10gbase x sfp что это

10GBASE-T и SFP+. Какой стандарт лучше для 10-гигабитной сети?

10GBASE-T

1Четвертое поколение технологии передачи данных по медному каналу (10GB BASE-T) призвано осуществить лёгкий переход от 1-Гигабитной сети к 10-Гигабитной без прокладки новых кабелей, но при этом обеспечить обратную совместимость с существующим сетевым оборудованием. 10-гигабитные сетевые карты с портами RJ45 могут работать на скоростях 1 Гигабит, 100 Мегабит и 10 Мегабит в секунду, поэтому допускают поэтапную модернизацию существующих сетевых соединений, включая патч-панели, коммутаторы и собственно провода.

10G SFP+

Оптические SFP+ трансиверы позволяют передавать данные на расстояние до 120 Км. Существуют и трансиверы для подключения к медной витой паре, но такое решение не используется массово из-за высокой стоимости данных модулей. Дело в том, что каждый такой трансивер самостоятельно обрабатывает алгоритмы коррекции ошибок, а значит имеет ECC-процессор. Говоря о традиционном 10-гигабитном подключении через SFP+ трансиверы, можно выделить следующие преимущества и недостатки:

Преимущества оптического подключения SFP+

Сравнение 10GBASE-T и SFP+

Эта задержка уже видна невооружённым глазом, когда ты подключаешься к All-Flash-СХД, такой как Synology FS3017. При доступе по протоколу iSCSI время отклика между интерфейсом 10G BASE-T и SFP+ может составлять до 30%. в пользу последнего. Поэтому системы хранения данных, рассчитанные на транзакционную нагрузку и быстрое время отклика должны подключаться через оптические кабели. Ниже приведены результаты тестов материнской платы ASRock Rack EPC612D4U-2T8R со встроенной сетевой картой Intel X540-T2 при подключении по iSCSI.

Какой интерфейс выбрать для 10-гигабитной сети?

Для крупных быстрорастущих компаний альтернативы оптике нет.

Михаил Дегтярёв (aka LIKE OFF)
23/08.2018

Источник

10-гигабитный Ethernet: советы новичку

Вдохновившись интернет-запросами в стиле «как сделать спиннер из картонки», я решил рассказать о том, что близко мне: как самому построить 10-гигабитную сеть. Гигабитный Ethernet вопросов уже не вызывает – справится даже школьник: потребуется коммутатор, медная витая пара и привычные RJ-45 разъемы.

А если хочется больше? Например, 10-гигабитное соединение для небольшого офиса или серверной. Какое оборудование понадобится и как его подключать – просто и по шагам в моей сегодняшней статье.

Выбираем коммутатор

Обязательно проверяем находку по форумам – я рекомендую smallnetworkbuilder и reddit. Обращаем внимание на функции, которые коммутатор поддерживает. Не забываем и про такую особенность, как уровень шума, – особенно если выбираем коммутатор для дома.

Коммутатор NetGear на 8 портов.

Если мы выбрали коммутатор с RJ-45 портами, тут все просто: мы ограничены расстоянием в 55 метров с кабелями Cat6 и в 100 метров – с Cat6A. В этом случае используем привычные RJ-45 разъемы, изучаем плюсы и минусы 10GBASE-T и радуемся. Такие коммутаторы подходят для ToR (top-of-the-rack) – использования внутри стоек, когда нет нужды в длинных линках.

Если же мы получили коммутатор в SFP+ портами, то нужно выбрать трансиверы.

Коммутатор с портами SFP+.

Выбираем трансиверы

SFP+ – это разновидность SFP-разъема, который поддерживает скорости выше 4,25 Гбит/сек и используется для установки трансиверов со скоростями до 10 Гбит/сек (16GB FC). Трансивер, в народе «эсэфпишка» или «gbic», обеспечивает преобразование электрических сигналов в световые и обратно.

Трансивер на 10 Гбит/сек.

К сожалению, SFP+ трансиверы на 10 Гбит/сек с портами RJ-45 встречаются редко и стоят слишком дорого. Поэтому будем использовать оптический кабель.

При выборе трансивера нужно учитывать дальность передачи. Правило «чем больше – тем лучше» здесь не работает:

У трансиверов с разной дальностью передачи отличается длина волны и мощность излучателя. Для дома или офиса чаще всего достаточно трансивера SR.

Кроме того, от расстояния зависит и тип применяемого оптического кабеля:

В 98% случаев ваш выбор – 10G MM SR LC-трансивер. LC – тип разъемов для подключения оптики. Об этом речь пойдет ниже.

Трансивер на 10 Гбит/сек short reach для оптического кабеля multimode.

Что делать, если вы хотите подключить к SFP+ разъему оборудование на 1 Гбит/сек с портами RJ-45? Не проблема – для этого есть соответствующие трансиверы.

Трансивер на 1 Гбит/сек с разъемом RJ-45.

Есть три момента, в которых легко ошибиться, выбирая трансивер:

Подключаем оптику

Коммутатор есть, трансиверы есть, еще раз проверяем оптические кабели. Как писал выше, для небольших расстояний подойдет мультимод. Бывает синего, фиолетового или красного цветов. Для больших расстояний, от 300 м, понадобится синглмод. Он, как правило, желтого цвета.
К трансиверу оптоволокно подключается с помощью LC-разъемов.

LC-разъемы для подключения оптики к трансиверу.

Обратите внимание!
Если ваша пара оптики оканчивается дуплексными разъемами, то вы не перепутаете левый и правый оптический провод, или «rx\tx». Один из них используется для приема данных, другой –
для передачи. А вот если разъемы отдельные, то легко перепутать левый провод с правым. Тогда соединение не установится, порт не поднимется. В такой ситуации надо поменять местами провода и попробовать установить соединение снова.

Будьте аккуратны с LC-коннекторами и открытыми торцами оптоволокна в них. Одна пылинка – и ваша сеть не будет работать стабильно. Производители рекомендуют включать каждый LC-разъем только один раз без переподключений.

Протирать тряпочкой и дуть на торцы оптоволокна нельзя!
В исключительных случаях для проведения профилактики можно использовать специальные чистящие средства. Универсальным будет One-Click Cleaner MU/LC. Подходит для очистки оптики и портов с LC-разъемом.

Средство для очистки оптики One-Click Cleaner MU/LC.

Подключение в стойке

Создать 10-гигабитное Ethernet-соединение в пределах стойки или пары стоек можно по-другому. Здесь подойдут DAC-кабели, или твинаксы (twinaxial cable). Твинакс – это медный кабель, соединяющий два SFP+ трансивера. Пассивные твинаксы бывают длиной до 7 метров.

Это твинакс.

Использование твинаксов позволяет сэкономить бюджет. Но кабели эти довольно толстые и жесткие, аккуратный монтаж в стойке большого количества твинаксов очень сложен.

Резюмирую сказанное выше. Для соединения 10-гигабитной Ethernet-карты c портом 10G SFP+ коммутатора дома, в офисе или в стойке серверной вам нужны:

Я понимаю, что в этой статье не вывел бином Ньютона. Ее цель – помочь начинающим быстро разобраться в физической коммутации оборудования в 10-гигабитных Ethernet-сетях.

В моей практике несколько раз приходилось помогать довольно опытным системным администраторам с подключением. Не единожды наблюдал примерно следующую картину: в 10-гигабитном порту СХД установлен 10G MM SFP+ трансивер. В него подключен single mode LC LC провод. Другой конец провода приходит в 8G FC трансивер, установленный в FC адаптер сервера. Мало того, что ошибка с типом оптики, так и вообще вся схема логически неверная. «Брат, что ты хотел сделать?» – «Поднять iSCSI.» Вот такая быль из цикла «админы шутят».

Буду рад прочитать в комментариях, чего вам не хватает в рамках данной темы. Спасибо!

Источник

Виды SFP+ модулей

Съемный приемо-передающий трансивер форм-фактора SFP+ (Enhanced Small Form factor Pluggable) представляет собой компактное устройство в металлическом корпусе. Так как модуль форм-фактора SFP+ является эволюцией стандарта SFP – основные компоненты остались те же: с одно стороны, трансивер оснащен контактной группой для подключения к SFP+ порту сетевого устройства, а с другой стороны оптическим интерфейсом или электрическим интерфейсом RJ-45 (разъем 8Р8С) для подключения к линии передачи.

Оптические модули SFP+ предназначены для передачи и приёма оптических сигналов между сетевыми устройствами, соединенными между собой волоконно-оптическими линиями связи со скоростью передачи данных от 1.25 Гбит/с до 11.3Гбит/с. «Медные» SFP+ модули используются для приема и передачи электрических сигналов по витой паре по протоколам 10Gbase-T / 5Gbase-T / 2.5Gbase-T / 1000base-T. Наибольшую популярность на телекоммуникационном рынке России получили модификация SFP+ модулей со скоростью передачи 10 Гб/с, причем, как простые двухволоконные SR/LR, так и более «сложные» DWDM SFP+.

Спецификация SFF-8432 описывает конструкцию и размеры корпуса, устройство электрического интерфейса SFP+ трансиверов, а так же конструкцию и размеры SFP+ порта. Существует ряд спецификаций, которые описывают отдельные модификации и скорости передачи, основные документы можно найти на этой странице. Отраслевой стандарт SFF-8472 в свою очередь описывает работу управляющего интерфейса модулей SFP+.

Цветовая маркировка SFP+ модулей

В трансиверы SFP+ так же перекачивала цветовая маркировка на язычках толкателей модулей, но указаний в спецификации SFF-8432 о ней нет, поэтому она является не регламентированной и цвет SFP+ модуля определяется производителем.

Напомним, что цветовая маркировка трансиверов значительно облегчает идентификацию типа установленного в сетевое оборудование трансивера, без необходимости извлечения его из порта.

Маркировка SFP+ модулей реализуется одним из двух вариантов в зависимости от особенностей корпуса трансивера:

Каждой длине волны присвоен свой цвет см. таблицу ниже. Более подробно ознакомиться с маркировкой оптических трансиверов Вы можете по ссылке.

Принцип работы SFP+ трансиверов

Так как SFP+ можно считать эволюцией форм-фактора SFP, основные компоненты в модуле остались те же. На схеме ниже изображено устройство SFP+ модуля.

Одним из основных параметров любого оптического модуля является оптический бюджет, именно от этой характеристики зависит максимальная дальность передачи. Оптический бюджет зависит от чувствительности приёмника и мощности излучения лазера, его легко вычислить по формуле:

где AR – оптический бюджет, Pmin — минимальная выходная мощность передатчика, Smax — максимальное значение чувствительности фотоприемника. Чем выше значения Pmin и ниже значение Smax, тем больше оптический бюджет, а значить больше дальность работы данного трансивера и attenuation range.

Для трансиверов со скоростью передачи 10 Гбит/с и выше так же важной характеристикой является – допустимая дисперсия (Dispersion Tolerance). Этот параметр указывает максимальное значение хроматической дисперсии, которое допускается в линии передачи без существенного ухудшения качества передаваемой информации. Допустимая дисперсия специфицируется только для трансиверов, предназначенных для работы по одномодовым волокнам.

Мониторинг параметров SFP+ модулей

Для контроля рабочих параметров в SFP+ модулях, как и в трансиверах других форм-факторов используют систему цифрового мониторинга – Digital Diagnostics Monitoring сокращенно DDM. DDM — это функция цифрового контроля параметров производительности трансиверов форм-фактора SFP, SFP+ и XFP она позволяет получать в реальном времени рабочие параметры трансивера.

При помощи функции Digital Diagnostics Monitoring можно получить информацию о:

При анализе данных полученных при помощи DDM обязательно необходимо учитывать погрешность измерения любой характеристики, это указано в спецификации SFF-8472. Более подробно ознакомиться с функцией DDM можно по ссылке.

Отличия SFP+ от других форм-факторов

Форм-фактор SFP+ является эволюционным развитием форм-фактора SFP и вторым компактным типом оптических трансиверов со скоростью передачи 10 Гбит/с после XFP.

Отличия SFP+ от SFP

Отличия SFP+ от XFP

Отличия SFP+ от X2 и XENPAK

Для сравнения, ниже представлена таблица с техническими характеристиками трансиверов разных форм факторов.

Виды SFP + модулей

В настоящий момент производятся следующие разновидности SFP+ модулей:

SFP+ MSA – это модули произведенные в соответствии со спецификациями SFF, предназначенные для работы в активном сетевом оборудовании. Такие трансиверы работают по стандартам 1 GBase – X Ethernet,10 GBase – X Ethernet, FibreChannel 8G, FibreChannel 10G, InfiniBand.

Их можно разделить на четыре подвида:

SFP+ DAC кабели – это медный твинаксиальный кабель с обоих концов оконеченный электрическими разъемами трансиверов форм-факторов SFP+. DAC кабели используются для организации локального соединения и могут рассматриваться, как экономически выгодная альтернатива «коротким» съемным трансиверам, к примеру, SFP+ 10G – T, SFP+ 10G – SR, SFP+ 10G – LRM.

SFP+ AOC кабели – это многомодовый OM3 n-волоконный кабель с жестко закрепленными SFP+ трансиверами на обоих концах. AOC кабели позволяют организовывать локальное соединение на расстояние до 300 метров, избавляя пользователя от проблем с неправильными кроссировками патч-кордов, грязных коннекторов или адаптеров при подключении.

Copper SFP+ – набирающий популярность вид SFP+ трансиверов. Отличительной особенностью является оснащение электрическим интерфейсом RJ45, вместо оптического порта. Благодаря этому к порту коммутатора можно подключить обычную витую пару. В зависимости от необходимости пользователя или удаленности стыкуемого оборудования при помощи «медного» SFP+ модуля можно организовать канал по протоколам 10Gbase-T/5Gbase-T/2.5Gbase-T / 1000base-T.

SFP+ DWDM Tunable – уникальной особенностью данной модификации является функция изменения рабочей длины волны передачи по запросу. В трансиверах SFP+ tunable используется лазер Маха-Цендера, способный работать на длинах волн в диапазоне 1528,77-1565,5нм. Модули поддерживают системы уплотнения DWDM с частотной сеткой 50ГГц и 100ГГц. Перестроение осуществляется при помощи программатора или через систему управления хост-системы, при условии поддержки такой функции. Перестраиваемые DWDM SFP+ модули оптимальное решение для создания аварийного резерва оборудования (ЗИПа), так как являются универсальной заменой стандартным DWDM SFP+.

В нашем ассортименте представлены настраиваемые модули с дальностью 40км и 80км.

SmartSFP+ – как и в форм-факторе SFP, приставка «Smart» означает дополнительный функционал, не связанный с непосредственной передачей данных съемным приемо-передающим модулем.

Наиболее ярким примером является эрбиевый усилитель EDFA в корпусе модуля SFP+. По задумке южнокорейского производителя, данный усилитель предназначен для работы в диапазоне C-band и подойдёт для работы в системах Metro-DWDM и сетях 5G.

В ассортименте нашей компании представлен трансивер TSoP для прозрачной передачи канала STM-16 по пакетным сетям IP/MPLS. Решение является уникальным. Он позволяет освободить оптические волокна и расширить возможности построения сетей. Так же даёт возможность операторам предложить своим клиентам новую услугу, либо решить насущную задачу.

SFP+ CWDM-BIDI – весьма экзотичный вид трансиверов. Это одноволоконный трансивер, предназначенный для использования в CWDM системах. Главным отличием от обычных CWDM SFP+ трансиверов является то что приём и передача осуществляется на одной волне и при этом используется только одно волокно. Такое решение позволяет вдвое увеличить пропускную способность системы CWDM. Эти модули всегда просто отличить, т.к. вместо разъёма Duplex LC из корпуса выходит пигтэйл с коннектором LC/APC. Дело в том, что внутри модуля установлен оптический циркулятор, для его нормальной работы необходима косая полировка APC для линейного порта.

Большого распространения данный вид модулей не получил, ввиду сложности изготовления и возросшей доступности технологии DWDM.

SFP+ dual CDR – модули оснащённые CDR чипами. Clock Data Recovery – восстановление тактовой частоты импульса. В данных трансиверах реализована 3R регенерация. С восстановлением формы и амплитуды сигнала помогает встроенный усилитель, а за восстановление синхронизации отвечают два специализированных чипа. Один чип обрабатывает исходящий сигнал, второй чип работает с входящим сигналом. Таким образом, модули с CDR чипами могут эффективно работать только в паре. Так же необходимо знать, что наличие этой функции влияет на скорость передачи, она может составлять от 9.8 Гбит/с до 11.3 Гбит/с.

Данная функция актуальна для организации высокоскоростных соединений на большие расстояния от 80 км. Разумеется, модули с CDR чипами дороже, но при необходимости организовать один-два канала такое решение может быть экономически эффективнее, по сравнению с использованием 3R-транспондеров 10GE.

SFP+ DWDM FEC – данный тип оснащён функцией упреждающей коррекции ошибок FEC (Forward Error Correction). Как и в случае с CDR функционал реализован на борту модуля. Эта функция позволяет увеличить расстояние передачи до 120км. На скорости 10G хроматическая дисперсия становится большой проблемой, чем оптический бюджет. Функция FEC позволяет скомпенсировать её влияние.

Источник

Классификация типов модулей SFP+

Worton

С популяризацией развертываний 10GbE, широкий спектр оптических модулей SFP+ предназначен для доставки данных со скоростью 10 Гбит/с в различных сетевых сценариях. Обычно говоря, модули SFP+ имеют два аспекта: медный & оптический. Последние могут быть дополнительно разделены на общие модули (многомодовые и одномодовые) и модули для особых целей (модули SFP+ WDM и модули BiDi). Это руководство, которое поможет вам классифицировать эти модули SFP+ доступные типы модулей.

Классификация типов модулей SFP+

Модуль SFP+ с интерфейсом RJ45

Модуль SFP+ 10G с интерфейсом RJ45, соответствующие стандарту MSA, которые предназначают для передачи данных со скоростью 10 Гбит/с по кабелю Cat6a/Cat7. Реализованный в форм-факторе SFP+, модуль SFP+ с интерфейсом RJ45 предлагает связь 10GbE по меди. В сочетании с кабелями Cat6a/Cat7, максимальное расстояние передачи составляет до 30 метров. FS выпустила новый модуль SFP+ 10G с интерфейсом RJ45, который поддерживает длину линии связи 80 метров на кабелях Cat6a/Cat7. Вот FS модуль SFP+ 10GBASE-T.

Характеризирующий с меньшим бюджетом, меньшим потреблением и более простым развертыванием, модули SFP+ с интерфейсом RJ45 пользуются популярностью у многих пользователей: Во-первых, инфраструктура на основе меди намного дешевле, чем оптические волокна. Кроме того, модуль SFP+ 10G с интерфейсом RJ45 потребляет 2,5 Вт, что меньше, чем SFP DAC, которые также соответствуют стандарту 10GBASE-T (среднее значение: 4-8 Вт). Обзор 10GBASE-T SFP+ с интерфейсом RJ45 поможет вам получить более подробную информацию об этом модуле SFP+ с интерфейсом RJ45.

Рисунок 1: Прямое подключение модулей SFP+ с интерфейсом RJ45

Модуль SFP+ 10GBASE

Модуль SFP+ многомодовый

Существует два основных типа многомодовых модулей SFP+—10GBASE SR & 10GBASE LRM, используемые для передачи на короткие расстояния. Все они являются вставными трансиверами малого форм-фактора с функцией приемника и передатчика для передачи оптических сигналов по многомодовым волокнам.

Модуль 10GBASE-SR является одним из наиболее часто используемых модулей для 10GbE. SR означает короткое расстояние, дальность передачи модулей 10GBASE-SR может достигать 300 метров в сочетании с многомодовым волокном OM3 (MMF). Минимальное расстояние кабельной системы для этих модулей SR составляет 2 метра в соответствии с IEEE 802.3ae. Реализованные с VCSEL, трансиверы 10GBASE-SR также известны как самые дешевые и недорогие трансиверы. Тип варианта называется 10GBASE-SRL (10GBASE-SR lite).

Рисунок 2: Прямое подключение модулей SFP+ SR

В качестве замены модулей 10GBASE-LX4, модули 10GBASE-LRM могут поддерживать максимальную длину линии связи 220 метров по MMF, т.е. OM3. Обратите внимание, что Cisco (или Cisco совместим с некоторыми поставщиками) 10GBASE-LRM модули также могут поддерживать максимальную длину линии связи 300 метров по одномодовому волокну (SMF). Минимальное расстояние кабельной системы для модулей LRM также составляет 2 метра.

Модуль SFP+ одномодовый

Существует три основных типа одномодовых модулей SFP+—10GBASE-LR, 10GBASE-ER и 10GBASE-ZR, используемых для передачи на большие расстояния. Все они представляют собой модули SFP+ с горячей заменой, которые подключаются к слотам SFP+ на коммутаторах.

Модуль 10GBASE-LR, LR означает «большое расстояние,» работает на номинальной длине волны 1310 нм и может достигать до 10 км по одномодовому волокну с минимальным расстоянием кабельной системы 2 м. Модуль 10GBASE-LR выполнен с лазером с распределенной обратной связью (distributed feedback laser-DFB), по сравнению с модулем SR, использующим VCSEL. DFB-лазеры дороже, чем VCSEL, но их более высокая мощность и большая длина волны позволят эффективно соединяться с небольшим сердечником одномодового волокна на больших расстояниях.

Рисунок 3: Прямое подключение модулей SFP+ LR

В качестве расширенной версии LR модулей, 10GBase-ER модуль работает на номинальной длине волны 1550 нм, также предназначен для передачи на большие расстояния по одномодовым волокнам, поддерживающим длину линии связи до 40 километров. В отличие от предыдущих модулей, модуль 10GBASE-ER оснащен лазером с внешней модуляцией (externally modulated laser-EML). Стоит отметить, что аттенюатор необходим для линий связи менее 20 км из-за мощности лазера. В соответствии с расстоянием передачи, чтобы обеспечить работу модуля, необходимо использовать соответствующие аттенюаторы. (≤1 км: 10 дБ; ≤10 км: 7 дБ; ≤15 км: 6 дБ; ≤20 км: 5 дБ).

Модуль SFP+ WDM

Технологию мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM) можно разделить на две части: CWDM и DWDM (C=Coarse; D=Dense). 10G CWDM модули SFP+ часто работает на 18 CWDM длинах волн от 1270 до 1610 нм, а его дальность передачи составляет от 10 до 80 км. В то время как модули SFP+ DWDM работает на DWDM длинах волн от CH17-CH61, максимальное расстояние передачи может достигать 80 км. Модули SFP+ WDM применяются в масштабируемых и гибких крупных предприятиях и дата-центрах.

Модуль SFP+ BiDi

В отличие от вышеупомянутых традиционных оптических модулей, модули SFP+ BiDi передают и принимают оптические сигналы на отдельных длинах волн по одному волокну, применяя технологию WDM. Таким образом, BiDi модули также называются модулями WDM одного типа. И модули должны использоваться в парах, чтобы работать эффективно. Длина линии связи варьируется от 10 км до 120 км для различных требований. Из-за его максимальной емкости и использования оптических волокон, это экономическое решение все чаще становится предпочтительным во многих инфраструктурах. Понимание BiDi модулей проиллюстрирует этот тип модуля SFP+ подробно.

Вывод

Бесконечные требования к более высокой пропускной способности и непрерывного обновления ЦОД открыли большие возможности для индустрии волоконно-оптических модулей. Но это не значит, что развитие товаров, поддерживающих относительно более низкую пропускную способность, становится все более узкой. Модули SFP+ по-прежнему являются предвзятостью для многих дата-центров, которые имеют серверы или коммутаторы с портами 10G или имеют планы обновления через соответствующих товаров 10G. Широкий спектр модули SFP+ теперь используется для развертываний 10GbE в различных сетевых средах и все еще будет тенденцией в течение определенного времени.

Источник