يتم استخدام أجهزة الإرسال والاستقبال SFP+ عالميًا

 

 

لماذا يهم عامل الشكل أكثر مما تعتقد؟

 

إليك شيء لن تخبرك به معظم المستندات التقنية الخاصة بالموردين: السبب الحقيقيأجهزة الإرسال والاستقبال SFP+الهيمنة ليست تقنية بحتة. نعم، جلبت مواصفات SFF-8431 تحسينات في الواجهة الكهربائية. نعم، يؤدي نقل المزيد من الدوائر إلى اللوحة المضيفة إلى تقليل تعقيد الوحدة. لكن منحنى التبني؟ وكان ذلك مدفوعًا بمديري المشتريات وحسابات كثافة الحامل.

يأخذ محول 10G ذو 48 منفذًا والذي يستخدم وحدات SFP+ نفس هيكل 1U الذي كان يحتوي سابقًا على 48 منفذ SFP. جرب ذلك مع XFP. لا يمكنك. تعني الأبعاد المادية لـ SFP+ (التي تتطابق تمامًا مع SFP القديمة) أن الشركات المصنعة للمعدات يمكنها إعادة استخدام التصميمات الميكانيكية الحالية. انخفضت تكاليف الأدوات. خطوط الإنتاج لا تحتاج إلى إعادة تجهيز. كان الاقتصاد وحشيًا بالنسبة لعوامل الشكل المتنافسة.

 

داخل الوحدة: ماذا يحدث بالفعل

 

عندما يتحدث المهندسون البصريون عن أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية SFP+، فإنهم يصفون نظامًا أنيقًا بشكل مدهش. يستخدم جانب الإرسال إما ليزر VCSEL (للتطبيقات متعددة الأوضاع-قصيرة المدى عند 850 نانومتر) أو ليزر DFB (لروابط الوضع الفردي الأطول-عند 1310 نانومتر أو 1550 نانومتر). يقرن جانب الاستقبال هذا مع الثنائي الضوئي PIN أو APD، اعتمادًا على متطلبات الحساسية.

السحر يحدث بينهما. تقوم وحدات 10G SFP+ الحديثة بتعبئة برنامج تشغيل الليزر ومضخم المعاوقة ودوائر استعادة البيانات/الساعة في حزمة يمكنك حملها بين إصبعين. قبل عشرين عامًا، كان تحقيق سرعة 10 جيجابت في الثانية يتطلب معدات تملأ نصف حامل.

وظيفة DOM تستحق الذكر هنا. تتيح المراقبة البصرية الرقمية (وتسمى أيضًا DDM، للمراقبة التشخيصية الرقمية) وفقًا لـ SFF-8472 لأنظمة إدارة الشبكة استقصاء المعلمات في الوقت الفعلي: طاقة الإرسال، واستقبال الطاقة، ودرجة الحرارة، والتيار المتحيز، وجهد الإمداد. المهندسون الذين قضوا ساعات في استكشاف أخطاء فشل الارتباط المتقطع وإصلاحها سوف يفهمون سبب أهمية ذلك. يمكنك في الواقع مشاهدة تحلل الليزر على مدار أشهر قبل أن يفشل بشكل كارثي. معظم الناس لا يفعلون ذلك، لكن القدرة موجودة.

 

 

صورة النشر العالمي

 

يتم شحن أجهزة الإرسال والاستقبال SFP+ إلى كل قارة مزودة ببنية تحتية كهربائية. هذا ليس غلوًا تسويقيًا. يستخدم مشغلو الاتصالات في جنوب الصحراء الكبرى بأفريقيا- نفس الوحدات المتوافقة مع MSA- والتي يتم تشغيلها في مراكز البيانات ذات الحجم الكبير في فيرجينيا. تعتمد شبكات التوصيل المتنقلة في جنوب شرق آسيا على روابط 10G SFP+ بين مواقع الخلايا ونقاط التجميع. يقوم مزودو خدمة الإنترنت الأوروبيون بنشرها لاتصالات CPE لعملاء الأعمال.

التوحيد مهم هنا. سوف يتفاعل جهاز الإرسال والاستقبال 10GBASE-LR من إحدى الشركات المصنعة في Shenzhen مع منافذ المحول المصممة في سان خوسيه والمثبتة في فرانكفورت. لقد خلقت اتفاقيات المصادر المتعددة (MSA)- هذا الواقع. لا تحدد مواصفات SFF-8431 وSFF-8432 الأبعاد وتعيينات الدبوس فحسب، بل إنها تحدد الخصائص الكهربائية التي تجعل قابلية التشغيل البيني للبائع ممكنة.

ليس قابلية التشغيل البيني مثالية، فتذكروا. أي شخص حاول المزج بين وحدات -الطرف الثالث 10G SFP+ مع بعض محولات القنوات الليفية من Brocade يعرف أن معارك قفل البائع-لم تنته أبدًا تمامًا. ترميز البرامج الثابتة مهم. لكن التوافق الأساسي موجود، وهذا الخط الأساسي مكّن السوق من الانفجار.

 

المسافة ومتغيرات التطبيق

 

إن حساء الأبجدية لأنواع أجهزة الإرسال والاستقبال 10G يربك القادمين الجدد. بعض التوضيح:

ريال (قصيرة المدى): 850 نانومتر، ألياف متعددة الأوضاع، 300 متر فوق OM3، 400 متر فوق OM4. وحدة العمود الفقري للتوصيل داخل-المبنى والأعلى-من-الحامل. الخيار الأرخص، عادةً ما يكون أقل من 15 دولارًا أمريكيًا من موردي الطرف الثالث-للوحدات التجارية-.

LR (طويلة المدى): 1310 نانومتر، ألياف أحادية الوضع-، مدى وصول 10 كم. الاختيار القياسي لاتصالات الحرم الجامعي والمترو. تكلف البنية الأساسية لـ SMF أكثر من تكلفة MMF، لكنك تكتسب مسافة وإثباتًا للمستقبل-لسرعات أعلى.

ER (المدى الممتد): 1550 نانومتر، 40 كم فوق SMF. يستخدم أجهزة إرسال EML المبردة، مما يزيد من استهلاك الطاقة والتكلفة ولكنه يمكّن من الاتصال بنطاق المترو-بدون تضخيم.

ZR (Ze Best Range، كما يسميها بعض المهندسين مازحين): 80 كم وضع فردي-. ليس جزءًا من مواصفات IEEE 802.3ae-لقد حددت شركة Cisco وآخرون هذا الأمر بشكل مستقل. يتطلب الانتباه إلى التشتت اللوني، خاصة عند الوصول الكامل إلى 80 كم.

توجد متغيرات BiDi أيضًا. 10GBASE-يستخدم BX WDM لضغط حركة المرور ثنائية الاتجاه عبر شريط ألياف واحد بطول 1270 نانومتر للأسفل، أو 1330 نانومتر للأعلى، أو العكس. نصف عدد الألياف، مما يعقد عملية استكشاف الأخطاء وإصلاحها.

تعمل أجهزة الإرسال والاستقبال CWDM وDWDM SFP+ على دفع هذا الأمر إلى أبعد من ذلك، مما يسمح بقنوات 10G متعددة عبر البنية التحتية للألياف المشتركة. يمكن للمؤسسة التي تقوم بتشغيل CWDM وضع 8 أطوال موجية على زوج واحد من الألياف. تقوم شركات النقل التي تستخدم أنظمة DWDM بالضغط على 40 أو 80 أو أكثر من القنوات باستخدام تباعد شبكة ITU-T.

 

 

سؤال النحاس

 

لا تستخدم جميع أجهزة الإرسال والاستقبال SFP+ الألياف. تعمل وحدة 10GBASE-T SFP+ على إنشاء فئة خاصة بها-والكثير من مشكلات النشر.

الجاذبية واضحة: البنية الأساسية الحالية لـ Cat6a، وإنهاء RJ45 الذي يفهمه الفنيون الميدانيون، والتوافق مع الإصدارات السابقة مع 1000BASE-T وحتى 100BASE-TX. يتضمن الواقع إدارة الحرارة وميزانيات الطاقة التي تجعل مهندسي الشبكات يطحنون أسنانهم.

تستهلك وحدة 10GBASE-T SFP+ النموذجية 2.5 وات. يفترض تخصيص طاقة منفذ SFP+ القياسي 1.5 واط كحد أقصى. قم بالحسابات. تحدد وثائق Cisco بوضوح العدد المتزامن لوحدات 10GBASE-T في العديد من نماذج المحولات. قد يكون لديك 48 منفذًا SFP+، ولكن ملء كل المنافذ الـ 48 بوحدات 10G-T سيتجاوز قدرة إدارة الطاقة الخاصة بـ ASIC.

تتجنب كبلات DAC (النحاس المباشر) هذه المشكلة لمسافات قصيرة. يعمل محول الصوت الرقمي السلبي Twinax DAC على مسافة 5-7 أمتار، ويعمل DAC النشط على مسافة 10-15 مترًا. بالنسبة لاتصالات الحامل-إلى-الحامل في نفس الصف، توفر DAC توفيرًا في التكاليف وزمن وصول أقل من أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية. لا يعني أي تحويل بصري-كهربائي-بصري عددًا أقل من نقاط الفشل المحتملة.

 

واقع الجودة والمصادر

 

يوجد سوق أجهزة الإرسال والاستقبال التابعة لجهات خارجية-لأن تسعير OEM يظل منفصلاً عن تكاليف التصنيع. قد يتم إدراج علامة Cisco-SFP-10G-SR التي تحمل العلامة التجارية بعدة مئات من الدولارات. يتم بيع المكافئ المتوافق مع MSA-من الشركات المصنعة التابعة لجهات خارجية بسعر يتراوح بين 10 إلى 20 دولارًا. نفس رقائق الليزر، نفس الثنائيات الضوئية، غالبًا نفس الشركات المصنعة المتعاقدة في Dongguan أو Wuxi.

ومع ذلك، يوجد تباين في الجودة. يختصر موردو الطبقة السفلية- عملية النسخ-في الاختبار، ويستخدمون مكونات ليزر مُجددة، أو يشحنون وحدات تحتوي على أخطاء برمجة EEPROM التي تسبب مشكلات في التوافق. يقوم موردو الطرف الثالث ذوي السمعة الطيبة (وهناك العديد منهم) بإجراء فحص الوارد واختبار كامل-البصريات والتحقق من صحة البرامج الثابتة قبل الشحن.

إن مسألة درجة الحرارة الصناعية مهمة لعمليات نشر محددة. تم تصنيف أجهزة الإرسال والاستقبال SFP+ التجارية- من 0 درجة إلى 70 درجة. تعمل وحدات الدرجة الصناعية- على توسيع هذه الدرجة إلى -40 درجة إلى +85 درجة. يحدد هذا التمييز ما إذا كان تركيب الخزانة الخارجية في فينيكس أو مأوى الاتصالات الخاص بك في فنلندا سيحافظ على استقرار الارتباط خلال الظروف الموسمية المتطرفة.

 

القناة الليفية: حالة استخدام SFP+ الأخرى

 

أحيانًا ينسى مهندسو الشبكات الذين يركزون على Ethernet أن القنوات الليفية أدت إلى اعتماد كبير لـ SFP+ في بيئات التخزين. 8يستخدم كل من GFC و16GFC عامل الشكل SFP+، على الرغم من اختلاف ترميزات البروتوكول.

يتعامل مهندسو SAN الذين يعملون مع محولات Brocade أو Cisco MDS مع مصفوفة توافق مختلفة عن نظرائهم في Ethernet. توجد قوائم أجهزة الإرسال والاستقبال المعتمدة من Brocade-لسبب ما-تختلف حساسية بروتوكول FC لمعدلات الارتعاش وأخطاء البت عن ملف تعريف تسامح Ethernet. ومع ذلك، تعمل وحدات FC SFP+ المؤهلة التابعة لجهات خارجية-بشكل موثوق في معظم عمليات النشر بالمؤسسات. تتطلب عملية التأهيل التحقق الإضافي فقط.

قدمت أجهزة إرسال واستقبال القنوات الليفية 16G ترميز 64b/66b، وهو أكثر كفاءة من نظام 8b/10b الخاص بـ 8GFC. وقد أتاح ذلك مضاعفة الإنتاجية دون مضاعفة معدل الخط-حيث تعمل إشارة 16GFC الفعلية بسرعة 14.025 جيجابت في الثانية. هندسة بروتوكول ذكية تسلط الضوء على مدى تحسين الصناعة فيما يتعلق بقيود عامل الشكل SFP+.

 

 

ماذا يأتي بعد ذلك

 

يجري حاليًا الانتقال إلى 25G (SFP28) وما بعده، ولكنه لم يؤدي إلى إزاحة أجهزة الإرسال والاستقبال SFP+ من قاعدتها المثبتة. تعتبر عمليات نشر Brownfield أكثر أهمية من المجالات الجديدة في شبكات المؤسسات. تستمر دورات استهلاك المعدات من 5 إلى 7 سنوات. ستستمر الشبكات المبنية حول البنية التحتية 10G في 2018-2020 في العمل بوحدات SFP+ حتى أواخر عشرينيات القرن الحالي.

وفي الوقت نفسه، يستمر SFP+ في التطور. تصل تحسينات كفاءة الطاقة، وتقييمات درجات الحرارة الموسعة، وقدرات DOM المحسنة مع كل عملية إنشاء مكون. عامل الشكل لن يذهب إلى أي مكان قريبًا.

بالنسبة لمهندسي الشبكات وفرق المشتريات التي تقوم بتقييم خيارات أجهزة الإرسال والاستقبال 10G اليوم، تظل الأساسيات متسقة: مطابقة متطلبات التطبيق (المسافة ونوع الألياف ونطاق درجة الحرارة) مع متغير الوحدة المناسب، والتحقق من التوافق مع النظام الأساسي للمحول أو جهاز التوجيه الخاص بك، واختيار البائعين بناءً على سجل تتبع الجودة بدلاً من الفوز بسياسات الشراء الأقل-}السعر-.

قامت أجهزة الإرسال والاستقبال SFP+ ببناء بنية تحتية عالمية للاتصالات. وما زالوا يبنونها.

---

مواصفات الصناعة المشار إليها: IEEE 802.3ae، SFF-8431، SFF-8432، SFF-8472، ITU-T G.652. يختلف توافق المنتج حسب البائع وإصدار البرنامج الثابت.