Введение

Модульный интерфейс связи Small Form factor Pluggable (SFP) — это компактный, подключаемый в горячую линию модуль сетевого интерфейса, используемый как в телекоммуникациях, так и в передаче данных. Интерфейс SFP на сетевом оборудовании представляет собой модульный слот для приемопередатчика, предназначенного для конкретной среды передачи, например, для оптоволоконного или медного кабеля. В 2006 году спецификация SFP+ обеспечила скорость до 10 Гбит/с, а итерация SFP28 разработана для скоростей 25 Гбит/с. Существуют недорогие адаптеры, позволяющие использовать SFP-трансиверы в портах QSFP. Альтернативным конкурентным решением является OSFP (Octal Small Format Pluggable), продукты которого, выпущенные в 2022 году, обеспечивают скорость передачи данных до 800 Гбит/с между сетевым оборудованием. Это немного больший форм-фактор, чем QSFP, что позволяет увеличить выходную мощность. Стандарт OSFP был впервые объявлен в 2016 году. Его сторонники утверждают, что недорогой адаптер обеспечит обратную совместимость с модулями QSFP.

Типы SFP

SFP-трансиверы доступны с различными характеристиками передатчиков и приемников, позволяя пользователям выбирать подходящий трансивер для каждой линии связи, чтобы обеспечить требуемый оптический или электрический радиус действия по доступному типу среды (например, витая пара или двужильные медные кабели, многомодовое или одномодовое волокно). Трансиверы также классифицируются по скорости передачи данных. Модули SFP обычно доступны в нескольких различных категориях. + Сравнение типов SFP Наименование Номинальная скорость Каналы Стандарт Введено Обратная совместимость PHY-интерфейс Разъем SFP100 Мбит/с 1 SFF INF 8074i 2001 05 01 Отсутствует MII LC, RJ45 SFP1 Гбит/с 1 SFF INF 8074i 2001 05 01 100 Мбит/с SFP* SGMII LC, RJ45 cSFP1 Гбит/с 2 LC SFP+10 Гбит/с 1 SFF SFF 8431 4.1 2009 07 06 SFP XGMII LC, RJ45 SFP2825 Гбит/с 1 SFF SFF 8402 2014 09 13 SFP, SFP+ LC SFP5650 Гбит/с 1 SFP, SFP+, SFP28 LC SFP DD100 Гбит/с 2 SFP DD MSA QSFP56 LC, MTP/MPO 16

Следует отметить, что QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP56 разработаны с обеспечением обратной электрической совместимости с SFP/SFP+/SFP28 или SFP56 соответственно. Используя простой адаптер или специальный кабель прямого подключения, можно соединить эти интерфейсы вместе, используя только один канал вместо четырех, предусмотренных форм-фактором QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP56. То же самое относится и к форм-фактору QSFP DD с 8 каналами, который может работать в пониженном режиме до 4/2/1 канала.

10 Гбит/с SFP+

SFP+ (enhanced small form factor pluggable) – это улучшенная версия SFP, поддерживающая скорость передачи данных до 16 Гбит/с. Спецификация SFP+ была впервые опубликована 9 мая 2006 года, а версия 4.1 – 6 июля 2009 года. SFP+ поддерживает 8 Гбит/с Fibre Channel, 10 Gigabit Ethernet и стандарт Optical Transport Network OTU2. Это популярный отраслевой формат, поддерживаемый многими производителями сетевых компонентов. Хотя стандарт SFP+ не содержит упоминания о 16 Гбит/с Fibre Channel, его можно использовать на этой скорости. Помимо скорости передачи данных, основное отличие между 8 и 16 Гбит/с Fibre Channel заключается в методе кодирования. Кодирование 64b/66b, используемое для 16 Гбит/с, является более эффективным механизмом, чем 8b/10b, используемое для 8 Гбит/с, и позволяет удвоить скорость передачи данных без увеличения скорости передачи по линии. 16GFC фактически не использует сигнализацию со скоростью 16 Гбит/с. Он использует скорость передачи по линии 14,025 Гбит/с для достижения вдвое большей пропускной способности, чем у 8GFC. SFP+ также вводит прямое подключение для соединения двух портов SFP+ без использования выделенных трансиверов. Кабели прямого подключения (DAC) доступны в пассивном (до 7 м), активном (до 15 м) и активно-оптическом (AOC, до 100 м) исполнениях. Модули SFP+ со скоростью 10 Гбит/с имеют те же размеры, что и стандартные модули SFP, что позволяет производителям оборудования повторно использовать существующие физические конструкции для 24- и 48-портовых коммутаторов и модульных линейных карт. По сравнению с более ранними модулями XENPAK или XFP, модули SFP+ позволяют разместить больше схемотехники на материнской плате, а не внутри модуля. С помощью активного электронного адаптера модули SFP+ могут использоваться в устаревшем оборудовании с портами XENPAK и X2. Модули SFP+ можно классифицировать как ограничивающие (limiting) или линейные; это характеризует функциональность встроенной электроники. Ограничивающие модули SFP+ включают усилитель сигнала для восстановления (деградированного) принятого сигнала, в то время как линейные модули не содержат его. Линейные модули в основном используются с малополосными стандартами, такими как 10GBASE LRM; в остальных случаях предпочтительны ограничивающие модули.

25 Гбит/с SFP28

SFP28 — это интерфейс со скоростью 25 Гбит/с, который является развитием 100-гигабитного Ethernet-интерфейса, обычно реализуемого с помощью 4 каналов по 25 Гбит/с. Имея те же механические размеры, что и SFP и SFP+, SFP28 реализует один канал 28 Гбит/с, обеспечивающий передачу 25 Гбит/с данных с учетом накладных расходов кодирования. Модули SFP28 поддерживают подключения по одномодовому или многомодовому волокну, активным оптическим кабелям и кабелям прямого подключения из меди.

cSFP

Компактный подключаемый форм-фактор (cSFP) – это версия SFP с тем же механическим форм-фактором, обеспечивающим два независимых двунаправленных канала на порт. Он используется главным образом для повышения плотности портов и уменьшения использования волокна на порт.

Приложения

СФП-порты используются в коммутаторах Ethernet, маршрутизаторах, межсетевых экранах и сетевых интерфейсных картах. Они применяются в адаптерах Fibre Channel для хост-систем и оборудовании для хранения данных. Благодаря низкой стоимости, компактности и возможности подключения различных типов оптического волокна, SFP обеспечивает повышенную гибкость для данного оборудования. СФП-порты и трансиверы также используются для передачи данных на большие расстояния по последовательному цифровому интерфейсу (SDI).

Стандартизация

Транссивер SFP не стандартизован каким-либо официальным органом по стандартизации, а определяется многосторонним соглашением (MSA) между конкурирующими производителями. SFP был разработан после интерфейса GBIC и обеспечивает более высокую плотность портов (количество приемопередатчиков на единицу площади), чем GBIC, поэтому SFP также известен как mini-GBIC. Однако на практике некоторые производители сетевого оборудования прибегают к практике привязки к поставщику, намеренно нарушая совместимость с универсальными SFP, добавляя в прошивку устройства проверку, которая допускает работу только с модулями данного производителя. Производители SFP сторонних компаний разработали транссиверы с EEPROM, которые можно запрограммировать для соответствия любому идентификатору поставщика.

Информация EEPROM

SFP MSA определяет карту памяти размером 256 байт в EEPROM, описывающую характеристики трансивера, стандартные интерфейсы, производителя и прочую информацию, к которой можно получить доступ через последовательный интерфейс I²C по 8-битному адресу 0b1010000X (0xA0).

Мониторинг цифровой диагностики

Современные оптические SFP-трансиверы поддерживают стандартные функции цифровой диагностики (DDM). Эта функция также известна как цифровой оптический мониторинг (DOM). Эта возможность позволяет отслеживать рабочие параметры SFP в реальном времени. К таким параметрам относятся оптическая выходная мощность, оптическая входная мощность, температура, ток смещения лазера и напряжение питания трансивера. В сетевом оборудовании эта информация обычно доступна через Простой протокол управления сетью (SNMP). Интерфейс DDM позволяет конечным пользователям просматривать диагностические данные и аварийные сигналы для оптических волоконных трансиверов и может использоваться для определения причины неисправности трансивера.