Как SFP, SFP+ и XFP делают нашу жизнь проще
Для чего нужны эти порты, трансиверы, пачткорды? Как во всем этом разобраться? И вообще, надо ли это или проще обойтись «подручными средствами» вроде «хорошо обжатого RJ45»?
Вместо предисловия
Как они надоели с этим SFP и прочими дорогими игрушками! — скажет экономный сисадмин: «И коннекторы недешёвые, и лишний «огород городить». Неужели так трудно всё порты 1GBE и 10GBE делать под старую добрую витую пару? 10 Gigabit витая пара поддерживает и вперёд!»
И правда, зачем всё это? Берём 6 категорию для соединений уровня доступа Gigabit Ethernet (мы же не жадные, заботимся о скорости и стабильности) и категорию 6А для 10 Gigabit Ethernet и радуемся жизни. Дёшево и сердито!
Но это всё хорошо, если соединение между отдельными точками не превышает 100 метров (иногда даже и меньше). На практике даже в одном здании можно запросто выйти за предел 100 метров, просто обходя все углы.
Представим себе более сложную ситуацию
У нас имеются три различных офиса, в каждом из которых работает по 20 человек. Необходимо выбрать коммутаторы, которые подходят для подключения пользователей по гигабитной сети с 10 гигабитным Uplink.
Вроде бы задача проста: нужно 3 гигабитных коммутатора уровня доступа на 24 гигабитных порта с Uplink 10 Gigabit Ethernet, и ещё один 10 гигабитный коммутатор уровня агрегации для объединения Uplink всех трёх коммутаторов в одну сеть.
Можно даже замахнуться на отказоустойчивую схему из двух коммутаторов 10GBE. В любом случае всё выглядит не так сложно.
Усложним немного задачу. Представим, что первый офис находится рядом с серверной, второй — в соседнем здании на расстоянии более 100м, и, чтобы достать туда, требуется много раз обогнуть препятствия под разным углом, а третий — вроде бы по прямой, но на расстоянии более 550 м. И что тут делать?
Вроде бы задача по-прежнему выглядит не такой сложной. Покупаем три коммутатора уровня доступа:
Один, который поставим рядом с серверной, будет с Uplink 10 Gigabit Ethernet для витой пары.
Второй коммутатор — так как общее расстояние выше — с Uplink для многомодового оптоволокна дальностью до 550 м, который за счёт своих физических свойств позволяет «обойти все углы».
И третий коммутатор с Uplink для одномодового кабеля при расстоянии свыше 550 м.
Вроде бы весело и замечательно. А теперь представьте, что для объединения их в одну сеть на следующем уровне понадобится коммутатор 10 Gigabit Ethernet с тремя различными типами портов под разные типы кабелей.
И это ещё «цветочки». Для связи этого коммутатора с «верхним уровнем» (уровнем ядра сети, например) может потребоваться Uplink для сетей 40GBE или даже 100GBE. Особенно интересная ситуация возникает, когда число таких Uplink и Downlink (Downlink — порт для соединения с нижеследующим уровнем) не удаётся предугадать раз и навсегда, и всё меняется в процессе эксплуатации…
И вот тут возникает интересный момент: а сколько таких коммутаторов нам понадобится? А если не хватит одного-двух портов одного типа, зато порты другого типа окажутся в избытке? Покупать новый? А как это отразиться на архитектуре сети? Например, если по проекту заложено, что все три офисных коммутатора уровня доступа общаются напрямую через один коммутатор уровня агрегации, не выходя на ядро сети?
Значит нужно придумать единый стандарт для разъёма, в который при помощи соответствующих переходников (трансиверов) можно подключать различные кабели.
В принципе, универсальность и взаимозаменяемость явилась главной причиной создания SFP. Данная технология, естественно, не стояла на месте и появились более поздние стандарты, такие как SFP+ и XFP. Но обо всем по порядку.
Рисунок 1. 28-портовый управляемый коммутатор 10GbE L2+ — Zyxel XS3800-28, сочетающий порты под витую пару и SFP+.
Примечание. На практике не всё обстоит так гладко. Некоторые вендоры, искусственно ограничивают применение переходников от разных производителей. Например, есть такая сисадминская примета: если нужно использовать сетевое оборудование Cisco, то лучше использовать и трансиверы этого же вендора. Возможно, это не всегда так, но рисковать никто не хочет.
Однако мир не идеален, и порой приходится поддерживать мультивендорное решение. В таких случаях лучше подбирать оборудование от более демократичных вендоров, которые не создают дополнительных ограничений.
Существует мнение, что при разработке стандарта SFP (Small Form-factor Pluggable) учитывалось требование сохранить ту же плотность портов на 1U в 19 дюймовой стойке, что и в случае с разъёмами под витую пару. То есть 48 портов для подключения устройств и минимум 2 Uplink. Небольшие размеры SFP позволили решить данную задачу.
Рисунок 2. Коммутатор L3 Zyxel XGS4600-52F на 48 портов Gigabit Ethernet SFP, с четырьмя портами Uplink 10 Gigabit Ethernet SFP+
SFP стандарт используется для поддержки следующих протоколов:
Рисунок 3. Трансивер Zyxel SFP10G-SR SFP Plus для 10 Gigabit Ethernet
Рисунок 4. Трансивер 10GbE Fiber FTLX1412D3BCL
Существует сетевое оборудование, способное принимать несколько видов трафика по одному порту, например, Ethernet и Fibre Channel с последующим разделением. Разумеется, для такого соединения нужны соответствующие сетевые карты и трансиверы, поддерживающие подобный «универсальный подход».
Особенности SFP поддержки различных типов оптики
Многие читатели знакомы с SFP трансиверами для двухволоконных патчкордов. Такие трансиверы имеют интерфейс с двумя разъёмами типа LC для подключения оптического кабеля к модулю.
Однако есть и другие модели трансиверов, например, SFP WDM, и разумеется, трансиверы с разъёмом RJ45, о которых шла речь выше.
Существует классификация SFP модулей по доступному расстоянию для передачи данных:
Выпускаются SFP модули нескольких стандартов с различными комбинациями приёмника (RX) и передатчика (TX).
Такой подход даёт возможность выбрать необходимую комбинацию для заданного соединения, исходя из используемого типа оптоволоконного кабеля: многомодовое (MM) или одномодовое (SM).
Помимо деления по типу оптоволокна, есть разделение по количеству используемых волокон. Есть SFP модули для парных оптических проводников: многомодовые и одномодовые.
Существуют и одноволоконные модули: WDM, а также CWDM и DWDM.
SFP модули для многомодовых патчкордов используют раздельные приёмник и передатчик фиксированной длины волны 850нм (собственно, для этого и нужно два оптических проводника в одном патчкорде).
В таких патчкордах используется крестообразное соединение от передатчика к приёмнику. (TX1\ RX2, RX1\ TX2).
Преимуществом многомодового оптоволокна является невосприимчивость к изгибам (до определённого разумного предела), что позволяет использовать, например, при монтаже стоечного оборудования, когда излишки длины патчкорда можно убрать в органайзер.
Как было уже указано выше, ограничением для многомодового оптоволокна является сравнительно небольшая длина (до 550м).
SFP модули для парных одномодовых соединений имеют раздельные приёмник и передатчик фиксированной длины волны либо 1310нм, либо 1550нм. Подключение делается по той же крестообразной схеме. Применение одномодовых SFP модулей делает возможным передачу данных на расстояния до 120км.
Однако не во всех случаях можно использовать парные оптоволоконные кабели. В некоторых случаях гораздо удобнее передавать сигнал в обе стороны по одному оптическому световоду.
SFP WDM — сокращение от Wavelength Division Multiplexing (спектральное уплотнение каналов). В данном случае модули (они же WDM Bi‑Directional, или Bi‑Di) используют совмещённый приёмопередатчик и работают в парах. Пара состоит из двух модулей с разной длиной волны: 1310нм и 1550нм.
В первом случае используется передатчик с длиной волны 1550нм и приёмник с длиной волны 1310нм.
Во втором случае: наоборот, передатчик с длиной волны 1310нм и приёмник с длиной волны 1550нм.
Расстояние между двумя этими каналами составляет 240нм, что достаточно для того, чтобы различать эти два сигнала без специальных средств детектирования, и позволяет объединить эти два сигнала в одном световоде.
Благодаря совмещению каналов для соединения таких модулей нужна только одна оптоволоконная жила. Стандартные SFP WDM модули имеют разъём типа SC для одножильного соединения.
SFP CWDM — Coarse WDM — что дословно значит «грубый» WDM — это более поздняя реализация WDM с раздельными приёмником и передатчиком. SFPCWDM отличаются, в первую очередь, диапазоном каналов передачи, который варьируется от 1270нм до 1610нм:
2 дополнительных канала 1270нм и 1290нм;
16 основных (1310нм — 1610нм с шагом 20нм).
Данные модули имеют широкополосный приёмник, что позволяет 2 модулям с любыми длинами волн передачи работать в паре. Но для работы в паре такие модули использовать нерационально, более оптимально использовать 16 каналов с разными длинами волн, подключёнными к мультиплексору. Мультиплексор «собирает» свет разных длин волн, который излучают передатчики модулей, «объединяет» собранное в единый световой пучок и направляет по единственному одномодовому волокну далее. При приёме данных производится обратная процедура.
Рассказывая о кабелях и стандартах, стоит также упомянуть 10 гигабитный Direct Attached Cable (DAC) SFP+, работающий по стандарту 10GBASE и совместимый со стандартами 10G Ethernet, 8/10G Fibre Channel. Такие кабели стоят относительно недорого и чаще всего применяются на небольших расстояниях, например, для подключения СХД, серверов и других устройств к скоростной сети.
Рисунок 5. DAC10G-3M кабель Direct Attach
Отличия SFP от SFP+
SFP модуль всем хорош, одна неприятность — не поддерживает высоких скоростей. А технический прогресс требовал перехода на сети 10 Gigabit. И появились новые стандарты, одним из которых стал SFP+
Как часто бывает с родственными технологиями и стандартами — SFP+ совместим с SFP сверху вниз. То есть в порт SFP+, можно подключить более старые трансиверы SFP, а вот наоборот — включить может и получится, но работать они не будут.
Однако возможны неприятные исключения. В оборудовании некоторых производителей (к счастью, Zyxel в их число не входит) совместимость сверху вниз не поддерживается. Всегда лучше на всякий случай уточнить у продавца, будет ли работать данный трансивер с данным портом на данном оборудовании.
Особенности стандарта XFP
Стандарт XFP был разработан группой XFP MSA (Multi Source Agreement). Скорость работы начинается от 10G и может использоваться с оптоволоконным кабелем для высокоскоростной сети.
Рабочая длина волны: 850нм, 1310нм или 1550нм, при этом трансиверы XFP не зависят от протокола и полностью поддерживают конвергентность для стандартов:
Примечание. При плотном трафике модули SFP+ были замечены за непристойным занятием — они нагревались до достаточно высокой температуры. Виной тому малые размеры и высокая плотность портов — в принципе, то, зачем SFP и создавался. Разумеется, повышение температуры оборудования создаёт риск при длительной работе. Это факт вынуждает в некоторых случаях использовать другой стандарт для подключения трансиверов (также небольших, хоть и не таких миниатюрных как SFP+) — XFP.
Можно ли соединять устройство с портом XFP и другое устройство с SFP+
Теоретически такое соединение возможно, необходимо использовать оптические кабели, подходящие для обоих трансиверов.
Например, XFP‑10G-SR и SFP‑10G-SR — это многомодовые модули на основе LC разъёмов, поэтому применение многорежимного оптического кабеля LC по идее позволит получить работающее соединение.
На практике лучше заглянуть в соответствующие спецификации и при любом сомнении — уточнить у представителей вендора (дилера, системного интегратора и т. д.) соответствующие детали.
Заключение
Унифицированный подход и стандартизация упрощают нашу жизнь.
Разумеется, не существует единого идеального решения. В любом стандарте, в любой технологии есть плюсы и минусы. И не всегда они касаются технических аспектов.
Немаловажную роль при выборе той или иной технологии играет цена вопроса, внешние ограничения (например, расстояние), а также особенности эксплуатации.
Что такое модули и порты SFP?
Приемопередатчики SFP и модули SFP
Преимущества портов SFP
Порты SFP в сетевом устройстве, таком как коммутатор, имеют множество преимуществ. Они обеспечивают большую гибкость, эффективность и безопасность на будущее, а также быстро и легко заменяются. Сетевые устройства легко переключаются на другие методы передачи и тип сети. Неисправные модули недороги в замене и не требуют ремонта или замены всего устройства.
По сравнению с GBIC, модуль SFP значительно меньше. Он позволяет развертывать сетевые устройства с высокой плотностью портов. С помощью модулей SFP существует недорогой способ подключения сетевого устройства к широкому спектру различных типов оптоволокна. При наличии новых стандартов или технологий сетевое устройство, оснащенное портами SFP, является перспективным. Оно может быть легко оснащено новыми модулями SFP и будет поддерживать текущие варианты подключения. Еще одним преимуществом является то, что сетевое оборудование более гибко в использовании, поскольку оно интегрируется с любой существующей сетевой инфраструктурой с соответствующими модулями SFP.
Различия между SFP, SFP+ и SFP28
Помимо порта SFP, расширения стандарта также определяют порты SFP+ и порты SFP28. SFP+ (расширенный подключаемый малый форм-фактор) поддерживает более высокую скорость передачи данных 10 гигабит в секунду и является преемником SFP. SFP28 имеет те же габариты, что и SFP и SFP+, но обеспечивает скорость до 25 гигабит в секунду (с кодированием и исправлением ошибок 28 гигабит в секунду брутто). Разделение на четыре порта SFP28 позволяет реализовать соединения емкостью 100 Гбит.
Области применения портов SFP
Порты SFP можно найти во многих различных сетевых устройствах и компонентах. Коммутаторы Ethernet, маршрутизаторы, брандмауэры и карты сетевого интерфейса оснащены различным количеством портов. В новых устройствах часто используются последующие стандарты SFP+ и SFP28.
Если стоит выбор, где купить модули SFP, выбирайте надёжного поставщика. Компания « АнЛан » занимает лидирующие позиции на рынке РФ с 2007 года. Разумная цена и европейское качество — то, что отличает продукцию компании от других организаций.
Обзор типов портов Ethernet коммутаторов
Купить FS коммутатор для развития Вашей сети
Формы и скорости передачи данных Ethernet коммутаторов различаются, как и типы портов коммутаторов. В этой статье кратко представлены распространенные типы портов Ethernet коммутаторов с точки зрения скорости передачи данных, функций и сетевой архитектуры, чтобы помочь вам лучше понять их различия.
Различии типов портов Ethernet коммутаторов по скорости передачи данных
Скорость передачи данных является жизненно важным фактором для интерфейса коммутатора Ethernet, и он обычно может варьироваться от 1G, 10G, 25G, 40G до 100G и выше. Ниже приведены основные типы интерфейсов скоростей передачи данных.
RJ45 порт
Порт RJ45 на коммутаторе 100/1000BASE может использоваться в центрах обработки данных для коммутации серверов, локальных сетей, восходящих каналов с настольных коммутаторов или непосредственно на рабочий стол для широкополосного приложения. Стандартный кабель Ethernet (кабель Cat5/5e/6/6a) часто используется при подключении двух портов RJ45 на гигабитных коммутаторах.
SFP порт
SFP+ порт
Порт SFP+ (small form-factor pluggable plus)- это усовершенствованная версия порта SFP, поддерживающая более высокую скорость до 10 Гбит/с. Что касается совместимости SFP и SFP+, порты SFP+ часто принимают оптику SFP, но со сниженной скоростью 1 Гбит/с. Однако вы не можете подключить приемопередатчик SFP+ к порту SFP, поскольку SFP+ не поддерживает скорость менее 1 Гбит/с.
SFP28 порт
QSFP+ порт
QSFP28 порт
Порт QSFP28 предназначен для приложений 100G. Он обеспечивает высокоскоростные дифференциальные сигналы со скоростью передачи данных от 25 Гбит/с до потенциально 40Gбит/с и, наконец, соответствует требованиям Ethernet 100Gбит/с (4×25 Гбит/с) и 100Gбит/с 4X InfiniBand с повышенной скоростью передачи данных (EDR).
Сетевой коммутатор может поддерживать различные порты. Вот несколько гигабитных коммутаторов, Ethernet коммутаторов 10G и Ethernet коммутаторов 40G/100G в качестве примеров, чтобы показать типы и номера портов коммутатора, которые может иметь сетевой коммутатор.
| Cisco Catalyst 4948 10 Gigabit Коммутатор | Dell EMC S6010-ON 40GE Коммутатор | FS S3900-24T4S 10/100/1000BASE-T Gigabit Коммутатор | FS S5850-48S2Q4C 100GB Ethernet Коммутатор | |
|---|---|---|---|---|
| RJ45 порт | 48 | / | 24 | / |
| SFP порт | / | / | / | 48 |
| SFP+ порт | / | / | 4 | / |
| QSFP+ порт | / | 32 | / | 2 |
| QSFP28 порт | / | / | / | 4 |
Различия типов портов по функциям Ethernet коммутаторов
Функции и приложения также являются важными факторами для типов портов Ethernet коммутаторов, поскольку один и тот же порт может использоваться для различных целей. Эта категория может быть более сложной, но помогает нам получить представление о конфигурации типов портов Ethernet коммутаторов.
Комбо(Combo) порт
Комбо порт рассматривается как единый интерфейс с двумя интерфейсами, т. е. разъемом RJ-45 и разъемом модуля SFP. Другими словами, это составной порт, который может поддерживать два разных физических, совместно используемых коммутатора и номер порта. Но два разных физических порта не могут использоваться одновременно. Это означает, что если используется порт SFP, соответствующий медный порт автоматически отключается, и наоборот. Преимущество заключается в обеспечении различных типов подключения без использования неиспользуемой коммутационной сети, предоставляя пользователям возможность и гибкость настройки коммутатора в соответствии с их уникальными требованиями к приложениям.
Порт стека
Порт стека, специальный функциональный порт на коммутаторе, используется для подключения к другим штабелируемым коммутаторам той же модели, марки и версии программного обеспечения для работы в качестве одного штабелируемого коммутатора. Эта группа коммутаторов показывает характеристики одного коммутатора, но имеет пропускную способность порта, равную сумме объединенных коммутаторов. Кроме того, порт стека может быть портом восходящей линии связи, но некоторые коммутаторы могут иметь выделенный порт для стекирования. Например, штабелируемые коммутаторы серии FS S3900 используют порт восходящей линии связи для обеспечения укладки с модулями ЦАП, AOC или модульа и волоконными соединительными кабелями. Это решение очень экономично, обладает высокой гибкостью и идеально подходит для подключения на большие расстояния.
PoE порт
Питание через Ethernet (PoE) позволяет одному сетевому кабелю одновременно передавать данные и питание. Порты PoE обеспечивают питание в соответствии с двумя стандартами – IEEE 802.3 af обеспечивает мощность до 15,4 Вт на порту коммутатора, в то время как IEEE 802.3 at (также известный как PoE+) обеспечивает мощность до 30 Вт на порту коммутатора. Однако мощность будет теряться по мере увеличения расстояния. Минимальная гарантированная мощность, доступная в PD, составляет 12,95 Вт на порт для PoE и 25,5 Вт на порт для PoE+.
Различия типов портов Ethernet коммутаторов в сетевой архитектуре
Традиционная сетевая архитектура обычно имеет три уровня, включая уровень ядра, уровень распределения и уровень доступа. Соответственно, коммутаторы и порты Ethernet также имеют эти типы.
Порт lоступа
Порт доступа используется для подключения таких устройств, как настольные компьютеры, ноутбуки, принтеры и т.д., Доступных только в access link. Порт коммутатора в режимах доступа принадлежит одной конкретной VLAN и отправляет и принимает обычные кадры Ethernet в не помеченной форме. Обычно портaccess может быть членом только одной VLAN, а именно VLAN доступа, и он отбрасывает все кадры, которые не относятся к VLAN доступа.
Транковый порт
Транковый порт используется между коммутаторами или между коммутатором и устройствами верхнего уровня, доступными в магистральном канале. Транковый порт позволяет настроить несколько VLAN на интерфейсе. В результате он способен передавать трафик для нескольких VLAN одновременно. Транковый порт-это порт объединения VLAN, подключенный к другим портам коммутатора, в то время как порт access-это порт, который коммутатор подключает к хосту в VLAN.
Гибридный порт
Гибридный порт может использоваться для подключения сетевых устройств, а также пользовательских устройств. Он поддерживает как не помеченную VLAN, как порт access, так и помеченную VLAN, как транковый порт, и может получать данные из одной или нескольких VLAN. Гибридные порты во многом напоминают транвовые порты, но у них есть дополнительные функции конфигурации портов.
На следующем рисунке показано, как три типа портов коммутатора применяются в одной и той же системе.
Заключение
Выяснение различий в типах портов Ethernet коммутаторов помогает выбрать более подходящие коммутаторы Ethernet для ваших сетевых требований. При рассмотрении типа порта коммутатора и номера порта коммутатора, которые вам нужны, вам следует учитывать о текущем и будущем объеме бизнеса и ваших требованиях к функциям.
Для чего нужны оптические порты SFP в коммутаторах?
Каталог сетевых коммутаторов нашего магазина содержит большое количество моделей, которые снабжены портом SFP. Данный порт используется для подключения в него специального модуля SFP.
Оптический модуль SFP (Small Form-factor Pluggable) представляет собой устройство, которое необходимо для коммутации волоконно-оптического кабеля. Модуль позволяет легко объединить линии ВОЛС с традиционными офисными локальными сетями.
Когда можно использовать коммутатор с SFP-портом
Скорость передачи данных через SFP-порт
В зависимости от вида порта и применяемого в нём SFP-модуля, скорость передачи данных может варьироваться:
Подключение коммутатора с SFP-портами
Чтобы подключить оптоволоконный патч-корд к SFP коммутатора, SFP слот необходимо оснастить соответствующим трансивером (или SFP-модулем). Тип модуля подбирается под характеристики кабеля и тип подключения. Существуют трансиверы как под одномодовый, так и под многомодовый оптический кабель с поддержкой разной дальности передачи данных.
Далее выбирается тип разъёма под используемый коннектор. Наиболее распространены SFP-модули с разъёмами под коннекторы LC (duplex, реже simplex) в виду простоты конструкции и небольших габаритов, позволяющих подключить дуплексный патч-корд к одному слоту.
Однопортовые модули, также известные как WDM, позволяют отправлять и принимать данные по одному волокну, используя световые волны разной длины. Но, для работоспособности системы на другом конце отрезка должен находиться «парный» модуль, а не аналогичный, с противополжными параметрами длины волны для чтения и передачи данных.
Менее популярны трансиверы с разъёмами типа SC.
При проектировании локальных сетей для подбора правильного обоборудования, рекомендуем вам обращаться к специалистам нашей компании, которые обладают необходимой компетенцией и помогут с выбором.
