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Enchufable de formato pequeño

Adaptador enchufable de formato pequeño conectado a un par de cables de fibra óptica. El módulo SFP ( Small Form-factor Pluggable ) es un formato de módulo de interfaz de red co...

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Adaptador enchufable de formato pequeño conectado a un par de cables de fibra óptica.

El módulo SFP ( Small Form-factor Pluggable ) es un formato de módulo de interfaz de red compacto y conectable en caliente que se utiliza tanto en aplicaciones de telecomunicaciones como de comunicaciones de datos . Una interfaz SFP en el hardware de red es una ranura modular para un transceptor específico del medio , como para un cable de fibra óptica o un cable de cobre. [ 1 ] La ventaja de usar SFP en comparación con las interfaces fijas (por ejemplo, conectores modulares en conmutadores Ethernet ) es que los puertos individuales se pueden equipar con diferentes tipos de transceptores según sea necesario, y la mayoría de los dispositivos incluyen terminales de línea óptica , tarjetas de red , conmutadores y enrutadores .

El factor de forma y la interfaz eléctrica se especifican mediante un acuerdo multi-proveedor (MSA) bajo los auspicios del Comité de Factor de Forma Pequeño . [ 2 ] El SFP reemplazó al convertidor de interfaz gigabit (GBIC) más grande en la mayoría de las aplicaciones, y algunos proveedores lo han denominado Mini-GBIC . [ 3 ]

Existen transceptores SFP que admiten redes ópticas síncronas (SONET), Gigabit Ethernet , Fibre Channel , PON y otros estándares de comunicación. En su introducción, las velocidades típicas eran de 1 Gbit/s para los SFP Ethernet y de hasta 4 Gbit/s para los módulos SFP Fibre Channel. [ 4 ] En 2006, la especificación SFP+ elevó las velocidades hasta 10 Gbit/s y la posterior iteración SFP28 , introducida en 2014, [ 5 ] está diseñada para velocidades de 25 Gbit/s . [ 6 ]

Un hermano ligeramente más grande es el QSFP ( Quad Small Form-factor Pluggable ) de cuatro carriles . Los carriles adicionales permiten velocidades 4 veces mayores que las del SFP correspondiente. En 2014, se publicó la variante QSFP28, que permite velocidades de hasta 100 Gbit/s . [ 7 ] En 2019, se estandarizó el QSFP56, estrechamente relacionado , [ 8 ] duplicando las velocidades máximas a 200 Gbit/s, con productos que ya se venden por parte de los principales proveedores. [ 9 ] Existen adaptadores económicos que permiten colocar transceptores SFP en un puerto QSFP.

Se han publicado especificaciones tanto para SFP-DD [ 10 ] , que permite 100 Gbit/s en dos carriles, como para QSFP-DD [ 11 ] , que permite 400 Gbit/s en ocho carriles. [ 12 ] Estas utilizan un formato directamente compatible con sus predecesoras. [ 13 ]

Un hermano aún mayor, el Octal Small Format Pluggable ( OSFP ), tuvo productos lanzados en 2022 [ 14 ] capaces de enlaces de 800 Gbit/s entre equipos de red. Es ligeramente más grande que el factor de forma QSFP, lo que permite mayores salidas de potencia, y define una interfaz de host de 60 pines. El estándar OSFP se anunció inicialmente en 2016 [ 15 ] y la versión 4.0 se lanzó en 2021, permitiendo 800 Gbit/s a través de 8 × 100 Gbit/s de líneas de datos eléctricas. [ 16 ] Sus defensores dicen que un adaptador de bajo costo permitirá la retrocompatibilidad con los módulos QSFP. [ 17 ]

Tipos de SFP

Los transceptores SFP están disponibles con diversas especificaciones de transmisor y receptor, lo que permite a los usuarios seleccionar el transceptor adecuado para cada enlace y así lograr el alcance óptico o eléctrico necesario a través del tipo de medio disponible (por ejemplo , cables de cobre de par trenzado o twinaxial , cables de fibra multimodo o monomodo ). Los transceptores también se clasifican según su velocidad de transmisión. Los módulos SFP suelen estar disponibles en varias categorías diferentes.

Cabe destacar que los módulos QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP56 están diseñados para ser eléctricamente compatibles con versiones anteriores de SFP/SFP+/SFP28 o SFP56, respectivamente. Mediante un adaptador sencillo o un cable de conexión directa especial, es posible conectar estas interfaces utilizando un solo carril en lugar de los cuatro que ofrece el formato QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP56. Lo mismo se aplica al formato QSFP-DD de 8 carriles, que puede funcionar con 4, 2 o 1 carriles.

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 codificación de color azul.
    • FX – 1300nm, para una distancia de hasta 5km.   
    • LFX (nombre que depende del fabricante) : 1310millas náuticas, para una distancia de hasta 5km.   
  • Fibra monomodo, conector LC, con codificación de color azul.
    • LX – 1310nm, para distancias de hasta 10km   
    • EX – 1310nm, para distancias de hasta 40km   
  • Fibra monomodo, conector LC, con codificación de color verde.
    • ZX – 1550nm, para distancias de hasta 80km (dependiendo de la pérdida de trayectoria de la fibra).   
    • EZX – 1550 nm, para distancias de hasta 160 km (dependiendo de la pérdida de trayectoria de la fibra)   
  • Fibra monomodo, conector LC, bidireccional, con codificación de color azul y amarillo.
    • BX (oficialmente BX10 ) : transceptores SFP bidireccionales de fibra única de 100 Mbit/s, 1550 nm/1310 nm, emparejados como BX-U ( azul ) y BX-D ( amarillo ) para enlace ascendente y descendente respectivamente, con alcances de hasta 10 km. También se fabrican variantes de SFP bidireccionales con mayor potencia de transmisión y capacidad de enlace de hasta 40 km.     
  • Cableado de par trenzado de cobre, conector 8P8C (RJ-45)

SFP de 1 Gbit/s

  • Fibra multimodo de 1 a 1,25 Gbit/s , conector LC , con palanca de extracción negra o beige [ 2 ]
    • SX – 850 nm, para un máximo de 550 m a 1,25 Gbit/s (Gigabit Ethernet). Otras aplicaciones SFP multimodo admiten velocidades aún mayores a distancias más cortas. [ 20 ]   
  • Fibra multimodo de 1 a 1,25 Gbit/s , conector LC , colores de la palanca de extracción no estandarizados.
    • SX+/MX/LSX/LX (nombre según el fabricante) : 1310 nm, para una distancia de hasta 2 km. [ 21 ] No es compatible con SX ni 100BASE-FX. Basado en LX, pero diseñado para funcionar con fibra multimodo utilizando un cable de conexión multimodo estándar en lugar de un cable de acondicionamiento de modo comúnmente utilizado para adaptar LX a fibra 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 posteriormente se añadió LX10 para 10 km).     
    • EX – 1310 nm, para distancias de hasta 40 km   
    • ZX – 1550 nm, para distancias de hasta 80 km (dependiendo de la pérdida de trayectoria 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 de trayectoria de la fibra)   
    • BX (oficialmente BX10 ) – 1490 nm/1310 nm, transceptores SFP Gigabit bidireccionales de fibra única, emparejados como BX-U y BX-D para enlace ascendente y descendente respectivamente, también para distancias de hasta 10 km. [ 22 ] [ 23 ] También se fabrican variantes de 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 fibra única y longitud de onda única para tráfico bidireccional en una sola fibra. Combinados con CWDM, duplican la densidad de tráfico de los enlaces de fibra. [ 24 ] [ 25 ] 
    • Los transceptores de multiplexación por división de longitud de onda gruesa (CWDM) y de multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM) alcanzan diferentes distancias máximas en diversas longitudes de onda. Los transceptores CWDM y DWDM suelen admitir distancias de enlace de 40, 80 y 120  km, respectivamente.
  • 1 Gbit/s para cableado de par trenzado de cobre, conector 8P8C (RJ-45)
    • 1000BASE-T : estos módulos incorporan circuitos de interfaz significativos para la recodificación de la subcapa de codificación física [ 26 ] y solo pueden usarse para Gigabit Ethernet debido al código de línea específico. No son compatibles con (o mejor dicho: no tienen equivalentes para) Fibre Channel o SONET. A diferencia de la mayoría 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 operar a velocidades de 100BASE-TX . 
  • 100 Mbit/s de cobre y fibra óptica : algunos proveedores han distribuido SFP limitados a 100 Mbit/s para aplicaciones de fibra hasta el hogar y como reemplazo directo de circuitos 100BASE-FX heredados . Estos son relativamente poco comunes y pueden confundirse fácilmente con SFP de 100 Mbit/s . [ 27 ] 
  • Aunque no se menciona en ningún documento de especificación oficial, la velocidad de datos máxima del estándar SFP original es de 5 Gbit/s . [ 28 ] Esto fue utilizado posteriormente tanto por 4GFC Fibre Channel como por DDR Infiniband, especialmente en su forma QSFP de cuatro carriles.
  • En los últimos años, se han creado transceptores SFP que permitirán velocidades Ethernet de 2,5 Gbit/s y 5 Gbit/s con SFP con 2,5GBASE-T [ 29 ] y 5GBASE-T. [ 30 ]

SFP+ de 10 Gbit/s

Un transceptor XFP Ethernet de 10 Gigabit ( arriba) y un transceptor SFP+ ( abajo).

El SFP+ ( Enhanced Small Form-Factor Pluggable ) 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. [ 31 ] SFP+ admite Fibre Channel de 8 Gbit/s , Ethernet de 10 Gigabit y el estándar de 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 mención de Fibre Channel de 16 Gbit/s , se puede utilizar a esta velocidad. [ 32 ] Además de la velocidad de datos, la principal diferencia entre Fibre Channel 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 la 8b/10b utilizada para 8 Gbit/s , y permite duplicar la velocidad de datos sin duplicar la velocidad de línea. 16GFC en realidad no utiliza señalización de 16 Gbit/s en ningún lugar. Utiliza una velocidad de línea de 14,025 Gbit/s para lograr el doble de rendimiento que 8GFC. [ 33 ] 

SFP+ también introduce la 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 estándar, lo que permite al fabricante del equipo 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+ permiten implementar más circuitos en la placa host en lugar de dentro del módulo. [ 34 ] Mediante el uso de un adaptador electrónico activo, los módulos SFP+ pueden utilizarse en equipos antiguos con puertos XENPAK [ 35 ] y puertos X2 . [ 36 ] [ 37 ]

Los módulos SFP+ se pueden clasificar en lineales o con limitación ; esto describe la funcionalidad de la electrónica integrada. Los módulos SFP+ con limitación incluyen un amplificador de señal para remodelar la señal recibida (degradada), mientras que los lineales no. Los módulos lineales se utilizan principalmente con estándares de bajo ancho de banda como 10GBASE-LRM ; en otros casos, se prefieren los módulos con limitación. [ 38 ]

SFP28 de 25 Gbit/s

SFP28 es una interfaz de 25 Gbit/s que evolucionó a partir de la interfaz Ethernet de 100 Gigabit , la cual generalmente se implementa con 4 carriles de datos de 25 Gbit/s . Idéntica en dimensiones mecánicas a SFP y SFP+, SFP28 implementa un carril de 28 Gbit/s [ 39 ] que admite 25 Gbit/s de datos con sobrecarga de codificación. [ 40 ]

Existen módulos SFP28 que admiten conexiones de fibra monomodo [ 41 ] o multimodo [ 42 ] , cable óptico activo [ 43 ] y cobre de conexión directa. [ 44 ] [ 45 ]

cSFP

El módulo compacto de factor de forma pequeño conectable ( cSFP ) es una versión del 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 disminuir el uso de fibra por puerto. [ 46 ] [ 47 ]

SFP-DD

El acuerdo multi-proveedor de módulos conectables de doble densidad de factor de forma pequeño ( SFP-DD ) es un estándar publicado en 2019 para duplicar la densidad de puertos. Según el sitio web del SFP-DD MSA: "Los equipos de red basados ​​en SFP-DD admitirán módulos y cables SFP heredados, y nuevos productos de doble densidad". [ 48 ] SFP-DD utiliza dos carriles para transmitir.

Actualmente, se definen las siguientes velocidades:

  • SFP112:100  Gbit/s usando PAM4 en un solo par (no doble densidad) [ 18 ]
  • SFP-DD:100  Gbit/s usando PAM4 y50  Gbit/s usando NRZ [ 18 ]
  • SFP-DD112:200  Gbit/s usando PAM4 [ 18 ]
  • QSFP112:400  Gbit/s (4 ×112  Gbit/s ) [ 49 ]
  • QSFP-DD:400  Gbit/s /200  Gbit/s (8 ×50  Gbit/s y 8 ×25  Gbit/s ) [ 50 ]
  • QSFP-DD800 (anteriormente QSFP-DD112):800  Gbit/s (8 ×112  Gbit/s ) [ 49 ]
  • QSFP-DD1600 (Borrador)1,6  Tbit/s [ 51 ]

QSFP

 Transceptor QSFP+ de 40 Gb
Transceptor QSFP desmontado que muestra la conexión de fibra óptica y la electrónica.
Transceptor QSFP+ de 40 Gbit que muestra la conexión de fibra óptica.

Los transceptores Quad Small Form-factor Pluggable ( QSFP ) están disponibles con una variedad de tipos de transmisores y receptores, lo que permite a los usuarios seleccionar el transceptor adecuado para cada enlace y así proporcionar el alcance óptico requerido a través de fibra multimodo o monomodo .

4 Gbit/s
El documento QSFP original especificaba cuatro canales que transportaban Gigabit Ethernet , 4GFC ( FiberChannel ) o DDR InfiniBand . [ 52 ]
40 Gbit/s (QSFP+)
QSFP+ es una evolución de QSFP para admitir cuatro canales de 10 Gbit/s que transportan Ethernet de 10 Gigabit , FiberChannel de 10GFC o InfiniBand QDR . [ 53 ] Los 4 canales también se pueden combinar en un único enlace Ethernet de 40 Gigabit .
50 Gbit/s (QSFP14)
El estándar QSFP14 está diseñado para transportar FDR InfiniBand , SAS-3 [ 54 ] o Fibre Channel de 16G.
100 Gbit/s (QSFP28)
El estándar QSFP28 [ 7 ] está diseñado para transmitir Ethernet de 100 Gigabit , InfiniBand EDR o Fibre Channel de 32G. A veces, este tipo de transceptor también se denomina QSFP100 o 100G QSFP [ 55 ] para simplificar.
200 Gbit/s (QSFP56)
El QSFP56 está diseñado para transmitir Ethernet de 200 Gigabit , HDR InfiniBand o Fibre Channel de 64G. La principal mejora es que el QSFP56 utiliza modulación de amplitud de pulso de cuatro niveles ( PAM-4 ) en lugar de no retorno a cero (NRZ). Utiliza las mismas especificaciones físicas que el QSFP28 (SFF-8665), con especificaciones eléctricas de SFF-8024 [ 56 ] y la revisión 2.10a de SFF-8636. [ 8 ] A veces, este tipo de transceptor se denomina QSFP de 200G [ 57 ] por simplicidad.

Los fabricantes de conmutadores y enrutadores que implementan puertos QSFP+ en sus productos suelen permitir el uso de un único puerto QSFP+ como cuatro conexiones Ethernet de 10 Gigabit independientes , lo que aumenta considerablemente la densidad de puertos. Por ejemplo, un conmutador típico de 1U con 24 puertos QSFP+ podría admitir 96 conexiones de 10 GbE. [ 58 ] [ 59 ] [ 60 ] También existen cables de distribución para adaptar un único puerto QSFP28 a cuatro puertos SFP28 Ethernet de 25 Gigabit independientes (QSFP28 a 4×SFP28) [ 61 ] así como cables para adaptar un único puerto QSFP56 a cuatro puertos SFP56 Ethernet de 50 Gigabit independientes (QSFP56 a 4×SFP56). [ 62 ]

Aplicaciones

Conmutador Ethernet con dos ranuras SFP vacías (abajo a la izquierda).

Los conectores SFP se encuentran en conmutadores Ethernet , enrutadores, cortafuegos y tarjetas de interfaz de red . Se utilizan en adaptadores de host Fibre Channel y equipos de almacenamiento. Gracias a su bajo coste, tamaño compacto y capacidad para conectar distintos tipos de fibra óptica, los conectores SFP ofrecen una mayor flexibilidad a estos equipos.

Los zócalos y transceptores SFP también se utilizan para la transmisión de interfaz digital serie (SDI) de larga distancia . [ 63 ]

Normalización

El transceptor SFP no está estandarizado por ningún organismo oficial de normalización, sino que se especifica mediante un acuerdo multisuministrador (MSA) entre fabricantes competidores. El SFP se diseñó a partir de la interfaz GBIC y permite una mayor densidad de puertos (número de transceptores por área determinada) que la GBIC, razón por la cual el SFP también se conoce como mini-GBIC.

Sin embargo, en la práctica, algunos fabricantes de equipos de red recurren a prácticas de dependencia del proveedor mediante las cuales rompen deliberadamente la compatibilidad con los SFP genéricos agregando una verificación en el firmware del dispositivo que habilitará solo los módulos del propio proveedor. [ 64 ] Los fabricantes de SFP de terceros han introducido SFP con EEPROM que pueden programarse para coincidir con cualquier ID de proveedor. [ 65 ] Entre los proveedores conocidos que bloquean sus puertos SFP se encuentran HPE y Cisco .

Codificación por colores de SFP

Codificación por colores de SFP

Codificación por colores de los SFP CWDM

Véase también : multiplexación por división de longitud de onda gruesa

Codificación por colores de BiDi SFP

Codificación por colores de QSFP

Señales

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

Al observar los conectores ópticos, el de la izquierda es el transmisor y el de la derecha es el receptor. [ 68 ]

El transceptor SFP contiene una placa de circuito impreso con un conector de borde de 20 contactos que se acoplan en la parte posterior con el conector eléctrico SFP del sistema host. El QSFP tiene 38 contactos, incluyendo 4 pares de datos de transmisión de alta velocidad y 4 pares de datos de recepción de alta velocidad. [ 52 ] [ 53 ]

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 sus homólogos QSFP posteriores, lo que permite colocar transceptores SFP en puertos QSFP mediante un adaptador económico. Ambos son más pequeños que el transceptor XFP .

Los módulos SFP que utilizan conectores de fibra SC no siempre indican si usan conexiones SC/APC (anguladas) o SC/UPC (ultrapulidas). La conexión SC/UPC es la más común.

Interfaz de gestión e información de la 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 serial I²C en la dirección de 8 bits 0b1010000X (0xA0). [ 71 ]

Las normas posteriores también especifican ubicaciones de memoria (volátil) que ofrecen la posibilidad de observar y modificar el comportamiento del transceptor.

Monitorización de diagnósticos digitales

Los transceptores SFP ópticos modernos admiten funciones estándar de monitorización de diagnóstico digital (DDM). [ 72 ] Esta función también se conoce como monitorización óptica digital (DOM). Esta capacidad permite monitorizar los parámetros de funcionamiento del SFP en tiempo real. Los parámetros incluyen la potencia de salida óptica, la potencia de entrada óptica, la temperatura, la corriente de polarización del láser y la tensión de alimentación del transceptor. En los equipos de red, esta información suele estar disponible a través del Protocolo simple de administración de red (SNMP). Una interfaz DDM permite a los usuarios finales visualizar datos de diagnóstico y alarmas para los transceptores de fibra óptica y puede utilizarse para diagnosticar por qué un transceptor no funciona.

Véase también

Referencias

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