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Pequeño factor de forma Enchufable conectado a un par de cables de fibra óptica.

El pequeño factor de forma conectable ( SFP ) es un módulo de interfaz de red compacto y conectable en caliente que se utiliza tanto para aplicaciones de telecomunicaciones como de comunicaciones de datos . Una interfaz SFP en hardware de red es una ranura modular para un transceptor de medios específicos para conectar un cable de fibra óptica o, a veces, un cable de cobre. [1] La ventaja de utilizar SFP en comparación con interfaces fijas (por ejemplo, conectores modulares en conmutadores Ethernet) es que los puertos individuales pueden equiparse con cualquier tipo de transceptor adecuado según sea necesario.

El factor de forma y la interfaz eléctrica se especifican mediante un acuerdo de fuentes múltiples (MSA) bajo los auspicios del Comité de factor de forma pequeño . [2] El SFP reemplazó al GBIC más grande en la mayoría de las aplicaciones y algunos proveedores lo denominan Mini-GBIC . [3]

Existen transceptores SFP que admiten redes ópticas síncronas (SONET), Gigabit Ethernet , Fibre Channel , PON y otros estándares de comunicaciones. En la introducción, las velocidades típicas eran de 1 Gbit / s para los SFP de Ethernet y de hasta 4 Gbit / s para los módulos SFP de canal de fibra. [4] En 2006, la especificación SFP + trajo velocidades de hasta 10 Gbit / sy la iteración SFP28 está diseñada para velocidades de 25 Gbit / s. [5]

Un hermano un poco más grande es el Quad Small Form-factor Pluggable ( QSFP ) de cuatro carriles . Los carriles adicionales permiten velocidades 4 veces su correspondiente SFP. En 2014, se publicó la variante QSFP28 que permite velocidades de hasta 100 Gbit / s. [6] En 2019, el QSFP56 estrechamente relacionado se estandarizó [7] duplicando las velocidades máximas a 200 Gbit / s con productos que ya se venden de los principales proveedores. [8] Existen adaptadores económicos que permiten colocar transceptores SFP en un puerto QSFP.

Se han publicado tanto un SFP-DD , [9] que permite 100 Gbit / s en dos carriles, como también una especificación QSFP-DD [10] , que permite 400 Gbit / s en ocho carriles. Estos utilizan un factor de forma que es compatible con sus respectivos predecesores. Una solución alternativa de la competencia, el transceptor OSFP (Octal Small Format Pluggable) también está diseñado para enlaces de fibra óptica de 400 Gbit / s entre equipos de red a través de líneas de datos eléctricos de 8 × 50 Gbit / s. [11] Es una versión un poco más grande que el factor de forma QSFP que es capaz de manejar salidas de potencia más grandes. El estándar OSFP se anunció inicialmente el 15 de noviembre de 2016. [12]Sus defensores dicen que un adaptador de bajo costo permitirá la compatibilidad del módulo QSFP. [13]

Tipos de SFP

Los transceptores SFP están disponibles con una variedad de especificaciones de transmisor y receptor, lo que permite a los usuarios seleccionar el transceptor apropiado para cada enlace para proporcionar el alcance óptico o eléctrico requerido sobre el tipo de medio disponible (por ejemplo , cables de cobre de par trenzado, multimodo o monomodo cables de fibra). Los transceptores también se designan por su velocidad de transmisión. Los módulos SFP están comúnmente disponibles en varias categorías diferentes.

SFP de 100 Mbit / s

  • Fibra multimodo, conector LC , con codificación de color negro o beige
    • SX  - 850 nm, para un máximo de 550 m
  • Fibra multimodo, conector LC , con código de color azul
    • FX  - 1300 nm, para una distancia de hasta 5 km.
    • LFX (el nombre depende del fabricante): 1310 nm, para una distancia de hasta 5 km.
  • Fibra monomodo, conector LC, con código de color azul
    • LX  - 1310 nm, para distancias de hasta 10 km
    • EX  - 1310 nm, para distancias de hasta 40 km
  • Fibra monomodo, conector LC, con código de color verde
    • ZX  - 1550 nm, para distancias de hasta 80 km, (dependiendo de la pérdida del trayecto de la fibra)
    • EZX  - 1550 nm, para distancias de hasta 160 km (dependiendo de la pérdida del trayecto de la fibra)
  • Fibra monomodo, conector LC, bidireccional, con codificación de color azul y amarillo
    • BX (oficialmente BX10 ) - Transceptores SFP bidireccionales de 100 Mbit de fibra única de 1550 nm / 1310 nm, emparejados como BX-U ( azul ) y BX-D ( amarillo ) para enlace ascendente y descendente respectivamente, también para distancias de hasta 10 km . También se fabrican variaciones de los SFP bidireccionales que transmiten versiones de mayor potencia con capacidades de longitud de enlace de hasta 40 km.
  • Cableado de par trenzado de cobre, conector 8P8C (RJ-45)
    • 100BASE-TX  : para distancias de hasta 100 m.

SFP de 1 Gbit / s

  • Fibra multimodo de 1 Gbit / s, conector LC , con palanca de extracción negra o beige [2]
    • SX  - 850 nm, para un máximo de 550 ma 1,25 Gbit / s (gigabit Ethernet). Otras aplicaciones SFP multimodo admiten velocidades aún más altas a distancias más cortas. [15]
  • Fibra multimodo de 1,25 Gbit / s, conector LC , colores de la palanca de extracción no estandarizados
    • SX + / MX / LSX (el nombre depende del fabricante) - 1310 nm, para una distancia de hasta 2 km. [16] No es compatible con SX o 100BASE-FX. Basado en LX pero diseñado para funcionar con una fibra multimodo utilizando un cable de conexión multimodo estándar en lugar de un cable de acondicionamiento de modo comúnmente utilizado para adaptar LX a multimodo.
  • Fibra monomodo de 1 a 2,5 Gbit / s, conector LC, con palanca de extracción azul [2]
    • LX  - 1310 nm, para distancias de hasta 10 km (originalmente, LX solo cubría 5 km y LX10 por 10 km seguido más tarde)
    • EX  - 1310 nm, para distancias de hasta 40 km
    • ZX  - 1550 nm, para distancias de hasta 80 km (dependiendo de la pérdida del trayecto de la fibra), con palanca de extracción verde (ver GLC-ZX-SM1)
    • EZX  - 1550 nm, para distancias de hasta 160 km (dependiendo de la pérdida del trayecto de la fibra)
    • BX (oficialmente BX10 ): transceptores SFP Gigabit bidireccionales de fibra única de 1490 nm / 1310 nm, emparejados como BX-U y BX-D para enlace ascendente y enlace descendente respectivamente, también para distancias de hasta 10 km. [17] [18] También se fabrican variaciones de los SFP bidireccionales que utilizan 1550 nm en una dirección, y versiones de mayor potencia de transmisión con capacidades de longitud de enlace de hasta 80 km.
    • 1550 nm 40 km ( XD ), 80 km ( ZX ), 120 km ( EX o EZX )
    • SFSW  : transceptores de longitud de onda única de fibra única, para tráfico bidireccional en una sola fibra. Junto con CWDM, duplican la densidad de tráfico de los enlaces de fibra. [19] [20]
    • Transceptores de multiplexación por división de longitud de onda gruesa (CWDM) y multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM) en varias longitudes de onda que alcanzan varias distancias máximas. Los transceptores CWDM y DWDM suelen admitir distancias de enlace de 40 km, 80 km y 120 km.
  • 1 Gbit / s para cableado de par trenzado de cobre, conector 8P8C (RJ-45)
    • 1000BASE-T  : estos módulos incorporan un circuito de interfaz significativo para la recodificación de subcapa de codificación física [21] y solo se pueden usar para Gigabit Ethernet debido al código de línea específico. No son compatibles con (o mejor dicho: no tienen equivalentes) Fibre Channel o SONET. A diferencia de los puertos 1000BASE-T de cobre que no son SFP integrados en la mayoría de los enrutadores y conmutadores, los SFP 1000BASE-T generalmente no pueden funcionar a velocidades 100BASE-TX .
  • Cobre y óptico de 100 Mbit / s: algunos proveedores han enviado SFP limitados de 100 Mbit / s para aplicaciones de fibra hasta el hogar y reemplazo directo de circuitos 100BASE-FX heredados . Estos son relativamente poco comunes y se pueden confundir fácilmente con los SFP de 100 Mbit / s. [22]
  • Aunque no se menciona en ningún documento de especificación oficial, la velocidad máxima de datos del estándar SFP original es de 5 Gbit / s. [23] Esto fue finalmente utilizado tanto por 4GFC Fibre Channel como por DDR Infiniband, especialmente en su forma QSFP de cuatro carriles.
  • En los últimos años, [ ¿cuándo? ] Se han creado transceptores SFP que permitirán velocidades Ethernet de 2.5 Gbit / sy 5 Gbit / s con SFP con 2.5GBASE-T [24] y 5GBASE-T. [25]

SFP + de 10 Gbit / s

Un 10 Gigabit Ethernet transceptor XFP , la parte superior , y un transceptor SFP +, inferior

El SFP + ( factor de forma pequeño mejorado enchufable ) es una versión mejorada del SFP que admite velocidades de datos de hasta 16  Gbit / s . La especificación SFP + se publicó por primera vez el 9 de mayo de 2006 y la versión 4.1 se publicó el 6 de julio de 2009. [26] SFP + admite canal de fibra de 8 Gbit / s , Ethernet de 10 Gigabit y red de transporte óptico OTU2. Es un formato popular de la industria compatible con muchos proveedores de componentes de red. Aunque el estándar SFP + no incluye ninguna mención al Fibre Channel de 16 Gbit / s, se puede utilizar a esta velocidad. [27] [a]

SFP + también presenta conexión directa para conectar dos puertos SFP + sin transceptores dedicados. Los cables de conexión directa (DAC) existen en variantes pasivas (hasta 7 m), activas (hasta 15 m) y ópticas activas (AOC, hasta 100 m).

Los módulos SFP + de 10 Gbit / s tienen exactamente las mismas dimensiones que los SFP normales, lo que permite al fabricante de equipos reutilizar los diseños físicos existentes para conmutadores de 24 y 48 puertos y tarjetas de línea modulares . En comparación con los módulos XENPAK o XFP anteriores , los módulos SFP + dejan más circuitos para implementar en la placa principal en lugar de dentro del módulo. [28] Mediante el uso de un adaptador electrónico activo, los módulos SFP + pueden usarse en equipos más antiguos con puertos XENPAK [29] y puertos X2 . [30] [31]

Los módulos SFP + pueden describirse como tipos limitantes o lineales ; esto describe la funcionalidad de la electrónica incorporada. Los módulos SFP + limitadores incluyen un amplificador de señal para reformar la señal recibida (degradada), mientras que los lineales no. Los módulos lineales se utilizan principalmente con estándares de ancho de banda bajo como 10GBASE-LRM ; de lo contrario, se prefieren los módulos de limitación. [32]

SFP28 de 25 Gbit / s

SFP28 es una interfaz de 25 Gbit / s que evolucionó a partir de la interfaz de 100 Gigabit Ethernet que normalmente se implementa con líneas de datos de 4 por 25 Gbit / s. Idéntico en dimensiones mecánicas a SFP y SFP +, SFP28 implementa un carril de 28 Gbit / s [33] que aloja 25 Gbit / s de datos con sobrecarga de codificación. [34]

Existen módulos SFP28 que admiten conexiones de fibra monomodo [35] o multimodo [36] , cable óptico activo [37] y conexión directa de cobre. [38] [39]

cSFP

El compacto factor de forma pequeño conectable ( cSFP ) es una versión de SFP con el mismo factor de forma mecánico que permite dos canales bidireccionales independientes por puerto. Se utiliza principalmente para aumentar la densidad de puertos y reducir el uso de fibra por puerto. [40] [41]

SFP-DD

El acuerdo de múltiples fuentes conectables de doble densidad ( SFP-DD ) de factor de forma pequeño es un nuevo estándar para duplicar la densidad de puertos. Según el sitio web SFD-DD MSA: "Los equipos de red basados ​​en SFP-DD admitirán módulos y cables SFP heredados, y nuevos productos de doble densidad". [42]

Tipos de QSFP

Transceptor QSFP + de 40 Gb

Quad factor de forma pequeño enchufable ( QSFP ) transceptores están disponibles con una variedad de tipos de transmisor y receptor, lo que permite a los usuarios seleccionar el transceptor apropiado para cada enlace para proporcionar la requerida alcance óptico sobre multi-modo o fibra de modo único .

QSFP a 4 Gbit / s

El documento original especificado QSFP cuatro canales que transportan Gigabit Ethernet , 4GFC ( FiberChannel ), o DDR InfiniBand . [43]

QSFP + de 40 Gbit / s

QSFP + es una evolución de QSFP para soportar cuatro canales de 10 Gbit / s que llevan 10 Gigabit Ethernet , 10GFC FiberChannel o QDR InfiniBand . [44] Los 4 canales también se pueden combinar en un solo enlace Ethernet de 40 Gigabit .

QSFP14 de 50 Gbit / s

El estándar QSFP14 está diseñado para transportar FDR InfiniBand , SAS-3 . [45] o canal de fibra 16G

QSFP28 a 100 Gbit / s

El estándar QSFP28 [6] está diseñado para transportar 100 Gigabit Ethernet , EDR InfiniBand o 32G Fibre Channel. A veces, este tipo de transceptor también se denomina "QSFP100" o "100G QSFP" [46] en aras de la simplicidad.

200 Gbit / s QSFP56

QSFP56 está diseñado para transportar 200 Gigabit Ethernet , HDR InfiniBand o 64G Fibre Channel. La mayor mejora es que QSFP56 utiliza modulación de amplitud de pulso de cuatro niveles ( PAM-4 ) en lugar de sin retorno a cero (NRZ). Utiliza las mismas especificaciones físicas que QSFP28 (SFF-8665), con especificaciones eléctricas de SFF-8024 [47] y revisión 2.10a de SFF-8636. [7] A veces, este tipo de transceptor se denomina "200G QSFP" [48] en aras de la simplicidad.

Fanout o ruptura

Los fabricantes de conmutadores y enrutadores que implementan puertos QSFP + en sus productos con frecuencia permiten el uso de un solo puerto QSFP + como cuatro conexiones ethernet independientes de 10 gigabits , lo que aumenta enormemente la densidad de puertos. Por ejemplo, un conmutador típico QSFP + 1U de 24 puertos podría dar servicio a conexiones de 96x10GbE. [49] [50] [51] También existen cables fanout para adaptar un solo puerto QSFP28 a cuatro puertos Ethernet SFP28 independientes de 25 gigabits (QSFP28 a 4 × SFP28) [52] , así como cables para adaptar un solo puerto QSFP56 a cuatro puertos Ethernet SFP56 independientes de 50 gigabits (QSFP56 a 4 × SFP56). [53]

Aplicaciones

Conmutador Ethernet con dos ranuras SFP vacías (parte inferior izquierda)

Los zócalos SFP se encuentran en conmutadores Ethernet , enrutadores, cortafuegos y tarjetas de interfaz de red . Se utilizan en equipos de almacenamiento y adaptadores de host de canal de fibra . Debido a su bajo costo, perfil bajo y capacidad para proporcionar una conexión a diferentes tipos de fibra óptica, SFP brinda a dichos equipos una mayor flexibilidad.

Estandarización

El transceptor SFP no está estandarizado por ningún organismo oficial de estándares, sino que está especificado por un acuerdo de múltiples fuentes (MSA) entre los fabricantes de la competencia. El SFP fue diseñado después de la interfaz GBIC y permite una mayor densidad de puertos (número de transceptores por área dada) que el GBIC, por lo que SFP también se conoce como mini-GBIC.

Sin embargo, como cuestión práctica, algunos fabricantes de equipos de red se involucran en prácticas de bloqueo de proveedores mediante las cuales rompen deliberadamente la compatibilidad con SFP "genéricos" al agregar una verificación en el firmware del dispositivo que habilitará solo los módulos del proveedor. [54] Los fabricantes de SFP de terceros han introducido SFP con EEPROM que pueden programarse para coincidir con cualquier ID de proveedor. [55]

Codificación de colores de SFP

Codificación de colores de SFP

Codificación de colores de CWDM SFP [57]

Codificación de colores de BiDi SFP

Codificación de colores de QSFP

Señales

Vista frontal del módulo SFP con conector LC integrado que indica la dirección de transmisión de los dos conectores ópticos
OC-3 SFP desmontado. El recipiente de metal superior es el diodo láser transmisor, el recipiente de plástico inferior es el fotodiodo receptor.

Los transceptores SFP son lanzadores para diestros . Desde su perspectiva, transmiten a la derecha y reciben a la izquierda. Al mirar en los conectores ópticos, la transmisión proviene de la izquierda y la recepción está a la derecha. [58]

El transceptor SFP contiene una placa de circuito impreso con un conector de borde con 20 almohadillas que se acoplan en la parte posterior con el conector eléctrico SFP en el sistema host. El QSFP tiene 38 pads que incluyen 4 pares de datos de transmisión de alta velocidad y 4 pares de datos de recepción de alta velocidad. [43] [44]

Dimensiones mecánicas

Vista lateral del módulo SFP. La profundidad, la dimensión más larga, es de 56,5 mm (2,22 pulgadas).

Las dimensiones físicas del transceptor SFP (y sus variantes posteriores más rápidas) son más estrechas que las de las contrapartes QSFP posteriores, lo que permite que los transceptores SFP se coloquen en puertos QSFP a través de un adaptador económico. Ambos son más pequeños que el transceptor XFP .

Información EEPROM

El SFP MSA define un mapa de memoria de 256 bytes en una EEPROM que describe las capacidades del transceptor, las interfaces estándar, el fabricante y otra información, a la que se puede acceder a través de una interfaz I²C en serie en la dirección de 8 bits 1010000X (A0h).

Monitoreo de diagnóstico digital

Los modernos transceptores ópticos SFP admiten funciones estándar de monitoreo de diagnóstico digital (DDM). [61] Esta función también se conoce como monitorización óptica digital (DOM). Esta capacidad permite monitorear los parámetros operativos del SFP en tiempo real. Los parámetros incluyen potencia de salida óptica, potencia de entrada óptica, temperatura, corriente de polarización láser y voltaje de suministro del transceptor. En los equipos de red, esta información suele estar disponible a través del Protocolo simple de administración de redes (SNMP). Una interfaz DDM permite a los usuarios finales mostrar datos de diagnóstico y alarmas para transceptores de fibra óptica y puede usarse para diagnosticar por qué un transceptor no está funcionando.

Ver también

  • Cuello de botella de interconexión
  • Comunicación óptica
  • Interfaz óptica paralela

Notas

  1. ^ Además de la velocidad de datos, la principal diferencia entre el canal de fibra de 8 y 16 Gbit / s es el método de codificación. La codificación 64b / 66b utilizada para "16 Gbit / s" es un mecanismo de codificación más eficiente que el 8b / 10b utilizado para 8 Gbit / s, y permite que la velocidad de datos se duplique sin duplicar la velocidad de la línea. 16GFC realmente no usa señalización de 16 Gbit / s en ningún lugar. Utiliza una velocidad de línea de 14.025 Gbit / s para lograr el doble del rendimiento de 8GFC.

Referencias

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