Модули SFP, SFP+ и XFP. Общая информация

Предназначением модулей (трансиверов) является преобразование сигналов от активных устройств сети в световые волны. Чтобы лучше понять место модулей (трансиверов) в сетевой инфраструктуре, рассмотрим их применение на примере.

Возьмем типичный коммутатор Ethernet, например DES-3200-26. Используя его на уровне доступа сети, мы должны подключить к его портам линии от абонентов. Для этих целей в состав коммутатора входит группа портов, состоящая из 24 портов Fast Ethernet для медного кабеля «витая пара». Эта группа портов показано на Фото 1.

Фото 1. Группа портов коммутатора для подключения конечных абонентов.

Эта группа портов традиционно состоит из портов для кабеля «витая пара» с разъемами RJ-45. Дальность передачи сигнала при этом составляет до 100 метров общей длины линии, и этого, в подавляющем большинстве случаев, достаточно. Большинство конечных абонентов в офисах или многоквартирных домах находятся не далее 100 метров от коммутатора. Более сложным является выбор типа портов в группе, называемой традиционно, UPLINK. Эта группа портов показана на Фото 2.

Фото 2. Группа портов UPLINK.

Это порты коммутатора, предназначенные для связи с узлами сети более высокого уровня, порты во «внешний мир». Ситуация, когда расстояние между двумя коммутаторами в сети не превышает 100 метров, встречается уже редко, многие операторы связи и администраторы корпоративных сетей предпочитают оптические кабели связи, и их мнение не безосновательно. Оптический кабель не имеет ограничений по длине, как у «витой пары», может использоваться для передачи сигналов с огромными скоростями. К примеру, для оборудования MLaxLink выполненного по технологии CWDM и DWDM, скорости 40G и 80G уже давно не являются фантастикой. Выход, казалось бы, прост, можно сделать несколько моделей коммутаторов с разными приемопередатчиками, что и пытались делать некоторые производители активного оборудования 15 лет назад. Это решение является тупиковым. Давайте «навскидку» посчитаем, сколько моделей коммутаторов нам придется ввести: MM 850 или 1310, SM 1310 (3,10,20 км), 1550 (40,80,120,160 км) под одно волокно, SM 1310 (3,10,20 км), 1550 (40,80,120,160 км) под два волокна, ну и конечно коммутатор с UPLINK портом под «витую пару».

Естественно, создавать 17 моделей коммутатора неудобно для всех. И в первую очередь это неудобно для конечного потребителя, которому придется, в буквальном смысле, гоняться за нужным ему коммутатором. При таком разнообразии коммутаторов, поддерживать наличие всех позиций на складах очень сложно. К тому же, коммутаторы перестанут быть «универсальными узлами» и переставить коммутатор в другое место сети будет невозможно, ведь на другом узле будет нужен другой приемо-передатчик. Также, не стоит забывать, что у многих коммутаторов два или даже четыре UPLINK порта, в этом случае разнообразие достигнет 17²=289 и 17⁴= 83521 вариантов коммутаторов. Эти цифры вызывают скорее улыбку.

Выход на самом деле очень прост. Коммутатор комплектуется портами UPLINK, но эти порты не комплектуются приемо-передатчиками. А приемо-передатчик становится отдельным, съёмным, устройством. Это решение «взято на вооружение» всеми производителями. На фото 3 и 4 вы можете найти примеры реализации такого решения.

Но и в этом решении есть свои «подводные камни». Дело в том, что единого стандарта разъема для приемо-передатчиков принято не было. В результате количество вариантов разъёмов для него у разных производителей давно перешло за сотню. В данном случае применять слово разъем не очень корректно, так как кроме геометрической совместимости коммутатора и приемо-передатчика, требуется совместимость их систем обмена информации.

Все это вместе принято называть — интерфейс. Также часто используют выражение — форм-фактор. Такое выражение тоже корректно, но, лучше использовать понятие интерфейс, так как под словом форм-фактор в основном подразумевают именно габаритные размеры, а уже электрические параметры и протоколы передачи.

Перейдем к обзору интерфейсов. Начнем с наиболее популярных интерфейсов для портов со скоростью передачи 1 Гб/c.

На Фото 5 изображен модуль (трансивер) с интерфейсом GBIC. Он стал первым «массовым» интерфейсом. Позднее он уступил лидирующую позицию интерфейсу SFP. Интерфейс GBIC, на данный момент, используется крайне редко. Новое оборудование с этим интерфейсом не выпускается. MLaxLink прекратил производство модулей (трансиверов) для этого интерфейса в 2011 году. К сожалению, модули GBIC от MLaxLink в Россию так и не попали.

Фото 5. Модуль для интерфейса GBIC

Более популярным на нынешний момент является интерфейс SFP (Small Form-factor Pluggable), также называемый mini-GBIC. Он имеет меньшие габариты, что сделало его, де факто, стандартом для оборудования всех ведущих производителей. Его вы можете видеть на Фото 6.

Фото 6. Модуль для интерфейса SFP. Модуль для двух волокон MLaxLink ML-10GT, скорость передачи 1Гб/c, дальность до 20км.

Высота и ширина модуля SFP сравнима с высотой и шириной гнезда RJ-45. Именно небольшие габариты сыграли ключевую роль в успехе этого интерфейса.

Перейдем к обзору интерфейсов для модулей 10G. В мире интерфейсов для скоростей 10 Гб/c не царит монополия.

Интерфейсы XENPAK и X2. Эти интерфейсы сейчас редко используются, их постигла та же судьба что и GBIC, причины точно те же, большие габариты. Хотя, производство этих модулей продолжается, так как оборудование с этими интерфейсами еще активно используется и выпускается. В ассортименте MLaxLink эти модули есть, но производятся и поставляются только «под заказ».

Более популярными являются интерфейсы SFP+ и XFP. Их вы можете видеть на фото 7 и 8.

Фото 7. Модуль для интерфейса SFP+. Модуль для одного волокна MLaxLink ML-P20R, скорость передачи 10Гб/c, дальность до 20км.

Фото 8. Модуль для интерфейса XFP

Посадочное место для модулей SFP+ имеет те же габариты что и SFP, разница заключается в протоколах передачи информации между модулем и коммутатором. XFP имеет большие, чем SFP+ габариты. На скоростях 10G проявляется и недостаток SFP+. Как не парадоксально, на больших скоростях и большой дальности передачи небольшие габариты SFP+ из преимущества превращаются в недостаток. Дело в том, что любое оборудование выделяет теплоту, так как КПД его ниже 100% (законы термодинамики неумолимы) и при большой мощности лазера на скоростях 10G модули SFP+ иногда перегреваются. Следует отметить, что модули для интерфейсов SFP+ и XFP поддерживаются на складах партнеров MLaxLink, и вы всегда сможете приобрести их «из наличия».

Небольшие габариты SFP и SFP+ позволили создавать серийные модели коммутаторов с большим количеством портов для модулей. Например, на Фото 9 показан такой коммутатор. Такие коммутаторы используются в сети на уровне «агрегации». На стенде на выставке СвязьЭкспоКом, по просьбе одного из потребителей, мы показали, как можно соединить два таких коммутатора на скорости 160G (160 Гб/c). Использовались коммутаторы Extreme с модулями MLaxLink ML-P20T и ML-P20R.

Фото 9. Коммутатор для 48 портов SFP+