Padrões de interface e taxas comuns de switches de porta óptica

O núcleo de uma porta óptica interruptorA interface do switch está em seus módulos ópticos, enquanto as portas no painel do switch (como os slots SFP/SFP+/QSFP28) são projetadas para acomodar esses módulos. Portanto, o padrão de interface é determinado conjuntamente pelo tipo de módulo óptico usado e pelo meio de transmissão (tipo de fibra óptica).

Abaixo estão os padrões e tipos de interface comuns, organizados em ordem crescente de taxa de dados:

1. Gigabit Ethernet (1G / 1000M)

Esse é o tipo de porta óptica básica mais comum.

• Tipo de interface/slot: SFP (Small Form-factor Pluggable), comumente conhecido como "porta pequena" ou "porta óptica gigabit".
• Padrões comuns de módulos ópticos:
  • 1000BASE-SX: usa fibra multimodo (MMF), com uma distância de transmissão típica de 550 metros (ao usar fibra OM2).
  • 1000BASE-LX: Compatível com fibra multimodo (transmissão de 550 metros) e fibra monomodo (SMF, transmissão de até 10 km).
  • 1000BASE-ZX: usa fibra monomodo, com uma distância de transmissão de 70-80 km.
• Tipo de fibra óptica utilizada: Fibra multimodo (OM1/OM2/OM3/OM4) ou fibra monomodo (OS2).
• Conector de interface: Geralmente LC duplex; alguns dispositivos mais antigos usam SC duplex.

2. Ethernet de 10 Gigabits (10G)

Atualmente, é a principal taxa para o núcleo de data centers e redes corporativas.

• Tipo de interface/slot: SFP+ (Enhanced Small Form-factor Pluggable). Os slots SFP+ são compatíveis com os módulos ópticos SFP (mas a taxa de dados cairá para 1G).
• Padrões comuns de módulos ópticos:
  • 10GBASE-SR: utiliza fibra multimodo (OM3/OM4), com distâncias de transmissão de 300 metros (OM3) e 400 metros (OM4), respectivamente.
  • 10GBASE-LR: usa fibra monomodo, com uma distância de transmissão de até 10 km.
  • 10GBASE-ER: usa fibra monomodo, com uma distância de transmissão de até 40 km.
  • 10GBASE-ZR: Usa fibra monomodo, com uma distância de transmissão de até 80 km.
  • 10GBASE-T: Esse é um padrão de porta elétrica (usando cabos de rede), mas alguns switches também oferecem módulos 10G-T no formato SFP+ para conexões de cabos de cobre de curta distância.
• Tipo de fibra óptica utilizada: Fibra multimodo (OM3/OM4/OM5) ou fibra monomodo.
• Conector de interface: LC duplex.

3. Ethernet de 25 Gigabits (25G) e Ethernet de 40 Gigabits (40G)

Eles são usados principalmente para acesso a servidores de alta velocidade e interconexão de switches.

• Tipo de interface/slot:
  • 25G: SFP28. Tem o mesmo fator de forma que o SFP/SFP+, mas suporta uma taxa de dados de 25 Gbps.
  • 40G: QSFP+ (Quad Small Form-factor Pluggable). Uma única interface QSFP+ integra internamente 4 canais de 10G.
• Padrões comuns de módulos ópticos:
  • 25GBASE-SR: usa fibra multimodo, com uma distância de transmissão de aproximadamente 70 metros (OM3) / 100 metros (OM4).
  • 25GBASE-LR: usa fibra monomodo, com uma distância de transmissão de até 10 km.
  • 40GBASE-SR4: usa fibra multimodo com uma interface MPO/MTP, alcançando a transmissão por meio de transmissão paralela de 4 núcleos, com uma distância máxima de 150 metros (OM4).
  • 40GBASE-LR4: usa fibra monomodo com uma interface LC, transmitindo 4 comprimentos de onda em uma única fibra por meio da tecnologia WDM (Wavelength Division Multiplexing), com uma distância de transmissão de até 10 km.
• Tipo de fibra óptica utilizada: Fibra multimodo (OM3/OM4/OM5) ou fibra monomodo.
• Conector de interface: LC duplex (para padrões LR) ou MPO/MTP (12 ou 24 núcleos, para transmissão paralela SR4).

4. Ethernet de 100 Gigabits (100G) e taxas mais altas

Eles são usados para núcleos de data center, redes de backbone e interconexões de alta velocidade.

• Tipo de interface/slot:
  • 100G: QSFP28. Ele tem o mesmo fator de forma que o QSFP+, mas suporta 25G por canal, com um total de 4 canais (100G).
  • 200G: QSFP56.
  • 400G: QSFP-DD (densidade dupla) ou OSFP (Octal Small Form-factor Pluggable). Atualmente, o QSFP-DD é o principal.
• Padrões comuns de módulos ópticos (tomando 100G como exemplo):
  • 100GBASE-SR4: utiliza fibra multimodo com uma interface MPO/MTP, alcançando uma transmissão paralela de 4x25G, com uma distância de transmissão de aproximadamente 70 metros (OM4) / 100 metros (OM5).
  • 100GBASE-LR4: usa fibra monomodo com uma interface LC, transmitindo 4 comprimentos de onda (25G por comprimento de onda) em uma única fibra por meio da tecnologia WDM, com uma distância de transmissão de até 10 km.
  • 100GBASE-ER4: semelhante ao LR4, mas com uma distância de transmissão de até 40 km.
  • 100GBASE-DR: usa fibra monomodo e uma interface LC, com modulação PAM4 de canal único 100G, alcançando uma distância de transmissão de até 500 metros. É uma solução emergente de curta distância e de baixo custo.
• Tipo de fibra óptica utilizada: Fibra multimodo (OM4/OM5) ou fibra monomodo. A fibra monomodo é amplamente usada para taxas de 400G e acima.
• Conector de interface: MPO/MTP (para transmissão paralela SR) ou LC duplex (para transmissão LR/WDM). Novos conectores, como CS e SN, surgiram na era 400G.

Tabela de resumo

Considerações sobre a seleção

1. Compatibilidade: Certifique-se de que o módulo óptico seja compatível com a marca do switch. Embora a maioria dos switches suporte módulos ópticos compatíveis de terceiros, algumas marcas (por exemplo, Cisco) podem bloquear os módulos originais por meio de criptografia.
2. Correspondência de tipo de fibra óptica: A fibra monomodo (SMF/OS2) é usada para transmissão de longa distância; a fibra multimodo (MMF/OM3/OM4/OM5) é adequada para cenários de curta distância e baixo custo. As duas não podem ser misturadas, caso contrário, poderá ocorrer falha de comunicação ou danos ao dispositivo.
3. Distância de transmissão: O padrão do módulo óptico selecionado deve atender aos requisitos reais de distância de transmissão, com uma certa margem reservada.
4. Comprimento de onda: Padrões diferentes usam comprimentos de onda diferentes (por exemplo, 850nm, 1310nm, 1550nm), que precisam corresponder ao tipo de fibra óptica e à distância de transmissão.
5. Tecnologia de transmissão bidirecional: Por exemplo, os módulos ópticos bidirecionais (BiDi) usam uma única fibra para receber/transmitir através de diferentes comprimentos de onda, economizando recursos de fibra.

Espera-se que esta visão geral detalhada o ajude a entender completamente os padrões de interface e as taxas dos switches de porta óptica.