SiteHeart    SiteHeart




Региональные представители:

Подробнее...

Модули SFP SFP+. Виды. Принцип действия.

 

sfp+ cwdm, sfp cwdm, sfp dwdm

SFP (англ. Small Form-factor Pluggable) — промышленный стандарт модульных компактных приёмопередатчиков (трансиверов), используемых для передачи данных в телекоммуникациях. Большинство наиболее известных мировых производителей, таких, как Cisco Systems, Extreme Networks, HP, Nortel, Planet, D-Link, 3com и др., приняли SFP формат и производят оборудование в соответствии с ним.

Основной отличительной особенностью данного типа модулей является их малый, в сравнении с другими форматами, размер, что позволяет более компактно разместить их на сетевом оборудовании. Кроме того, предусмотрена возможность «горячей» замены SFP-модуля.

SFP-модули работают на скоростях выше 100 Mbps с использованием Ethernet (100 Mbps, 1 Gbps), а также SDH (155 Mbps, 622 Mbps, 1.25 Gbps, 2,488 Gbps) и FibreChannel (1, 2, 4, 8 Gbps).

Изначально модули SFP двухволоконые, имеют интерфейс с двумя разъемами типа LC для подключения оптического кабеля к модулю. Однако есть исключения: SFP WDM модули одноволоконные с разъемом типа SC. Также существуют модули с электрическим интерфейсом и разъёмом RJ45.

Существует деление SFP модулей по дальности передачи данных (550м для многомодовых; 20, 40, 80, 120, 150 км для одномодовых модулей). Все остальные дальности передачи данных, такие, как 300м и 10км, стандартом не предусмотрены и выпускаются рядом производителей исключительно для стран Варшавского Договора, являясь, по сути, теми же модулями 550м и 20км соответственно, с разницей только в маркировке.

SFP модули существуют в вариантах с различными комбинациями приёмника (RX) и передатчика (TX), что позволяет выбрать необходимую комбинацию для заданного соединения, исходя из используемого типа оптоволоконного кабеля: многомод (MM) или одномод (SM). Кроме того, модули различаются по количеству используемых волокон: одноволоконные (WDM) и двухволоконные (многомодовые, одномодовые, CWDM, DWDM).

Многомодовые SFP модули имеют раздельные приемник и передатчик фиксированной длины волны 850нм и, в силу несовершенства многомодового волокна, имеют малую дальность передачи. Такие модули, как уже писалось выше, работают с двумя многомодовыми волокнами, одно из которых используется в качестве канала для передачи данных от одного модуля к другому, другое – в качестве канала для приёма данных обратно. Для приёмо-передачи данных таких модуля соединяются крест-накрест (TX1-RX2, RX1-TX2).
 

sfp+ cwdm, sfp cwdm, sfp dwdm

Рисунок 1 – Принцип действия многомодового SFP модуля
 
Одномодовые SFP модули также имеют раздельные приемник и передатчик фиксированной длины волны либо 1310нм, либо 1550нм. Принцип обмена данными и соединения аналогичен многомодовым, однако, за счет существенного отличия в технологии работы и качестве оптического волокна, данные модули позволяют передавать данные на расстояния до 120км.
 

 Рисунок 2 – Принцип действия одномодового SFP модуля

SFP WDM (англ. Wavelength Division Multiplexing - спектральное уплотнение каналов) модули (они же WDMBi-Directional, или Bi-Di) имеют совмещенный приёмо-передатчик и работают в парах. Пара состоит из двух зеркальных модулей, один из которых имеет передатчик с длиной волны 1310нм и приёмник с длиной волны 1550нм. Второй, соответственно, передатчик с длиной волны 1550нм и приёмник с длиной волны 1310нм. Расстояние между двумя этими каналами составляет 240нм, что достаточно для того, чтобы различать два этих сигнала без специальных средств детектирования, и позволяет объединить эти два сигнала в одном одномодовом волокне. Поскольку волокно одно, порт приёмо-передачи тоже один, то и соединяются модули одним волокном без каких-либо проблем. Как уже писалось выше, стандартные SFPWDM модули имеют разъём типа SC.

Рисунок 3 – Принцип SFP WDM модуля
 
SFP CWDM (англ. Coarse WDM – Грубые WDM) модули представляют собой более современную версию WDM с раздельными приемником и передатчиком.SFPCWDM отличаются от обычныхSFPWDM, в первую очередь, диапазоном каналов передачи, который варьируется от 1270 до 1610 нм: два дополнительных канала 1270нм и 1290нм и шестнадцать основных (1310нм – 1610нм с шагом 20нм). Приёмник у таких модулей широкополосный, а значит, два модуля с любыми длинами волн передачи могут работать в паре. Но для работы в паре такие модули использовать неразумно, вся мощь данной технологии раскрывается при использовании 16-ти модулей с разными длинами волн, подключенными к мультиплексору. Мультиплексор «собирает» свет разных длин волн, передаваемый с передатчиков SFPCWDM модулей, и «объединяет» собранное в единый световой пучок, передающийся затем по одному одномодовому волокну далее. Приём данных происходит в обратном порядке.
 
Рисунок 4 – Диапазон каналов CWDM
 
SFP DWDM (англ. DenseWDM - Плотные WDM) – модули, аналогичные SFP CWDM модулям, работающие по DWDM технологии. Основное отличие от CWDM – расширенный диапазон каналов передачи в пределах от 1528,38нм до 1622,25нм. Данный диапазон делится надвое, образуя диапазон каналов C в количестве 61 штуки (1528,77нм - 1577,03нм с шагом 0,82нм) и диапазон каналов L в количестве 52 штук (1577,86нм – 1622,25нм с шагом 0,87нм). Также существуют поддиапазоны H и Q. Каналы поддиапазона H находятся между каналами основного диапазона C, их тоже 61. Каналы поддиапазона Q, соответственно, находятся между каналами основного диапазона L. Каналов в поддиапазоне Q, естественно, 52. Итого по технологии DWDM мы имеем 113 каналов основного диапазона и 113 каналов дополнительного диапазона. Принцип приёма/передачи   данных аналогичен описанному принципу приёма/передачи данных для CWDM, с разницей в оборудовании для мультиплексирования/демультиплексирования. 
Различные форматы данных могут передаваться одновременно и на разных скоростях, по нескольким каналам. К примеру, IP трафик, ESCONSRDF, Fibre Channel SRDF, SONET, ATM, могут одновременно передаваться по оптическому каналу. DWDM не зависит от протокола, либо формата передаваемых данных, и передающая система не влияет на передаваемые ею данные.

sfp+ cwdm, sfp cwdm, sfp dwdm

Рисунок 5 – Принцип работы технологии DWDM
 
Все современные SFP модули имеют поддержку цифрового мониторинга диагностики (Digital Diagnostics Monitoring — DDM), также известную, как функция цифрового оптического контроля (Digital Optical Monitoring — DOM).

Для использования в 10 Gbps сетях появились новые форм-факторы модулей, одним из которых является SFP+. Причиной появления послужило желание применить выгоды формата SFP для 10-гигабитных потоков, в частности, необходимость увеличения плотности портов коммутаторов. Поскольку размеры модуля малые в сравнении с модулями других форматов (часть логики и элементов питания была вынесена из модуля на устройство-носитель), порты для модулей формата SFP/SFP+ успешно размещаются на 1 юните (1U) 19-дюймового телекоммуникационного оборудования в количестве 48 штук.

Стоит обратить внимание на то, что к оборудованию, оснащённому SFP+ портами, можно подключать и обычные SFP модули, которые будут работать так же, как и в оборудовании с оригинальными SFP портами. Обратный же процесс (установка SFP+ модулей в оборудование с SFP-портами) невозможен.

SFP+ модули функционально отличаются от SFP только скоростью работы – они работают на скоростях до 10 Gbps, причем дальность их работы ограничена 80км из-за большой дисперсии на столь высоких скоростях.
Итоги: SFP - один из самых распространенных форматов трансиверов. Бывают многомодовыми и одномодовыми, одноволоконными и двухволоконными, поддерживают технологию CWDM и DWDM. Имеют большое количество преимуществ, относительно дёшевы.  Работают на скоростях 100 Mbps, 1 Gbps в сети Ethernet. Особенностью работы модулей SFP является то, что они работают ТОЛЬКО на определенных скоростях, в отличие от модулей SFP+, которые могут работать в сети Ethernet на скоростях до 10 Gbps.