SFP+ トランシーバーは世界中で使用されています

 

 

フォームファクターが思っている以上に重要な理由

 

ほとんどのベンダーのホワイトペーパーでは語られていないこと、つまり本当の理由は次のとおりです。SFP+ トランシーバー支配は純粋に技術的なものではありません。はい、SFF-8431 仕様により電気インターフェイスが改善されました。はい、より多くの回路をホストボードに移動することで、モジュールの複雑さが軽減されました。しかし、採用曲線はどうなるのでしょうか？これは、調達マネージャーとラック密度の計算によって決定されました。

SFP+ モジュールを使用する 48 ポート 10G スイッチは、以前に 48 個の SFP ポートを搭載していたものと同じ 1U シャーシを使用します。 XFP で試してみてください。あなたはできません。 SFP+ の物理的寸法 (従来の SFP と完全に一致) により、機器メーカーは既存の機械設計を再利用できます。工具コストが下がりました。生産ラインの設備変更は必要ありませんでした。競合するフォームファクタにとっては、経済的に厳しいものでした。

 

モジュール内: 実際に何が起こるか

 

光エンジニアが SFP+ 光トランシーバーについて話すとき、彼らは驚くほどエレガントなシステムについて説明します。送信側では、VCSEL レーザー (850nm の短距離マルチモード アプリケーション用) または DFB レーザー (1310nm または 1550nm の長距離シングルモード リンク用) を使用します。-受信側は、感度要件に応じて、これを PIN フォトダイオードまたは APD と組み合わせます。

魔法はその間に起こります。最新の 10G SFP+ モジュールは、レーザー ドライバー、トランスインピーダンス アンプ、クロック/データ リカバリ回路を 2 本の指で挟めるパッケージに収めています。 20 年前、10Gbps を達成するには、ラックの半分を占める機器が必要でした。

ここで DOM 機能について言及する価値があります。 SFF-8472 によるデジタル光モニタリング (デジタル診断モニタリングの略で DDM とも呼ばれる) により、ネットワーク管理システムは送信電力、受信電力、温度、バイアス電流、供給電圧などのリアルタイム パラメータをポーリングできます。断続的なリンク障害のトラブルシューティングに何時間も費やしたエンジニアなら、これがなぜ重要なのか理解できるでしょう。実際に、レーザーが致命的に故障する前に数か月かけて劣化するのを観察することができます。ほとんどの人はそうではありませんが、その機能は存在します。

 

 

世界展開の全体像

 

SFP+ トランシーバーは、電気インフラが備わっているすべての大陸に出荷されます。それはマーケティング上の誇張ではありません。サハラ以南アフリカの通信事業者は、バージニア州のハイパースケール データセンターで実行されているものと同じ MSA 準拠モジュールを使用しています。{3}{4}東南アジアのモバイル バックホール ネットワークは、セル サイトとアグリゲーション ポイント間の 10G SFP+ リンクに依存しています。ヨーロッパの ISP は、ビジネス顧客の CPE 接続のためにこれらを導入しています。

ここでは標準化が重要です。深センのメーカーが製造した 10GBASE- LR トランシーバーは、サンノゼで設計されフランクフルトに設置されたスイッチ ポートと相互運用します。マルチソース契約 (MSA) がこの現実を生み出しました。- SFF-8431 および SFF-8432 の仕様は、寸法とピン割り当てを定義するだけではなく、ベンダーの相互運用性を可能にする電気的特性を確立します。

完璧な相互運用性ではありません、念のために言っておきます。サードパーティの 10G SFP+ モジュールと特定の Brocade ファイバ チャネル スイッチを組み合わせてみたことのある人なら誰でも、ベンダー ロックの戦いが完全には終わっていないことを知っています。-ファームウェアのコーディングは重要です。しかし、ベースラインの互換性は存在し、そのベースラインによって市場は爆発的に成長しました。

 

距離と用途のバリエーション

 

10G トランシーバーの種類のアルファベットのスープは初心者を混乱させます。いくつかの説明:

SR（近距離）: 850nm、マルチモードファイバー、OM3 で 300m、OM4 で 400m。建物内およびトップオブラック接続のための主力モジュール。-{6}}-最も安価なオプション。商用グレードのユニットの場合、通常はサードパーティ サプライヤーからの- 15 ドル未満です。{11}}

LR (長距離): 1310nm、シングルモードファイバー、到達距離 10km。-。キャンパスや地下鉄への接続に標準的な選択肢です。 SMF インフラストラクチャは MMF よりコストがかかりますが、より高速な通信距離と将来性が得られます。-

ER (拡張範囲): 1550nm、SMF 40km。冷却された EML トランスミッターを使用するため、消費電力とコストは増加しますが、増幅することなくメトロスケールの接続が可能になります。-

ZR (Ze Best Range、一部のエンジニアは冗談で呼んでいます): 80km シングル-モード。 IEEE 802.3ae 仕様の一部ではありません-これはシスコなどが独自に定義したものです。特に 80km の到達距離では、波長分散に注意する必要があります。

BiDi バリアントも存在します。. 10GBASE-BX は WDM を使用して、単一のファイバ ストランド（下流 1270nm、上流 1330nm、またはその逆）上で双方向トラフィックを圧縮します。ファイバー数が半分になり、トラブルシューティングが複雑になります。

CWDM および DWDM SFP+ トランシーバーはこれをさらに推し進め、共有ファイバー インフラストラクチャ上で複数の 10G チャネルを可能にします。 CWDM を実行している企業は、1 つのファイバー ペアに 8 つの波長を配置できます。 DWDM システムを実行している通信事業者は、ITU-T グリッド間隔を使用して 40、80、またはそれ以上のチャネルを押し込みます。

 

 

銅の問題

 

すべての SFP+ トランシーバーがファイバーを使用するわけではありません。 10GBASE-T SFP+ モジュールは独自のカテゴリを作成し、-導入に多くの悩みを抱えています。

魅力は明らかです。既存の Cat6a インフラストラクチャ、現場技術者が理解できる RJ45 終端、1000BASE-T や 100BASE- TX との下位互換性などです。実際には、熱管理と電力バジェットが関係しており、ネットワーク エンジニアは歯を食いしばっています。

一般的な 10GBASE-T SFP+ モジュールは 2.5W を消費します。標準の SFP+ ポートの電力割り当ては最大 1.5 W を想定しています。計算してみましょう。シスコのドキュメントでは、多くのスイッチ モデルでの 10GBASE- T モジュールの同時装着を明示的に制限しています。 48 個の SFP+ ポートがある可能性がありますが、48 個すべてに 10G-T モジュールを実装すると、スイッチング ASIC の電源管理機能を超えてしまいます。

DAC ケーブル (ダイレクト アタッチ銅線) は、短距離の場合はこの問題を回避します。パッシブ Twinax DAC は 5-7 メートルまで、アクティブ DAC は 10-15 メートルまで動作します。同じ列のラック間接続の場合、DAC は光トランシーバーよりもコストを削減し、遅延を低減します。光-電気-光変換がないため、潜在的な故障箇所が少なくなります。

 

品質と調達の現実

 

サードパーティ トランシーバ市場が存在するのは、OEM の価格設定が製造コストから切り離されたままであるためです。- Cisco-ブランドの SFP-10G- SR の価格は数百ドルになる場合があります。確立されたサードパーティ メーカーの MSA- 互換同等品は 10 ～ 20 ドルで販売されています。同じレーザーチップ、同じフォトダイオード、多くの場合、東莞または無錫の同じ委託製造業者です。

ただし、品質のばらつきは存在します。下層-サプライヤーはバーンイン テストを手抜きし、再生レーザー コンポーネントを使用したり、互換性の問題を引き起こす EEPROM プログラミング エラーを含むモジュールを出荷したりしています。{2}評判の良いサードパーティ ベンダー（多数あります）は、出荷前に受入れ検査、フルスペクトル光テスト、ファームウェア検証を行っています。-

工業用温度の問題は、特定の展開において重要です。商用-グレードの SFP+ トランシーバーの定格は 0 度から 70 度です。工業用-グレードのモジュールはこれを-40度から+85度まで拡張します。この違いにより、フェニックスの屋外キャビネットの設置とフィンランドの通信シェルターが極端な季節でもリンクの安定性を維持できるかどうかが決まります。

 

ファイバーチャネル: SFP+ のもう 1 つの使用例

 

イーサネットに重点を置くネットワーク エンジニアは、ファイバ チャネルがストレージ環境での SFP+ 採用を大幅に推進したことを忘れることがあります。. 8GFC と 16GFC はどちらも SFP+ フォーム ファクタを使用しますが、プロトコル エンコードは異なります。

Brocade または Cisco MDS スイッチを使用する SAN アーキテクトは、イーサネット スイッチとは異なる互換性マトリックスを扱います。 Brocade-の承認済みトランシーバー リストが存在する理由は、-FC プロトコルのジッターとビット エラー レートに対する感度がイーサネットの許容プロファイルと異なるためです。ただし、認定済みのサードパーティ製 FC SFP+ モジュールは、ほとんどのエンタープライズ展開で確実に動作します。{4}認定プロセスでは追加の検証が必要なだけです。

16G ファイバー チャネル トランシーバーでは、8GFC の 8b/10b スキームより効率的な 64b/66b エンコーディングが導入されました。これにより、ライン レートを 2 倍にすることなくスループットを 2 倍にすることができました。-実際の 16GFC シグナリングは 14.025 Gbps で実行されます。業界が SFP+ フォーム ファクターの制約に基づいてどの程度最適化されているかを浮き彫りにする、賢明なプロトコル エンジニアリング。

 

 

次に何が起こるのか

 

25G (SFP28) 以降への移行は進行中ですが、設置ベースから SFP+ トランシーバーが置き換えられるまでには至っていません。エンタープライズ ネットワーキングでは、グリーンフィールドよりもブラウンフィールドの展開の方が重要です。機器の減価償却サイクルは 5 ～ 7 年です。 2018 年から 2020 年にかけて 10G インフラストラクチャを中心に構築されたネットワークは、2020 年代後半まで SFP+ モジュールで運用され続けるでしょう。

その間、SFP+ は進化を続けています。コンポーネントの世代ごとに、電力効率の向上、温度定格の拡張、DOM 機能の強化が行われます。フォームファクターがすぐになくなるわけではありません。

現在 10G トランシーバーのオプションを評価しているネットワーク アーキテクトと調達チームにとって、基本は一貫しています。つまり、アプリケーション要件 (距離、ファイバー タイプ、温度範囲) を適切なモジュール バリアントに適合させ、特定のスイッチまたはルーター プラットフォームとの互換性を検証し、最安{1}}価格-優先の調達ポリシーではなく品質の実績に基づいてベンダーを選択することです。

SFP+ トランシーバーは世界的な通信インフラを構築しました。彼らはまだそれを構築中です。

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参照した業界仕様: IEEE 802.3ae、SFF-8431、SFF-8432、SFF-8472、ITU-T G.652。製品の互換性は、ベンダーおよびファームウェアのバージョンによって異なります。