SFP — до 120 км;
• SFP+ — максимум 80 километров.

• Ethernet SFP модуль. 1Gb 1x1310nm SC 3км.

  Код товара: 35793441грн. Скорость передачи данных: 1Gb. Длина волны: 1310nm. Тип коннектора: SC. Напряжение питания: 3,3B. Рабочая дистанция: 3км

• Модуль оптический 3K SFP-1SM-1550nm-20SC

  Код товара: 50957325грн. Скорость передачи данных: 1Gb. Тип коннектора: RJ-45. Рабочая дистанция: 100м

• Ethernet SFP модуль. 1Gb 1x1550nm SC 3км.

  Код товара: 35802441грн. Скорость передачи данных: 1Gb. Длина волны: 1550nm. Тип коннектора: SC. Напряжение питания: 3,3B. Рабочая дистанция: 3км

Технологии спектрального уплотнения при пропускной способности до 10 гигабит в секунду снижают дальность передачи. Как правило, в этом случае дальность не превышает 60 километров.

Важно! Одно- и мультимодовые модули не совместимы.

Количество волокон

SFP модули могут быть двух- и одноволоконными. Из-за особенностей оптических шнуров, нужно два волокна, чтобы организовать дуплекс. Двухволоконные модели оснащены двумя разъемами: одним — для приема, другим — для передачи информации. Некоторые из них поддерживают спектральное уплотнение типа CWDM, DWDM.

Модели с WDM предназначены для одноволоконных кабелей. Эта технология делает модуль двунаправленным: его порт можно использовать как для приема, так и для передачи данных.

Длина волны

Модули SFP передают и принимают сигнал на волнах, которые имеют разную длину. Поскольку не все модели являются совместимыми друг с другом, это нужно брать во внимание.

Обычно показатель составляет:

• для мультимодовых трансиверов — 850/1550 нм,
• для одномодовых моделей — 1310 и 1550 нм, 1490/1550 нм и 1510/1570 нм. Есть и другие вариации.

Тип коннектора

Модели различают по типу разъема, совместимого с тем или иным коннектором. Так, существуют SFP модули с SC и LC разъемами. Второй вариант — такой же, как и первый, но имеет меньшие размеры. Это повышает удобство коммутации.

Стоит отметить, что двухволоконные модели почти всегда оснащаются LC разъемами, поскольку это дает возможность разместить два коннектора в дуплексном модуле. А вот использование разъема SC возможно только в симплексных модулях.

Дополнительная информация

Большинство современных трансиверов оснащены функцией DDM — цифрового контроля качества соединения, которая дает возможность обнаружить повреждение кабеля или сбой в самом модуле. Определить, поддерживает ли оптический модуль SFP такую функцию можно по его маркировке: как правило, в ней есть буква D.

Стоит отметить, что кроме оптоволоконных SFP / SFP+ модулей, существуют модели с портами для LAN-кабелей, имеющих гигабитную пропускную способность. Такие устройства позволяют увеличить возможности расширения сетевых девайсов с подобными портами.

Как видно, оптические модули — полезное приспособление. Выбрать подходящий вариант — не так уж и сложно, если знать особенности своей сети и обращать внимание на ключевые характеристики трансиверов.

В этой статье я продолжу обзор устройств, которые используются на оптических линиях. Мы уже рассмотрели медиаконвертеры, а сегодня наш герой — SFP модуль. Аббревиатура расшифровывается как «Small Form-factor Pluggable». Техническое наименование — оптический трансивер (от английского Transceiver) или приёмо-передающее устройство. Внешне — это узкий компактный продолговатый предмет, размерами немногим больше флешки. С одной стороны у него оптический порт (одно- или двухволоконный), а с другой — разъем, которым он вставляется в SFP порт коммутатора или маршрутизатора. Выглядит этот порт вот так:

В отличие от медика, оптические трансиверы являются технически более продвинутыми устройствами. Они выпускаются под более широкий спектр оптических линий по длине, параметрам и используемым волокнам. К тому же, многие фирменные модули (Cisco, например, или Juniper) отображают параметры сигнала и позволяют вести мониторинг оптоволоконной линии. А вот у более дешевых экземпляров типа Opticin, Giganet, Newnets или недорогих безымянных китайских поделках эта возможность отсутствует.

Типы SFP модулей

Оптические трансиверы различаются:

— по скорости передачи информации Стандарт SFP регламентирует скорость передачи информации 100 Мб/с и 1 Гб/с (1000base lx, lc, t). Так же есть расширенные стандарты SFP+(СФП плюс) и XFP со скоростью 10 Гб/с.

В природе существует ещё один тип — CFP передающий данные на 100 Гб/с, но в массовый сегмент пока такие не поступают.

— по используемому разъёму (connector type) На сегодняшний день в продаже встречаются только одноволоконные трансиверы с разъёмами SC:

А так же одно- и двухволоконные с разъёмами LC:

— по количеству используемых волокон различают одноволоконные, использующие для приёма (Tx) и передачи (Rx) одно волокно, и двухволоконные, где приём идёт по одному волокну, а передача — по другому. Одноволоконный модуль для работы использует технологию спектрального уплотнения каналов WDM, для чего имеет встроенный мультиплексор. На маркировочной наклейке имеется соответствующая пометка.

— по типу используемых волокон На сегодняшний день для передачи сигналов используется два типа — одномодовые SM и многомодовые MM. Модуль SFP может работать только с одних из них. Универсальных устройств нет.

— по центральной длине световой волны По центральной длине волны передаётся наибольшая мощность сигнала. Длина волны измеряется в НаноМетрах — нм. Самые распространённые значения для одномодовых СФП модулей — 1310 нм и 1550 нм, а для многомодовых — 850 нм и 1310 нм. Этот параметр также указывается на маркировочной наклейке.

По оптическому бюджету (дальность передачи сигнала) Как я уже отметил выше, модуль SFP является как приёмником, так и передатчиком. С одной стороны, его лазер выдаёт световой сигнал определённой мощности, которая теряется по мере прохождения расстояния по оптоволокну до тех пор, пока окончательно не затухнет. С другой стороны, приёмник этого же трансивера может принять световой поток определённой мощности. Если он сильно затухнет, то и сигнал потеряется. Так вот оптический бюджет — это разница между максимальной мощностью передатчика и минимальной приёмника. Чем больше бюджет, тем выше дальность действия. Самые частые значения для двухволоконных модулей:

17 дБ - 20 км.  21 дБ - 40 км.  24 дБ - 80 км.

Одноволоконные модули WDM:

14 дБ - 20 км.  21 дБ - 40 км.  24 дБ - 80 км.

Как правильно подобрать трансивер

Чтобы не ошибиться при выборе оптического модуля настоятельно рекомендуется замерить затухание специальным прибором, а уже после этого подбирать приёмо-передающие устройства. Но можно, в принципе, взять и «на глаз», ориентируясь по расстоянию. Правда тут надо во-первых, знать длину линии с точностью хотя бы до километра. А во-вторых, возможность замены модулей в случае ошибки. Из личного опыта скажу, что последние несколько лет все SFP закупались именно второму способу, без предварительных измерений.  И на 10 км., и на 20 км., и даже на 80 км. И ни разу проблем не возникло.

Модуль  SFP и интерфейсом RJ45

В завершении статьи не могу не рассказать ещё об одном типе — медном трансивере с портом RJ45. Это специальный переходник, позволяющий при необходимости использовать порты SFP на Cisco, Juniper, D-Link и т.п., как обычные медные порты. Обычно это делается в том случае, когда их не хватает или они вообще отсутствуют на плате или коммутаторе агрегации. Маркировка у таких устройств — GLC-T.

Используемые источники:

• https://lantorg.com/article/kak-vybrat-sfp-sfp-modul
• https://e-server.com.ua/sovety/233-chto-takoe-moduli-sfp-i-zachem-oni-nuzhny
• https://nastroisam.ru/modul-sfp-transceiver/