Small Form-factor Pluggable ( SFP ) — это компактный сетевой интерфейсный модуль с возможностью горячей замены, используемый как для телекоммуникационных , так и для передачи данных . Интерфейс SFP на сетевом оборудовании представляет собой модульный слот для приемопередатчика , специфичного для конкретной среды , например, для оптоволоконного или медного кабеля. [1] Преимущество использования SFP по сравнению с фиксированными интерфейсами (например, модульными разъемами в коммутаторах Ethernet ) заключается в том, что отдельные порты могут быть оснащены различными типами приемопередатчиков по мере необходимости, при этом большинство из них включают оптические линейные терминалы , сетевые карты , коммутаторы и маршрутизаторы .
Форм -фактор и электрический интерфейс определяются многоисточниковым соглашением (MSA) под эгидой Комитета по малым форм-факторам . [2] SFP заменил более крупный гигабитный интерфейсный преобразователь (GBIC) в большинстве приложений и был назван некоторыми поставщиками как Mini-GBIC . [3]
Существуют трансиверы SFP, поддерживающие синхронную оптическую сеть (SONET), Gigabit Ethernet , Fibre Channel , PON и другие стандарты связи. На момент внедрения типичные скорости составляли 1 Гбит/с для Ethernet SFP и до 4 Гбит/с для модулей Fibre Channel SFP. [4] В 2006 году спецификация SFP+ увеличила скорость до 10 Гбит/с , а более поздняя итерация SFP28 , представленная в 2014 году, [5] рассчитана на скорость 25 Гбит/с . [6]
Немного более крупный брат — четырехполосный Quad Small Form-factor Pluggable ( QSFP ). Дополнительные полосы обеспечивают скорость в 4 раза выше, чем у соответствующего SFP. В 2014 году был опубликован вариант QSFP28, обеспечивающий скорость до 100 Гбит/с . [7] В 2019 году был стандартизирован тесно связанный QSFP56 [8], удвоив максимальную скорость до 200 Гбит/с, причем продукты уже продаются основными поставщиками. [9] Существуют недорогие адаптеры, позволяющие размещать трансиверы SFP в порте QSFP.
Были опубликованы спецификации как SFP-DD [ 10] , которая обеспечивает скорость 100 Гбит/с по двум линиям, так и QSFP-DD [11] , которая обеспечивает скорость 400 Гбит/с по восьми линиям. [12] Они используют форм-фактор , который напрямую обратно совместим с их предшественниками. [13]
Еще более крупный брат, Octal Small Format Pluggable ( OSFP ), имел продукты, выпущенные в 2022 году [14], способные обеспечивать связь на скорости 800 Гбит/с между сетевым оборудованием. Это немного большая версия, чем форм-фактор QSFP, позволяющая увеличить выходную мощность. Стандарт OSFP был первоначально анонсирован в 2016 году [15], а версия 4.0 была выпущена в 2021 году, обеспечивая скорость 800 Гбит/с через 8 электрических линий передачи данных по 100 Гбит/с . [16] Его сторонники говорят, что недорогой адаптер обеспечит обратную совместимость с модулями QSFP. [17]
SFP-трансиверы доступны с различными спецификациями передатчика и приемника, что позволяет пользователям выбирать подходящий трансивер для каждого канала связи, чтобы обеспечить требуемый оптический или электрический охват через доступный тип среды (например, витая пара или твинаксиальные медные кабели, многомодовые или одномодовые оптоволоконные кабели). Трансиверы также обозначаются по скорости передачи. Модули SFP обычно доступны в нескольких различных категориях.
Имя | Номинальная скорость | Дорожки | Стандарт | Введено | Обратная совместимость | Физический интерфейс | Соединитель |
---|---|---|---|---|---|---|---|
СФП | 100 Мбит/с | 1 | SFF -INF-8074i | 2001-05-01 | Никто | МИИ | LC, RJ45 |
СФП | 1 Гбит/с | 1 | SFF -INF-8074i | 2001-05-01 | 100 Мбит/с SFP* | СГМИИ | LC, RJ45 |
cSFP | 1 Гбит/с | 2 | ЛК | ||||
СФП+ | 10 Гбит/с | 1 | СФФ СФФ-8431 4.1 | 2009-07-06 | СФП | XGMII | LC, RJ45 |
СФП28 | 25 Гбит/с | 1 | СФФ СФФ-8402 | 2014-09-13 | СФП, СФП+ | ЛК | |
СФП56 | 50 Гбит/с | 1 | СФП, СФП+, СФП28 | ЛК | |||
SFP-DD | 100 Гбит/с | 2 | SFP-DD MSA [18] | 2018-01-26 | SFP, SFP+, SFP28, SFP56 | ЛК | |
СФП112 | 100 Гбит/с | 1 | 2018-01-26 | SFP, SFP+, SFP28, SFP56 | ЛК | ||
SFP-DD112 | 200 Гбит/с | 2 | 2018-01-26 | SFP, SFP+, SFP28, SFP56, SFP-DD, SFP112 | ЛК | ||
Типы QSFP | |||||||
QSFP | 4 Гбит/с | 4 | СФФ INF-8438 | 2006-11-01 | Никто | ГМИИ | |
QSFP+ | 40 Гбит/с | 4 | СФФ СФФ-8436 | 2012-04-01 | Никто | XGMII | ЛК, МТП/МПО |
QSFP28 | 50 Гбит/с | 2 | СФФ СФФ-8665 | 2014-09-13 | QSFP+ | ЛК | |
QSFP28 | 100 Гбит/с | 4 | СФФ СФФ-8665 | 2014-09-13 | QSFP+ | ЛК, МТП/МПО-12 | |
QSFP56 | 200 Гбит/с | 4 | СФФ СФФ-8665 | 2015-06-29 | QSFP+, QSFP28 | ЛК, МТП/МПО-12 | |
QSFP112 | 400 Гбит/с | 4 | СФФ СФФ-8665 | 2015-06-29 | QSFP+, QSFP28, QSFP56 | ЛК, МТП/МПО-12 | |
QSFP-DD | 400 Гбит/с | 8 | СФФ ИНФ-8628 | 2016-06-27 | QSFP+, QSFP28, [19] QSFP56 | ЛК, МТП/МПО-16 |
Обратите внимание, что QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP56 разработаны для электрической обратной совместимости с SFP/SFP+/SFP28 или SFP56 соответственно. Используя простой адаптер или специальный кабель прямого подключения, можно соединить эти интерфейсы вместе, используя всего одну полосу вместо четырех, предоставляемых форм-фактором QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP56. То же самое относится к форм-фактору QSFP-DD с 8 полосами, который может работать в режиме понижения до 4/2/1 полос.
SFP + ( enhanced small form-factor pluggable ) — это улучшенная версия SFP, которая поддерживает скорость передачи данных до 16 Гбит/с . Спецификация SFP+ была впервые опубликована 9 мая 2006 года, а версия 4.1 — 6 июля 2009 года. [31] SFP+ поддерживает 8 Гбит/с Fibre Channel , 10 Gigabit Ethernet и стандарт оптической транспортной сети OTU2. Это популярный отраслевой формат, поддерживаемый многими поставщиками сетевых компонентов. Хотя стандарт SFP+ не включает упоминание о 16 Гбит/с Fibre Channel, его можно использовать на этой скорости. [32] Помимо скорости передачи данных, основным различием между 8 и 16 Гбит/с Fibre Channel является метод кодирования. Кодирование 64b /66b, используемое для 16 Гбит/с, является более эффективным механизмом кодирования, чем 8b/10b, используемое для 8 Гбит/с , и позволяет удвоить скорость передачи данных без удвоения скорости линии. 16GFC на самом деле нигде не использует сигнализацию 16 Гбит/с . Он использует скорость линии 14,025 Гбит/с для достижения удвоенной пропускной способности 8GFC. [33]
SFP+ также представляет прямое подключение для соединения двух портов SFP+ без выделенных трансиверов. Кабели прямого подключения (DAC) существуют в пассивном (до 7 м), активном (до 15 м) и активном оптическом (AOC, до 100 м) вариантах.
Модули SFP+ 10 Гбит/с имеют точно такие же размеры, как и обычные SFP, что позволяет производителю оборудования повторно использовать существующие физические конструкции для коммутаторов с 24 и 48 портами и модульных линейных карт . По сравнению с более ранними модулями XENPAK или XFP , модули SFP+ оставляют больше схем для реализации на главной плате, а не внутри модуля. [34] Благодаря использованию активного электронного адаптера модули SFP+ могут использоваться в старом оборудовании с портами XENPAK [35] и портами X2 . [36] [37]
Модули SFP+ можно описать как ограничивающие или линейные типы; это описывает функциональность встроенной электроники. Ограничивающие модули SFP+ включают усилитель сигнала для изменения формы (ухудшенного) принятого сигнала, тогда как линейные этого не делают. Линейные модули в основном используются со стандартами с низкой пропускной способностью, такими как 10GBASE-LRM ; в противном случае предпочтительны ограничивающие модули. [38]
SFP28 — это интерфейс 25 Гбит/с , который произошел от интерфейса 100 Gigabit Ethernet , который обычно реализуется с 4 по 25 Гбит/с полосами данных. Идентичный по механическим размерам SFP и SFP+, SFP28 реализует одну полосу 28 Гбит/с [39], размещающую 25 Гбит/с данных с накладными расходами на кодирование. [40]
Существуют модули SFP28, поддерживающие одно- [41] или многомодовые [42] оптоволоконные соединения, активный оптический кабель [43] и прямое подключение медного кабеля. [44] [45]
Компактный подключаемый модуль малого форм-фактора ( cSFP ) — это версия SFP с тем же механическим форм-фактором, позволяющая два независимых двунаправленных канала на порт. Он используется в основном для увеличения плотности портов и снижения использования волокна на порт. [46] [47]
Соглашение о нескольких источниках с малым форм-фактором подключаемой двойной плотности ( SFP-DD ) является стандартом, опубликованным в 2019 году для удвоения плотности портов. Согласно веб-сайту MSA SFD-DD: «Сетевое оборудование на базе SFP-DD будет поддерживать устаревшие модули и кабели SFP, а также новые продукты с двойной плотностью». [48] SFP-DD использует две полосы для передачи.
В настоящее время определены следующие скорости:
Четырехканальные приемопередатчики QSFP ( Quad Small Form-factor Pluggable ) выпускаются с различными типами передатчиков и приемников, что позволяет пользователям выбирать подходящий приемопередатчик для каждого канала связи, чтобы обеспечить требуемую оптическую дальность связи по многомодовому или одномодовому волокну .
Производители коммутаторов и маршрутизаторов, внедряющие порты QSFP+ в свои продукты, часто допускают использование одного порта QSFP+ в качестве четырех независимых соединений 10 Gigabit Ethernet , что значительно увеличивает плотность портов. Например, типичный коммутатор QSFP+ 1U с 24 портами сможет обслуживать 96 соединений 10GbE. [58] [59] [60] Существуют также кабели разветвления для адаптации одного порта QSFP28 к четырем независимым портам 25 Gigabit Ethernet SFP28 (QSFP28-to-4×SFP28) [61] , а также кабели для адаптации одного порта QSFP56 к четырем независимым портам 50 Gigabit Ethernet SFP56 (QSFP56-to-4×SFP56). [62]
SFP-сокеты находятся в коммутаторах Ethernet , маршрутизаторах, брандмауэрах и сетевых интерфейсных картах . Они используются в хост-адаптерах Fibre Channel и оборудовании для хранения данных. Благодаря своей низкой стоимости, низкому профилю и возможности подключения к различным типам оптоволокна, SFP обеспечивает такому оборудованию повышенную гибкость.
Сокеты и трансиверы SFP также используются для передачи данных на большие расстояния по последовательному цифровому интерфейсу (SDI). [63]
Трансивер SFP не стандартизирован ни одним официальным органом по стандартизации, а скорее определен соглашением о нескольких источниках (MSA) среди конкурирующих производителей. SFP был разработан после интерфейса GBIC и обеспечивает большую плотность портов (количество трансиверов на заданную площадь), чем GBIC, поэтому SFP также известен как мини-GBIC.
Однако на практике некоторые производители сетевого оборудования практикуют привязку к поставщику , когда они намеренно нарушают совместимость с универсальными SFP-модулями, добавляя проверку в прошивку устройства , которая позволяет использовать только собственные модули поставщика. [64] Сторонние производители SFP-модулей представили SFP-модули с EEPROM, которые можно запрограммировать на соответствие любому идентификатору поставщика. [65]
Цвет | Стандарт | СМИ | Длина волны | Примечания |
---|---|---|---|---|
Черный | ИНФ-8074 | Многомодовый | 850 нм | |
Бежевый | ИНФ-8074 | Многомодовый | 850 нм | |
Черный | ИНФ-8074 | Многомодовый | 1300 нм | |
Синий | ИНФ-8074 | Одномодовый | 1310 нм | |
Красный | фирменный (не SFF) | Одномодовый | 1310 нм | Используется на 25GBASE-ER [66] |
Зеленый | фирменный (не SFF) | Одномодовый | 1550 нм | Используется на 100BASE-ZE |
Красный | фирменный (не SFF) | Одномодовый | 1550 нм | Используется на 10GBASE-ER |
Белый | фирменный (не SFF) | Одномодовый | 1550 нм | Используется на 10GBASE-ZR |
Цвет | Стандарт | Длина волны | Примечания |
---|---|---|---|
Серый | 1270 нм | ||
Серый | 1290 нм | ||
Серый | 1310 нм | ||
Фиолетовый | 1330 нм | ||
Синий | 1350 нм | ||
Зеленый | 1370 нм | ||
Желтый | 1390 нм | ||
Апельсин | 1410 нм | ||
Красный | 1430 нм | ||
Коричневый | 1450 нм | ||
Серый | 1470 нм | ||
Фиолетовый | 1490 нм | ||
Синий | 1510 нм | ||
Зеленый | 1530 нм | ||
Желтый | 1550 нм | ||
Апельсин | 1570 нм | ||
Красный | 1590 нм | ||
Коричневый | 1610 нм |
Имя | Стандарт | Сторона А Цвет TX | Длина волны стороны А TX | Сторона B Цвет TX | Длина волны стороны B TX | Примечания |
---|---|---|---|---|---|---|
1000BASE-BX | Синий | 1310 нм | Фиолетовый | 1490 нм | ||
1000BASE-BX | Синий | 1310 нм | Желтый | 1550 нм | ||
10GBASE-BX 25GBASE-BX | Синий | 1270 нм | Красный | 1330 нм | ||
10GBASE-BX | Белый | 1490 нм | Белый | 1550 нм |
Цвет | Стандарт | Длина волны | Мультиплексирование | Примечания |
---|---|---|---|---|
Бежевый | ИНФ-8438 | 850 нм | Нет | |
Синий | ИНФ-8438 | 1310 нм | Нет | |
Белый | ИНФ-8438 | 1550 нм | Нет |
SFP-трансиверы являются правыми : с их точки зрения они передают справа и принимают слева. Если смотреть на оптические разъемы, передача идет слева, а прием — справа. [68]
Приемопередатчик SFP содержит печатную плату с краевым разъемом с 20 контактами, которые сопрягаются сзади с электрическим разъемом SFP в хост-системе. QSFP имеет 38 контактных площадок, включая 4 пары высокоскоростной передачи данных и 4 пары высокоскоростного приема данных. [52] [53]
Прокладка | Имя | Функция |
---|---|---|
1 | ВиТ | Заземление передатчика |
2 | Tx_Fault | Индикация неисправности передатчика |
3 | Tx_Disable | Оптический выход отключен при высоком уровне |
4 | ПДД | 2-проводная линия последовательного интерфейса данных (с использованием протокола CMOS EEPROM, определенного для семейства ATMEL AT24C01A/02/04 [69] ) |
5 | СКЛ | 2-проводной последовательный интерфейс часов |
6 | Мод_АБС | Модуль отсутствует, подключение к VeeT или VeeR в модуле указывает на наличие модуля для хоста |
7 | RS0 | Оценить выбор 0 |
8 | Rx_LOS | Индикация потери сигнала приемника |
9 | RS1 | Оценить выбрать 1 |
10 | ВиР | Заземление приемника |
11 | ВиР | Заземление приемника |
12 | RD- | Инвертированные полученные данные |
13 | РД+ | Полученные данные |
14 | ВиР | Заземление приемника |
15 | VccR | Питание приемника (3,3 В, макс. 300 мА) |
16 | VccT | Мощность передатчика (3,3 В, макс. 300 мА) |
17 | ВиТ | Заземление передатчика |
18 | ТД+ | Передача данных |
19 | ТД- | Перевернутые данные передачи |
20 | ВиТ | Заземление передатчика |
Прокладка | Имя | Функция |
---|---|---|
1 | Земля | Земля |
2 | Тx2n | Передатчик инвертировал входные данные |
3 | Тх2п | Неинвертированный вход данных передатчика |
4 | Земля | Земля |
5 | Тx4н | Передатчик инвертировал входные данные |
6 | Тх4п | Неинвертированный вход данных передатчика |
7 | Земля | Земля |
8 | ModSelL | Выбор модуля |
9 | СбросL | Сброс модуля |
10 | Vcc-Rx | +3,3 В питание приемника |
11 | СКЛ | Двухпроводной последовательный интерфейс часов |
12 | ПДД | Двухпроводной последовательный интерфейс данных |
13 | Земля | Земля |
14 | Рx3п | Неинвертированный выход данных приемника |
15 | Рx3н | Инвертированный выход данных приемника |
16 | Земля | Земля |
17 | Рx1п | Неинвертированный выход данных приемника |
18 | Рx1н | Инвертированный выход данных приемника |
19 | Земля | Земля |
20 | Земля | Земля |
21 | Рx2н | Инвертированный выход данных приемника |
22 | Рx2п | Неинвертированный выход данных приемника |
23 | Земля | Земля |
24 | Рx4н | Инвертированный выход данных приемника |
25 | Рх4п | Неинвертированный выход данных приемника |
26 | Земля | Земля |
27 | ModPrsL | Модуль присутствует |
28 | IntL | Прерывать |
29 | Vcc-Tx | +3,3 В питание передатчика |
30 | Vcc1 | +3,3 В питание |
31 | LPMode | Режим низкого энергопотребления |
32 | Земля | Земля |
33 | Тх3п | Неинвертированный вход данных передатчика |
34 | Тх3н | Передатчик инвертировал входные данные |
35 | Земля | Земля |
36 | Тx1п | Неинвертированный вход данных передатчика |
37 | Тx1н | Передатчик инвертировал входные данные |
38 | Земля | Земля |
Физические размеры трансивера SFP (и его последующих более быстрых вариантов) уже, чем у более поздних аналогов QSFP, что позволяет размещать трансиверы SFP в портах QSFP через недорогой адаптер. Оба меньше трансивера XFP .
СФП [2] | КСФП [52] | XFP-файл [70] | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
мм | в | мм | в | мм | в | |
Высота | 8.5 | 0,33 | 8.5 | 0,33 | 8.5 | 0,33 |
Ширина | 13.4 | 0,53 | 18.35 | 0,722 | 18.35 | 0,722 |
Глубина | 56.5 | 2.22 | 72.4 | 2.85 | 78.0 | 3.07 |
SFP MSA определяет 256-байтовую карту памяти в EEPROM, описывающую возможности трансивера, стандартные интерфейсы, производителя и другую информацию, которая доступна через последовательный интерфейс I²C по 8-битному адресу 0b1010000X (0xA0). [71]
Современные оптические трансиверы SFP поддерживают стандартные функции цифрового диагностического мониторинга (DDM). [72] Эта функция также известна как цифровой оптический мониторинг (DOM). Эта возможность позволяет контролировать рабочие параметры SFP в режиме реального времени. Параметры включают в себя оптическую выходную мощность, оптическую входную мощность, температуру, ток смещения лазера и напряжение питания трансивера. В сетевом оборудовании эта информация обычно предоставляется через простой протокол управления сетью (SNMP). Интерфейс DDM позволяет конечным пользователям отображать диагностические данные и сигналы тревоги для оптоволоконных трансиверов и может использоваться для диагностики того, почему трансивер не работает.
завершения спецификации 800G группа разрабатывает спецификацию для модулей 1600G.