Сменные интерфейсные модули

В зависимости от выполняемых задач сетевые устройства могут быть оборудованы различным количеством и типом портов. Наиболее распространенными интерфейсами являются фиксированные интерфейсы с разъемом RJ-45 на основе витой пары, поддерживающие технологию Fast или Gigabit Ethernet, автосогласование скоростей, полудуплексного или полнодуплексного режима работы и автоматического определения полярности витой пары MDI/MDI-X. Эти интерфейсы, как правило, служат для подключения оборудования в локальных сетях. Магистральные сети обычно представляют собой волоконно-оптическую инфраструктуру.

Для обеспечения большей гибкости в выборе типа подключения к волоконно-оптической сети многие коммутаторы, маршрутизаторы и медиаконвертеры оборудованы специальными слотами, в которые можно устанавливать компактные сменные интерфейсные модули. Сменные интерфейсные модули поддерживают режим «горячей замены», т.е. их можно устанавливать в устройство и извлекать из него без отключения питания. Модули обеспечивают прием и передачу сигналов при работе в сетях передачи данных, речи и видео, а также в сетях хранения данных. По сравнению с традиционными фиксированными портами они позволяют реализовывать сетевые решения с более гибкой конфигурацией, т.к. дают возможность подбирать оптимальные оптические интерфейсы (100BASE-FX, 1000BASE-SX, 1000BASE-BX10, 10GBASE-LR и т.д.) для каждого сетевого соединения, и при этом экономить затраты.

Существует несколько видов сменных интерфейсных модулей:

  • GBIC (Gigabit Interface Converter);
  • SFP (Small Form Factor Pluggable);
  • SFP+ (Enhanced Small Form Factor Pluggable);
  • XFP (10 Gigabit Small Form Factor Pluggable);
  • QSFP (Quad Small Form Factor Pluggable).
Рис. 5.33 Сменные интерфейсные модули
Рис. 5.33 Сменные интерфейсные модули

Самой первой спецификацией на компактные сменные интерфейсные модули была спецификация SFF-8053 комитета SFF, описывающая конвертеры гигабитного интерфейса (Gigabit Interface Converter, GBIC). Модули GBIC поддерживают стандарты Gigabit Ethernet или Fibre Channel для передачи данных, голоса и видео по медным или оптическим кабелям, но преимущественно представляют собой оптические трансиверы для приема или передачи сигнала по многомодовому или одномодовому волокну.

Рис. 5.34 Модуль GBIC DGS-703 с 1 портом 1000Base-LX для одномодового оптического кабеля
Рис. 5.34 Модуль GBIC  с 1 портом 1000Base-LX для одномодового оптического кабеля

Спустя несколько лет после появления спецификации GBIC разработчики предложили усовершенствованную, компактную модификацию сменного интерфейса (Small Form Factor Pluggable, SFP). Модули SFP в два раза меньше своих предшественников по габаритным размерам. Посадочный размер SFP (форм-фактор) определяется величиной медного разъема RJ-45. Интерфейсы SFP поддерживают практически любые существующие протоколы: Ethernet (на 10, 100, 1000 Мбит/с), SONET/SDH (OC3/ 12/48 и STM 1/4/16), Fibre Channel (1 и 2 Гбит/с). Модули SFP работают на длинах волн 850, 1310 и 1550 нм.

Модули снабжены дуплексными или симплексными разъемами типа LC для подключения оптического кабеля. В зависимости от используемой длины волны и типа оптического кабеля, модули обеспечивают разную дальность передачи – от 550 м до 80 км. Благодаря этому можно выбрать необходимый модуль SFP для конкретного соединения.

Рис. 5.35 Модуль SFP DEM-310GT с 1 портом 1000Base-LX для одномодового оптического кабеля
Рис. 5.35 Модуль SFP с 1 портом 1000Base-LX для одномодового оптического кабеля
Рис. 5.36 Модули SFP и с 1 портом 1000BASE -BX10 с поддержкой технологии WDM
Рис. 5.36 Модули SFP и с 1 портом 1000BASE -BX10 с поддержкой технологии WDM
Рис. 5.36 Модули SFP и с 1 портом 1000BASE -BX10 с поддержкой технологии WDM
Рис. 5.36 Модули SFP и с 1 портом 1000BASE -BX10 с поддержкой технологии WDM

Модули SFP могут поддерживать важные функции цифровой диагностики (описанные в спецификации SFF-8472), позволяющие в реальном времени осуществлять мониторинг таких параметров как мощность передатчика, чувствительность приемника, напряжение питания и температура каждого оптического компонента. Информация о поддержке этой функции обычно указывается в спецификации на устройство.

Каждый модуль SFP выпускается с собственной электронной меткой, где содержатся сведения об идентификационном номере устройства и спецификации внешнего порта. Информация о внешнем порте может включать данные о длине волны, характеристиках волокна, скорости передачи данных, поддерживаемых протоколах, а также о длине канала. Идентификация SFP полезна при инвентаризации: с ее помощью отслеживается установка и замена компонентов и определяется местонахождение того или иного модуля.

Следующей ступенью эволюции сменных интерфейсов стала разработка оптических трансиверов XFP (10 Gigabit Small Form Factor Pluggable) для длин волн 850, 1310 и 1550 нм. Они поддерживают 10GE, 10 Gigabit SONET/SDH, Fibre Channel и еще некоторые высокоскоростные протоколы. XFP имеют несколько большие размеры, чем трансиверы SFP. Модули могут поддерживать систему цифровой диагностики для мониторинга состояния оптических линий.

Трансиверы XFP 10GE, предназначенные для работы с одномодовым и многомодовым оптическим кабелем разной дальности передачи и для систем с технологией CWDM.

Рис. 5.37 Модуль XFP  с 1 портом 10 GE (10GBASE-ER) для одномодового оптического кабеля
Рис. 5.37 Модуль XFP с 1 портом 10 GE (10GBASE-ER) для одномодового оптического кабеля

Новым поколением оптических сменных интерфейсных модулей с поддержкой скоростей 10 Гбит/с стали трансиверы SFP+. Требования к модулям SFP+, которые являются расширенной версией SFP, определены в спецификации SFF-8431. Несмотря на то, что модули SFP+ имеют ряд усовершенствований по сравнению с классическими модулями SFP, в коммутаторах слоты SFP+ поддерживают установку модулей SFP.

По сравнению с трансиверами XFP, модули SFP+ обладают меньшими габаритными размерами и тепловыделением, что позволяет повысить плотность размещения портов 10 Гбит/с на корпусе телекоммуникационных устройств.

Модули SFP+, также как и модули SFP могут поддерживать систему цифровой диагностики в соответствии со спецификацией SFF-8472.

Широкий спектр трансиверов SFP+ с поддержкой и без поддержки функции цифровой диагностики. Различают модули, предназначенные для работы как с одномодовым или многомодовым оптическим кабелем на длинах волн 850, 1310 и 1550 нм, с поддержкой технологий WDM, CWDM.

Рис. 5.38 Модуль SFP  с 1 портом 10 GE (10GBASE-LR) для одномодового оптического кабеля и поддержкой функции цифровой диагностики
Рис. 5.38 Модуль SFP с 1 портом 10 GE (10GBASE-LR) для одномодового оптического кабеля и поддержкой функции цифровой диагностики

Сменные интерфейсные модули QSFP/QSFP+ (Quad (4-channel) Small Form Factor Pluggable) представляют собой компактные оптические трансиверы с высокой плотностью компоновки, которые поддерживают четыре передающих и приемных канала. Первоначальная версия трансиверов поддерживала для каждого канала скорости 2,5 Гбит/с и 5 Гбит/с и называлась «QSFP». Последняя версия трансиверов называется «QSFP+». Скорость каждого канала в QSFP+ составляет 10 Гбит/с (в соответствии со спецификациями SFF-8635, SFF-8636) и 28 Гбит/с (в соответствии со спецификацией SFF-8665). Спецификация QSFP+ поддерживает стандарты 40 Gigabit Ethernet, Fibre Channel, InfiniBand и SONET/SDH. Модули QSFP+ могут поддерживать функции цифровой диагностики, которые позволяют отслеживать качество канала связи.

Один модуль QSFP+ способен заменить четыре стандартных модуля SFP+, а занимает на корпусе оборудования примерно столько же места, сколько занимает модуль XFP. Благодаря этому модули QSFP+ позволяют увеличить плотность портов на оборудовании в 3-4 раза по сравнению с модулями SFP+.

Рис. 5.39 Подключение модуля QSFP + к разъему на коммутаторе
Рис. 5.39 Подключение модуля QSFP + к разъему на коммутаторе
Рис. 5.40 Кабель DEM-CB300QXS с модулями QSFP+
Рис. 5.40 Кабель DEM-CB300QXS с модулями QSFP+

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

семнадцать − семь =