SFP-модули – что это и зачем нужно?

Продолжаем серию статей с базовыми понятиями сетевых технологий, но на этот раз отойдем от бытового оборудования в сторону промышленного и расскажем, что такое SFP-модули.

Что это?

Аббревиатура SFP расшифровывается как Small Form-factor Pluggable, то есть «подключаемый модуль малого форм-фактора», и уже это название достаточно точно описывает его внешний вид. Это компактный «блок» в стальном корпусе с разъемами на противоположных узких гранях. На «задней» стенке расположен коннектор для подключения к основному оборудованию – промышленному маршрутизатору или коммутатору, с другой – один или два разъема для сетевого кабеля, обычно прикрытые заглушкой. Один модуль может использоваться с разным оборудованием за счет стандартизации размеров и разъемов – для подключения к маршрутизатору используется контактная группа SFP, для кабеля – разъемы LC или, гораздо реже, SC (подробнее о разнице между ними мы рассказывали здесь). Стандартные размеры – 14,6 х 56,6 х 13,35 мм.

Основное предназначение SFP-модуля – конвертация сигнала (в случае подключения по оптоволокну), его прием и передача. Соответственно устройства также называются приемопередатчиками или трансиверами. Они относятся к категории активного оборудования, то есть, требуют внешнего питания (3,3 В; подается напрямую от основного устройства), но при этом поддерживают «горячую замену» – отключать маршрутизатор для замены или подключения модуля не нужно.

Зачем используются

Ответ на вопрос «что такое SFP-модуль» был бы не полным без более подробного рассказа о его предназначении. Трансивер решает сразу несколько проблем:

• Позволяет подключить удаленный участок сети без необходимости использования дополнительного усилителя.
• Обойтись без PON-модема при подключении к волоконно-оптической линии.
• Увеличить пропускную способность сети, использовав более «быстрый» кабель, чем стандартный RJ-45. Впрочем, отдельные модели позволяют подключать и его, если в этом есть необходимость – в этом еще один плюс модульной конструкции: установленный маршрутизатор можно использовать с различными типами сети.

Виды модулей

Несмотря на стандартизацию, в настоящий момент используется достаточно большое количество различающихся между собой SFP-модулей.

Ключевые различия сводятся к следующему.

Используемый сетевой кабель:

• оптоволокно,
• неэкранированная медная пара – сейчас используется редко из-за небольшой пропускной способности, поэтому по умолчанию подразумевается, что модуль работает с волоконно-оптическими кабелями.

Технология передачи данных:

• Ethernet,
• SDH – STM-1, STM-4 или STM-16,
• FC.

Количество портов:

• 2 – один порт для передачи данных, второй – для приема,
• 1 – в этом случае устройство также обеспечивает мультиплексирование, то есть, разделение входящего и исходящего трафика для его передачи по одному каналу. Такие модули также помечаются маркировкой BiDi (Bi-Directional) с указанием технологии мультиплексирования.

Тип кабеля:

• Многомодовый – может работать на расстоянии до 550 м,
• Одномодовый – более 1 км.

Длина волны – влияет на максимально допустимое расстояние приема-передачи. Модули, работающие волнами разной длины не совместимы между собой, поэтому для удобства выбора дополнительно маркируются:

• длина волны 850 нм – максимальное расстояние 550 м, маркировка SX;
• 1310 нм – 10 км, LX;
• 1550 нм – 40 км, EX; 80 км, ZX; 120 км, EZX;
• 1310/1550 нм – 10 км.

Обновленные стандарты

Первые SFP-модули были представлены еще в 2001 году. Стандарт получил огромную популярность и распространение, поэтому продолжил постепенно модернизироваться вместе с развитием технологий и ростом потребностей в пропускной способности.

В 2009 году в дополнение к уже существующим начали выпускаться «расширенные» модули – SFP+. Они позволили существенно увеличить скорость обмена данными (со 100 Мегабит/с у первой ревизии SFP до 10 Гигабит/с), а также использовать DAC-кабели. Это медные двунаправленные кабели прямого подключения, использующиеся для соединения оборудования в пределах одной стойки или помещения.

При этом SFP+ модули переняли все базовые функции и характеристики у предшественника, однако из-за того, что габариты корпуса при существенно возросшей пропускной способности остались теми же, для предотвращения перегрева была ограничена максимальная мощность и, как следствие, предельно допустимое расстояние – 80 км. При этому удалось обеспечить обратную совместимость – в слот для SFP+ модуля в большинстве случаев (но не всегда) могут устанавливаться SFP-модули.

С 2006 года параллельно также развивается стандарт QSFP (и его модификация QSFP+) – еще более быстрый, 4-канальный, но также работающий с «медью» и оптоволокном. Впрочем, совместимость с SFP из-за разницы технологий и габаритов самого модуля не обеспечивается, поэтому более подробно рассказывать о нем мы не будем.