Классификация типов модулей sfp+

10G SFP+

Когда мы говорим SFP+, мы подразумеваем оптику, но на самом деле это стандарт слота расширения, в который устанавливается интерфейсный модуль, так называемый трансивер, состоящий из оптического DFL/EML передатчика и электронного блока, который конвертирует световой сигнал в электронный. Если нужно соединить два устройства, имеющие SFP+ слоты и расположенные на расстоянии до 15 метров, то можно вообще обойтись без трансиверов, а задействовать медные кабели прямого подключения (DAC-кабели). Фактически, DAC — это медный экранированный  твинаксиальный кабель, с обоих сторон которого — SFP+ трансиверы, лишённые оптической части. Эти кабели делаются неразъёмными и обычно имеют длину от 1.5 до 3 метров. Чем обусловлена такая малая длина, догадаться не сложно — слабым процессором сетевого контроллера, созданного для оптической среды, невосприимчивой к помехам.

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+

• Низкая задержка сигнала
• Более низкое энергопотребление на длине кабеля до 100 метров
• Более дешёвое сетевое оборудование
• Большая распространённость по сравнению с 10GBASE-T
• Возможность использования существующих оптических кабелей

Недостатки SFP+

• На расстоянии от 5 до 100 метров оптика дороже из-за необходимости покупки трансиверов
• Сложность использования патч-панелей

Дополнительные сведения

• Таблица совместимости модулей Cisco SPF для 100 Мбит Ethernet
• Таблица совместимости модулей трансиверов CiscoGigabit Ethernet
• Таблица совместимости трансиверов Cisco WDM
• Процедуры проверки и очистки оптоволоконных соединений
• Проблемы очистки волоконно-оптических каналов связи сжатым воздухом
• Поддержка продуктов SFP Cisco
• Поддержка продуктов GBIC/SFP 802.1Q в ПО Cisco CWDM
• Служба технической поддержки модулей трансивера Cisco
• Служба технической поддержки коммутаторов Cisco
• Поддержка продуктов для ЛВС
• Техническая поддержка коммутационных решений для ЛВС
• Cisco Systems — техническая поддержка и документация

Меры предосторожности

Меры предосторожности при работе с лазером

Перед установкой модулей SFP в устройство Cisco или попыткой работать или обслуживать устройство Cisco с модулями SFP необходимо прочитать важную информацию по безопасности в этом документе. См. в документах Нормативные сведения, данные о совместимости и безопасности или Подготовка рабочего места и руководство по безопасности, относящиеся к вашему устройство Cisco, полный список переведенных предупреждений по безопасности и соответствий стандартам, применимых к вашему устройству Cisco.

Модули трансиверов Cisco SFP укомплектованы источником лазерного излучения 1 класса, который создает невидимое излучение. Не смотрите прямо в открытый оптический порт. Данные предупреждения относятся к модулям Cisco SFP.

Предупреждение: В устройстве находится источник лазерного излучения 1-ого класса.

Предупреждение: Если к порту не подключен оптоволоконный кабель, открытый порт может излучать лазерные лучи, не видимые человеческому глазу. Запрещено смотреть внутрь портов.

Предупреждение: Лазерное излучение присутствует, когда система открыта и сняты внутренние блокировки.

Предупреждение: Установка, замена и обслуживание данного оборудования должны выполняться только квалифицированным техническим персоналом.

Инструкции по работе с модулями SFP

Используйте данные инструкции при работе с модулями SFP:

• Модули Cisco SFP чувствительны к статическому электричеству. Наденьте антистатический браслет, подключенный к корпусу для предотвращения повреждения электростатическим разрядом.

• Модули Cisco SFP чувствительны к попаданию пыли. Всегда храните устройства с установленными заглушками на оптических поверхностях.

• Не извлекайте и не устанавливайте модуль Cisco SFP без необходимости. Чрезмерно частое удаление и установка модуля Cisco SFP могут сократить срок его работы.

Необходимые инструменты

Для установки или удаления трансивера SFP потребуются следующие инструменты:

• Антистатический браслет или другое персональное устройство заземления для предотвращения электростатических разрядов.

• Антистатический коврик или пенка для размещения трансивера.

• Средства очистки окончания оптоволокна и оборудование для проверки.

  В следующих документах содержится исчерпывающая информация о проверке и очистке оптоволоконных соединений:

Сравнение 10GBASE-T и SFP+

Вообще, если вы приобретаете оборудование с установленными сетевыми контроллерами (серверы, системы хранения данных, современные рабочие станции и игровые компьютеры), то 10GBASE-T с подключением по витой паре выйдет дешевле. При длине кабеля до 5 метров, часто даже можно использовать самый дешёвый кабель 5-й категории — это прекрасная альтернатива твинаксиальным DAC-ам. В условиях абсолютной экономии можно и вовсе подключать NAS к рабочему компьютеру напрямую обычным сетевым кабелем без использования сетевых коммутаторов. В этом плане 10GBASE-T полностью оправдывает своё предназначение дешевого решения, но картина меняется, когда вместо двух 10-гигабитных портов вы имеете дело с двумя тысячами.

Стандарт PHY, описывающий кодирование сигнала при передаче данных по медному кабелю, определяет время задержки приёма-передачи на уровне 2.6 микросекунд. SFP+ не использует кодировку пакетов, поэтому типичная задержка приёма-передачи составляет 300 наносекунд, то есть в 8.6 раз ниже. Чем больше портов на одном контроллере будет задействовано, тем больше будет разница в латентности. Так, уже на двух сетевых портах SFP+ будет иметь латентность 0.2 мкс, а 10GBASE-T — 5.2 мкс, уже в 25 раз.

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.

Ещё одно немаловажное преимущество оптического кабеля — его тяжелее прослушать. Он не создаёт магнитное поле, в него невозможно сделать «врезку», поэтому с точки зрения защиты от шпионажа, оптика вне конкуренции

Настройте модули SFP.

Настройте скорость интерфейса и дуплексный режим

Интерфейсы Ethernet на коммутаторе работают на скоростях 10, 100 или 1000 Мбит/с, или 10000 Мбит/с в полнодуплексном или полудуплексном режиме. В полнодуплексном режиме, две станции могут отправлять и принимать данные одновременно. Обычно порты 10 Мбит/с работают в полудуплексном режиме, т. е. станции могут либо принимать, либо отправлять данные.

Невозможно настроить скорость портов модулей SFP, но можно настроить отмену согласования скорости (nonegotiate) при подключении к устройству, которое не поддерживает автоматическое согласование. Однако, когда модуль 1000BASE-T SFP находится в порту модуля SFP, можно настроить скорость 10, 100, 1000 Мбит/с или автоматически.

Невозможно настроить дуплексный режим портов модулей SFP, если только в порт не вставлен модуль 1000BASE-T SFP или 100BASE-FX MMF SFP. Все остальные модули SFP работают в полнодуплексном режиме.

• Когда в порт SFP вставлен модуль 1000BASE-T SFP, можно настроить дуплексный режим auto или full.

• Когда в порт SFP вставлен модуль 100BASE-FX SFP, можно настроить дуплексный режим half или full.

Примечание: Полудуплексный режим поддерживается интерфейсами Gigabit Ethernet. Однако невозможно настроить данные интерфейсы для работы в полудуплексном режиме.

Использование модулей SFP сторонних производителей

Использование трансиверов SFP сторонних производителей в устройствах Cisco не поддерживается Cisco. Одобренные компанией Cisco модули SFP имеют серийный EEPROM, который содержит серийный номер, имя и идентификатор поставщика, уникальный код безопасности и контрольную суммы CRC. Когда модуль SFP вставляется в коммутатор, программное обеспечение коммутатора считывает данные из EEPROM, чтобы проверить серийный номер, имя и идентификатор поставщика и пересчитать код безопасности и контрольную сумму CRC. Если неверен серийный номер, имя или идентификатор поставщика, код безопасности или контрольная сумма CRC, программное обеспечение создает данное сообщение об ошибке безопасности и переводит интерфейс в состояние «err-disable»:

Подключение модуля SFP к модулю GBIC

SFP и GBIC являются всего лишь подключением между реальным лазером и корпусом. Для подключения модуля SFP к модулю GBIC необходимо проверить следующее:

• Тип используемого оптоволоконного кабеля: Одномодовый или мультимодовый.

• Тип требуемого физического подключения: разъем SC, разъем ST и т.д..

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.

Преимущества 10GBASE-T

• Дешёвые кабели
• Простая прокладка кабелей под прямым углом
• Возможность использования соединителей и патч-панелей

Недостатки 10GBASE-T

• Относительно высокое энергопотребление контроллера
• Существующие кабельные инфраструктуры с применением витой пары категории 5 и 5E могут быть не готовы к 10 Гигабитам
• Ограниченная длина кабеля — до 100 метров, что заставляет использовать коммутаторы с SFP+ Uplink-разъемами для прокладки сети в больших зданиях.

Основной недостаток медных сетевых кабелей — это их малая помехозащищённость и зависимость паразитных наводок от длины проводника. Чтобы бороться с помехами в медных кабелях, производители сетевого оборудования рекомендуют использовать кабели категории 6 и 6E с дополнительным экранированием и более плотным скручиванием. Обычно длина витка у кабеля категории Cat-5(e) 1.5-2 витка на сантиметр, а у категории Cat-6 — больше двух. Внутри одного кабеля каждая цветная пара также обладает различной длиной витка, основанной на простых числах. Длины витков подобраны таким образом, чтобы два различных витка никогда не совпадали. Если использовать самые дорогие экранированные SSTP-кабели, то такая сеть станет гораздо дороже оптической.

Типы полировки

Полировка оптического волокна: PC, UPC и APC

• PC: Physical Contact (Физический контакт). Обойма скошена и обработана на ровной поверхности. Это позволяет избежать пустых пространств между наконечниками соединяемых разъемов и обеспечивает вносимые потери в диапазоне от -30 дБ до -40 дБ. Его использование все чаще выпадает.
• UPC: Ultra Physical contact (Ультра физический контакт). Они аналогичны PC разъемам, что позволяет снизить возвратные потери до предела от -40 до -55 дБ благодаря более четкой кривой скоса. Текущий тренд использует его в мертвых строках, чтобы позволить операторам выполнять тесты сетей, например, с помощью рефлектометра.
• APC: Angled Physical Contact (Угловой физический контакт). Наконечник заканчивается плоской наклонной поверхностью под углом 8 градусов, что делает его разъемом, обеспечивающим наилучшую оптическую связь, поскольку он снижает возвратные потери до -60 дБ, что позволяет увеличить количество пользователей в одномодовых волокнах. По этой причине, в сочетании с постоянно снижающимися производственными затратами, APC стал наиболее часто используемым видом полировки.

Наиболее распространенные типы оптических разъемов

Разъем FC

Деталь оптического соединителя FC (Ferrule Connector)

• «FC» означает… Ferrule Connector.
• Краткая история: Это был первый оптический разъем с использованием керамического наконечника, разработанный Nippon Telephone and Telegraph. Его использование становится все менее распространенным в пользу разъемов SC и LC.
• Особенности: резьбовое соединение разъема является виброустойчивым; поэтому он используется в приложениях в движении. Он также используется в точных приборах (таких как рефлектометры) и очень популярен в кабельном телевидении.
• Оптические характеристики: для одномодовых волокон. Его вносимые потери достигают 0,3 дБ.

ST connector

Деталь оптического разъема ST (Straight Tip)

• «ST» означает… Straight Tip.
• Краткая история: разработан в США компанией AT&T и используется в профессиональной среде, такой как корпоративные сети, а также в военной области.
• Особенности: Его форма напоминает японский соединитель FC, за исключением его фитингов BNC-типа (поворотный замок, также называемый байонетным фитингом).
• Оптические характеристики: для многомодовых волокон. Его вносимые потери достигают 0,25 дБ.

Разъем LC

Деталь оптического разъема LC (Lucent Connector или Little Connector)

• «LC» означает… Lucent Connector или Little Connector.
• Краткая история: Разработано Lucent Technologies и выпущено в 1997 году.
• Особенности: Фитинг двухтактный (напоминает RJ45). Надежнее и компактнее, чем у типа SC, что позволяет еще большую плотность разъемов в стойках, панелях и FTTH.
• Оптические характеристики: для одномодовых и многомодовых волокон. Потери 0,10 дБ.

Разъем SC

Деталь оптического разъема SC (Subscriptor Connector или Square Connector)

• “SC” stands for… Subscriptor Connector или Square Connector
• Краткая история: Разработано Nippon Telegraph and Telephone, оно стало самым популярным из-за снижения производственных затрат.
• Особенности: Быстроразъемная установка. Он компактен, что позволяет большую плотность разъемов на инструмент. Используется в FTTH, телефонии, кабельном телевидении и т. д.
• Оптические характеристики: для одномодовых и многомодовых волокон. Потери 0,25 дБ.

Какой интерфейс выбрать для 10-гигабитной сети?

Для дома и небольшого офиса -медный кабель, ведь топовые игровые материнские платы и настольные NAS-ы уже имеют встроенные 10-гигабитные контроллеры 10GBASE-T. Разницу в энергопотреблении вы, скорее всего, не ощутите даже за 10 лет.

Для небольших ЦОД-ов предприятия — обычная витая пара это настолько универсальное решение, что в маленьких серверных помещениях площадью около 40-50 кв.м., длины кабеля будет достаточно для любых интерконнектов. Экономия на брендовых трансиверах позволит 10 лет не задаваться вопросом об энергопотреблении и задержках.

Для крупных быстрорастущих компаний альтернативы оптике нет.

Михаил Дегтярёв (aka LIKE OFF)
23/08.2018

Модули трансиверов Cisco SFP

Ассортимент интерфейсов Cisco с возможностью горячей замены обеспечивает богатый выбор скоростей, протоколов, диапазонов охвата и поддерживаемых сред передачи.

Модули Cisco Fast Ethernet SFP

Cisco 100BASE-X SFP имеет шесть конфигураций:

Модули Cisco Gigabit Ethernet SFP

Модуль трансивера SFP

Модуль трансивера 1000BASE-T SFP

1Без цифрового оптического мониторинга (DOM)

1С цифровым оптическим мониторингом (DOM)

3 NEBS 3 ESD

Дополнительные сведения о поддержке установки Gigabit Ethernet на оптоволоконных мультимодовых каналах см. в разделе Cisco Поддержка развертывания Gigabit Ethernet с мультимодовыми оптоволоконными каналами до 2 км.

Модули трансиверов Cisco CWDM

Cisco SFP неплотного спектрального мультиплексирования (Coarse Wavelength Division Multiplexing — CWDM) является устройством ввода-вывода с возможностью горячей замены, которое вставляется в порт или разъем SFP коммутатора или маршрутизатора Cisco и связывает порт с оптоволоконной сетью. Cisco CWDM SFP являются многоскоростными изделиями, поддерживающими стандарты Gigabit Ethernet и Fibre Channel (1 Гбит и 2 Гбит).

Модуль CWDM SFP

CWDM SFP выпускаются для восьми длин волн от 1470 нм до 1610 нм. Цветовая маркировка устройств соответствует длине волны, сопоставленной каналу Gigabit Ethernet. В этой таблице перечислены SFP с длинами волн и цветовыми кодами.

Поддерживаемые коммутаторы Catalyst

В данном разделе перечислены коммутаторы Cisco Catalyst, поддерживающие модули трансиверов Cisco SFP.

Примечание: Если модуль / устройство поддерживает модули трансиверов 100M SFP и Gigabit Ethernet SFP, они могут использоваться одновременно в соответствующих портах. Однако, объединение (выделение каналов) различных типов модулей трансиверов не поддерживается.

Серия Catalyst 6500/6000:

Серия Catalyst 4500

Серия Catalyst 3750

Серия Catalyst 3750-E

Серия Catalyst 3560

Серия Catalyst 3560-E

Серия Catalyst 2970

Серия Catalyst 2960

Серия Catalyst 2950

Серия Catalyst 2948G:

Серия Catalyst Express 500

Другие типы устройств, поддерживающие модули трансиверов Cisco SFP см. в следующих документах: