SFP+-transceivers worden wereldwijd gebruikt

 

 

Waarom de vormfactor belangrijker is dan u denkt

 

Hier is iets dat de meeste whitepapers van leveranciers u niet vertellen: de echte redenSFP+-zendontvangersdomineren is niet puur technisch. Ja, de SFF-8431-specificatie bracht verbeteringen in de elektrische interface met zich mee. Ja, het verplaatsen van meer circuits naar het hostbord verminderde de complexiteit van de module. Maar de adoptiecurve? Dat werd aangestuurd door inkoopmanagers en berekeningen van de rackdichtheid.

Een 10G-switch met 48 poorten die gebruikmaakt van SFP+-modules heeft hetzelfde 1U-chassis nodig dat voorheen over 48 SFP-poorten beschikte. Probeer dat eens met XFP. Dat kun je niet. De fysieke afmetingen van SFP+ (die exact overeenkomen met oudere SFP) zorgden ervoor dat apparatuurfabrikanten bestaande mechanische ontwerpen konden hergebruiken. De gereedschapskosten daalden. Productielijnen hoefden niet te worden aangepast. De economie was wreed voor concurrerende vormfactoren.

 

Binnen de module: wat er feitelijk gebeurt

 

Wanneer optische ingenieurs het hebben over SFP+ optische transceivers, beschrijven ze een verrassend elegant systeem. De zendzijde maakt gebruik van een VCSEL-laser (voor multimode-toepassingen met kort-bereik bij 850 nm) of DFB-laser (voor langere single--verbindingen bij 1310 nm of 1550 nm). De ontvangstzijde koppelt dit aan een PIN-fotodiode of APD, afhankelijk van de gevoeligheidsvereisten.

Tussendoor gebeurt de magie. Moderne 10G SFP+ modules verpakken de laserdriver, transimpedantieversterker en klok-/dataherstelcircuits in een pakket dat u tussen twee vingers kunt houden. Twintig jaar geleden was voor het bereiken van 10Gbps apparatuur nodig die een half rack vulde.

DOM-functionaliteit verdient hier vermelding. Met digitale optische monitoring (ook wel DDM genoemd, voor digitale diagnostische monitoring) per SFF-8472 kunnen netwerkbeheersystemen realtime parameters opvragen: zendvermogen, ontvangstvermogen, temperatuur, biasstroom, voedingsspanning. Ingenieurs die urenlang bezig zijn met het oplossen van intermitterende verbindingsstoringen zullen begrijpen waarom dit belangrijk is. Je kunt een laser maandenlang zien verslechteren voordat deze catastrofaal faalt. De meeste mensen niet, maar de mogelijkheid bestaat.

 

 

Het mondiale implementatiebeeld

 

SFP+-transceivers worden naar elk continent met elektrische infrastructuur verzonden. Dat is geen marketinghyperbool. Telecomoperatoren in Afrika bezuiden de-Sahara gebruiken dezelfde MSA--compatibele modules die draaien in grootschalige datacenters in Virginia. Mobiele backhaul-netwerken in Zuidoost-Azië zijn afhankelijk van 10G SFP+-verbindingen tussen mobiele locaties en aggregatiepunten. Europese ISP's zetten ze in voor CPE-verbindingen van zakelijke klanten.

De standaardisatie is hier van belang. Een 10GBASE-LR-transceiver van een fabrikant in Shenzhen zal samenwerken met switchpoorten die in San Jose zijn ontworpen en in Frankfurt zijn geïnstalleerd. Multi-Multi-Source Agreements (MSA) hebben deze realiteit gecreëerd. De SFF-8431- en SFF-8432-specificaties definiëren niet alleen afmetingen en pintoewijzingen, maar leggen ook de elektrische kenmerken vast die interoperabiliteit tussen leveranciers mogelijk maken.

Geen perfecte interoperabiliteit, hoor. Iedereen die heeft geprobeerd 10G SFP+ modules van derden- te combineren met bepaalde Brocade Fibre Channel-switches, weet dat de strijd met de leveranciers- nooit helemaal is geëindigd. Firmwarecodering is belangrijk. Maar de basislijncompatibiliteit bestaat, en die basislijn heeft ervoor gezorgd dat de markt kon exploderen.

 

Afstands- en toepassingsvarianten

 

De alfabetsoep van 10G-transceivertypen brengt nieuwkomers in verwarring. Enige verduidelijking:

SR (kort bereik): 850 nm, multimode glasvezel, 300 m over OM3, 400 m over OM4. Werkpaardmodule voor intra-building en top-of-rackconnectiviteit. Goedkoopste optie, doorgaans minder dan € 15,- bij externe leveranciers voor commerciële-eenheden.

LR (lange afstand): 1310 nm, single- glasvezel, bereik van 10 km. De standaard keuze voor campus- en metroverbindingen. SMF-infrastructuur kost meer dan MMF, maar u wint afstand en toekomstbestendigheid- voor hogere snelheden.

ER (uitgebreid bereik): 1550 nm, 40 km over SMF. Maakt gebruik van gekoelde EML-zenders, wat het stroomverbruik en de kosten verhoogt, maar connectiviteit op metro-schaal mogelijk maakt zonder versterking.

ZR (Ze Best Range, zoals sommige ingenieurs het gekscherend noemen): 80 km enkele- modus. Geen onderdeel van de IEEE 802.3ae-specificatie-Cisco en anderen hebben dit onafhankelijk gedefinieerd. Vereist aandacht voor chromatische spreiding, vooral bij een volledig bereik van 80 km.

Er bestaan ​​ook BiDi-varianten. 10GBASE-BX gebruikt WDM om bidirectioneel verkeer over een enkele vezelstreng te persen: 1270 nm stroomafwaarts, 1330 nm stroomopwaarts, of omgekeerd. Halveert het aantal vezels, bemoeilijkt het oplossen van problemen.

CWDM- en DWDM SFP+-transceivers gaan nog een stapje verder, waardoor meerdere 10G-kanalen via een gedeelde glasvezelinfrastructuur mogelijk zijn. Een onderneming die CWDM gebruikt, kan 8 golflengten op één glasvezelpaar plaatsen. Providers die DWDM-systemen gebruiken, persen 40, 80 of meer kanalen binnen met behulp van ITU-T-rasterafstanden.

 

 

De kopervraag

 

Niet alle SFP+-transceivers maken gebruik van glasvezel. De 10GBASE-T SFP+ module creëert een eigen categorie-en zorgt voor veel implementatieproblemen.

De aantrekkingskracht ligt voor de hand: bestaande Cat6a-infrastructuur, RJ45-aansluiting die technici in het veld begrijpen, achterwaartse compatibiliteit met 1000BASE-T en zelfs 100BASE-TX. In de realiteit gaat het om warmtebeheer en energiebudgetten waar netwerkingenieurs hun tanden op moeten knarsen.

Een typische 10GBASE-T SFP+ module verbruikt 2,5 W. De standaardvermogenstoewijzing voor de SFP+-poort gaat uit van maximaal 1,5 W. Doe de wiskunde. De documentatie van Cisco beperkt expliciet de gelijktijdige bezetting van 10GBASE-T-modules op veel switchmodellen. U heeft misschien 48 SFP+-poorten, maar als u alle 48 zou vullen met 10G-T-modules, zou dit de energiebeheermogelijkheden van de schakelende ASIC overschrijden.

DAC-kabels (Direct Attach Copper) omzeilen dit probleem voor korte afstanden. Passieve twinax DAC werkt tot 5-7 meter, actieve DAC tot 10-15 meter. Voor rack-naar-rack-verbindingen in dezelfde rij biedt DAC kostenbesparingen en een lagere latentie dan optische transceivers. Geen optisch-elektrisch-optische conversie betekent minder potentiële faalpunten.

 

Kwaliteit en inkooprealiteit

 

De markt voor transceivers van derden- bestaat omdat OEM-prijzen nog steeds losstaan ​​van de productiekosten. Een Cisco-SFP-10G-SR zou enkele honderden dollars kunnen kosten. Een MSA-compatibel equivalent van gevestigde externe fabrikanten wordt verkocht voor $10-20. Dezelfde laserchips, dezelfde fotodiodes, vaak dezelfde contractfabrikanten in Dongguan of Wuxi.

Er bestaat echter kwaliteitsverschil. Leveranciers op het lagere-niveau bezuinigen op brandwonden-bij het testen, gebruiken gereviseerde lasercomponenten of verzenden modules met EEPROM-programmeerfouten die compatibiliteitsproblemen veroorzaken. Gerenommeerde externe-leveranciers (en dat zijn er veel) voeren inspecties van binnenkomende goederen uit, voeren volledige-optische tests uit en valideren de firmware vóór verzending.

De industriële temperatuurvraag is van belang voor specifieke toepassingen. Commerciële-SFP+-transceivers hebben een classificatie van 0 graden tot 70 graden. Modules van industriële-kwaliteit breiden dit uit tot -40 graden tot +85 graden. Dat onderscheid bepaalt of uw buitenkastinstallatie in Phoenix of uw telecom-shelter in Finland de verbindingsstabiliteit zal behouden ondanks seizoensextremen.

 

Fibre Channel: het andere SFP+-gebruiksscenario

 

Netwerkingenieurs die zich richten op Ethernet vergeten soms dat Fibre Channel een belangrijke rol heeft gespeeld bij de acceptatie van SFP+ in opslagomgevingen.. 8GFC en 16GFC gebruiken beide de SFP+-vormfactor, hoewel de protocolcoderingen verschillen.

SAN-architecten die met Brocade- of Cisco MDS-switches werken, hebben te maken met een andere compatibiliteitsmatrix dan hun Ethernet-tegenhangers. Er bestaan ​​lijsten met door Brocade-goedgekeurde transceivers.-De gevoeligheid van het FC-protocol voor jitter en bitfoutpercentages verschilt van het tolerantieprofiel van Ethernet. Dat gezegd hebbende, werken gekwalificeerde FC SFP+-modules van derden- betrouwbaar in de meeste bedrijfsimplementaties. Voor het kwalificatieproces is alleen aanvullende validatie nodig.

16G Fibre Channel-transceivers introduceerden 64b/66b-codering, efficiënter dan het 8b/10b-schema van 8GFC. Hierdoor kon de doorvoer worden verdubbeld zonder de lijnsnelheid te verdubbelen-de werkelijke 16GFC-signalering werkt op 14,025 Gbps. Slimme protocoltechniek die laat zien hoeveel de industrie heeft geoptimaliseerd rond de beperkingen van de SFP+-vormfactor.

 

 

Wat daarna komt

 

De transitie naar 25G (SFP28) en verder is gaande, maar heeft de SFP+-transceivers niet van hun geïnstalleerde basis verdrongen. Brownfield-implementaties zijn belangrijker dan greenfield in bedrijfsnetwerken. De afschrijvingscycli van apparatuur duren 5-7 jaar. Netwerken die in 2018-2020 rond de 10G-infrastructuur zijn gebouwd, zullen tot eind 2020 blijven werken met SFP+-modules.

Ondertussen blijft SFP+ zich ontwikkelen. Verbeteringen in de energie-efficiëntie, hogere temperatuurwaarden en verbeterde DOM-mogelijkheden komen met elke componentgeneratie. De vormfactor gaat voorlopig nergens heen.

Voor netwerkarchitecten en inkoopteams die vandaag de dag de opties voor 10G-transceiver evalueren, blijven de basisprincipes consistent: stem de toepassingsvereisten (afstand, vezeltype, temperatuurbereik) af op de juiste modulevariant, valideer de compatibiliteit met uw specifieke switch- of routerplatform en selecteer leveranciers op basis van hun staat van dienst in plaats van op basis van het inkoopbeleid met de laagste- prijs-.

SFP+-transceivers bouwden een wereldwijde telecommunicatie-infrastructuur. Ze zijn het nog steeds aan het bouwen.

---

Industriespecificaties waarnaar wordt verwezen: IEEE 802.3ae, SFF-8431, SFF-8432, SFF-8472, ITU-T G.652. Productcompatibiliteit varieert per leverancier en firmwareversie.