スモールフォームファクターのプラグイン可能なトランシーバーによりスペース要件が削減されます

 

もう誰も語らない GBIC 問題

 

ギガビット インターフェイス コンバータについては次のとおりです。それらは正常に動作しました。実際、何年もの間。ただし、そのうち 48 個を 1 つのラインカードに収めてみてください。あなたはできません。 Cisco の 6500 シリーズ スイッチですか? 48 ポート GBIC オプションはありませんでした。ハードウェアが物理的に対応できません。

SFP モジュールはその方程式を完全に変えました。同じ電気変換能力-光信号入力、電気信号出力-を筐体に詰め込むことで、メーカーはパネル面積 1 平方インチあたりのポート数を 2 倍（場合によっては 3 倍）にできるようになります。現在、標準的な 1U スイッチには通常 48 個の SFP ポートが付属しています。それはマーケティングの綿密な話ではありません。基本的なジオメトリが有利に機能します。

GBIC の SC コネクタ インターフェイスには、SFP が使用する LC デュプレックス コネクタよりも多くのスペースが必要でした。キャビネットを見つめて、同一の接続を実現するには 2 倍のラック ユニットが必要であることに気づくまでは、些細なことのように思えます。

 

データセンターが密度にこだわるようになった理由

 

ホット-スワップ可能: 誰もが当然のことと考える機能

 

SFP は単に小さいだけではなく、{0}}ホットプラグ可能-であることを人々は忘れています。シャーシをバウンスさせることなく、ライブ スイッチから 1 つを引き抜き、交換用のスイッチを差し込むことができます。 24 時間年中無休で運用されている環境 (正直に言うと、最近のほとんどのエンタープライズ ネットワークがこれです) では、これは非常に重要です。

代替案は？スケジュールされたメンテナンス期間。ダウンタイムの通知。変更管理チケット。すべてはトランシーバーを交換する必要があるためです。

SFP モジュールはその摩擦を解消しました。 10GBASE-SR に障害がありますか?それを引き出し、新しいものを挿入し、リンクのステータスを確認します。隣接するポートに影響を与えることなく、60 秒以内に完了します。

 

誰も予想していなかったスピードの進化がここまでコンパクトになるとは

 

業界を本当に不意を突いたのは、SFP フォーム ファクターがどのように拡張されるかでした。元の仕様は、その時代に十分な 1 Gbps をサポートしていました。-その後、同じ物理エンベロープを通じて 10 Gbps をプッシュする SFP+ が登場しました。次に、25 Gbps の SFP28。同じケージ寸法。同じ LC コネクタ インターフェイス。同じホットスワップ機能-。

下位互換性は、ベンダーが通常強調する以上に重要であるということです。 SFP28 ポートは SFP+ モジュールを受け入れます。 SFP+ ポートは、SFP モジュールをネイティブ 1G 速度で実行します。インフラストラクチャを世代ごとに取り壊して置き換えているわけではありません。予算と要件に応じて段階的にアップグレードします。

 

フットプリントペナルティのないファイバーリーチ

 

シングルモード SFP モジュールは、通常、ギガビット速度で 10km の伝送距離を達成します。延長された到達距離のバリエーションでは、適切な光学系を使用すれば 40km、さらには 80km まで到達できます。すべてが 2 本の指で挟めるパッケージに入っています。

距離機能はキャンパスや大都市圏のネットワーク設計と直接交差するため、強調する価値があります。企業キャンパス全体の建物を接続しますか?工業団地の反対側にある施設間にファイバーを敷設しますか? SFP モジュールは、ほとんどの実用的なシナリオにおいて、専用の増幅装置を使用せずにこれらのユースケースに対応します。

マルチモード オプションも存在します。明らかに、-1000BASE-SX の主力製品は OM3 ファイバーで 550 メートルを処理し、ほとんどのアーキテクチャで建物内での運用をカバーします。{6}}しかし重要なのは、コンパクトさのために伝送距離が犠牲になっていないということです。エンジニアリング チームは両方の問題を同時に解決しました。

 

QSFP とその後の展開

 

SFP の系譜は SFP28 で止まりませんでした。クアッド スモール フォーム-ファクタ プラガブル モジュール-QSFP、QSFP+、QSFP28 - 4 つのレーンをわずかに大きなパッケージにバンドルし、40 Gbps および 100 Gbps の総スループットを実現します。サイズの増加は控えめですが (SFP より約 30% 大きい)、帯域幅の増加は大幅です。

ブレークアウト ケーブルにより、別次元の柔軟性が追加されます。単一の QSFP28 ポートは、パッシブ ケーブル接続を使用して 4 つの独立した 25 Gbps SFP28 接続にファンアウトできます。これは 4 つの高速リンクを提供する 1 つのケージです。-ネットワーク設計者は、サーバー接続の需要が利用可能なスイッチ ポートを上回るトップオブラック スイッチング シナリオで、これを日常的に利用しています。

400G フロンティアでは、QSFP-DD（倍密度）および OSFP フォーム ファクタが導入されています。以前の製品よりも大型ですが、-光インターフェースを通じて 4,000 億ビット/秒を実行する場合、熱の制約によりある程度の妥協が必要になります。ただし、段階的なサイズの増加は、密度要件に対して慎重に調整されたままです。 OSFP の 800G ロードマップは、エンジニアリング コミュニティがこのトレードオフの最適化をまだ終えていないことを示唆しています。

 

互換性: 死にたくない頭痛

 

SFP テクノロジーについての議論は、ベンダー ロックインの慣行を認識することなく完了することはできません。{0} Cisco、Juniper、HPE- のほとんどの大手メーカーは、「不正な」モジュールを拒否するファームウェア チェックを使用してトランシーバーをエンコードしています。サードパーティの光学部品は低価格で存在しますが、それらを導入するには、管理上のオーバーライドや特別にプログラムされた EEPROM が必要になる場合があります。

SFP 仕様を定義するマルチソース契約（MSA）では、この動作が許容される余地が意図的に残されています。{0}モジュールベンダーコードを検証するために技術的に準拠しています。また、異種環境間で調達を標準化しようとしているネットワーク事業者にとってもイライラすることになります。

汎用 SFP は大幅に改善されました。現在、多くのサードパーティ サプライヤーは、特定のスイッチ プラットフォーム用に事前にコード化されたモジュールを提供しており、真に汎用的な代替品と比較して、控えめな価格で互換性の問題を解決しています。{2}状況は完璧ではありませんが、実行可能です。

 

 

高密度導入における熱に関する考慮事項

 

より少ないスペースでより多くのポートが得られるということは、より小さな体積により多くの熱が集中することを意味します。これは理論的なものではありません。-これは、メーカーを切り替える際や施設エンジニアが常に取り組んでいる実際の設計上の制約です。

SFP モジュール自体は、比較的穏やかな熱負荷を生成します。一般的な 10GBASE- SR の消費電力は 1W 未満です。しかし、これに 48 ポートを掛け、スイッチ ASIC 自体の熱出力を加え、上下のラックマウント機器の累積的な影響を考慮すると、突然エアフロー管理が重要になります。

最新のスイッチ設計には、内部センサーに反応する可変速度ファン、ホット アイル / コールド アイル構成、前面から背面へのエアフロー パターンなど、高度な熱管理が組み込まれています。{{0} SFP- 搭載システムのコンパクトな性質により、これらの設計が可能になりますが、同時にそれが必要になります。熱の除去について真剣に考えずに、その小さなスペースにこれほど多くの接続を詰め込むことはできません。

 

産業用エッジケース

 

すべての SFP アプリケーションが温度管理されたデータセンターに設置されているわけではありません。{0}}産業用ネットワーク-工場のフロア、電力会社の変電所、交通インフラ-では、機器が極端な温度、湿度、振動、電磁干渉にさらされ、民生用のハードウェアを破壊する可能性があります。-

耐久性の高い SFP モジュールは、これらの環境専用に存在します。拡張された動作温度範囲 (-40 度から +85 度)、内部コンポーネントのコンフォーマル コーティング、強化された EMI シールド。フォーム ファクタは同一のままです-同じケージ、同じコネクタですが、内部構造は大きく異なります。

この相互運用性は、予備戦略を簡素化するため重要です。産業用イーサネット スイッチを実行している施設では、完全に別個のトランシーバ インベントリは必要ありません。標準 SFP と高耐久 SFP は物理的な互換性を共有しています。環境仕様のみが異なります。

 

私たちの実際の立ち位置

 

スモール フォーム ファクタのプラガブル トランシーバは、さまざまな改良を経て、エンタープライズ ネットワーキングの主要な光相互接続標準になりました。{0}}マーケティングではなく、エンジニアリングのメリットによって。このフォームファクターにより、密度が大幅に向上します。ホットスワップ機能により、運用の複雑さが軽減されます。{4}}スピード進化の経路により、テクノロジーの世代を超えて投資が保護されます。

代替手段は存在します-常に存在します。固定-光インターフェースにより、トランシーバーのコストが完全に不要になります。 CFP のような大規模なフォーム ファクタは、特定の高帯域幅ニッチに対応しました。-しかし、エンタープライズ スイッチング、データセンター ファブリック、キャリア アクセス ネットワークの広大な中間点では、SFP- ファミリ モジュールがデフォルトの選択肢となります。

スペースの制約が元のデザインを推進しました。 25 年後も同じ制約が、同等またはより小さな設置面積でより高い帯域幅を目指した進化を推進し続けています。- GBIC が提供できなかった 48 ポートのラインカード?それはもう賭けです。そして、800G に向けて推進するエンジニアは、同じ基本的な責務のもとで取り組んでいます。それは、スペースには常にコストがかかり、帯域幅の需要は成長が止まらないため、スペース単位あたりの接続性を高めるというものです。