Общие стандарты интерфейсов и скорости оптических портовых коммутаторов

Ядро оптического порта переключательИнтерфейс заключается в оптических модулях, а порты на панели коммутатора (например, слоты SFP/SFP+/QSFP28) предназначены для размещения этих модулей. Таким образом, стандарт интерфейса определяется типом используемого оптического модуля и средой передачи (тип оптоволокна).

Ниже приведены распространенные стандарты и типы интерфейсов, расположенные в порядке возрастания скорости передачи данных:

1. Гигабитный Ethernet (1G / 1000M)

Это наиболее распространенный тип базового оптического порта.

• Тип интерфейса/слота: SFP (Small Form-factor Pluggable), широко известный как "маленький порт" или "гигабитный оптический порт".
• Общие стандарты оптических модулей:
  • 1000BASE-SX: Используется многомодовое оптоволокно (MMF), типичное расстояние передачи 550 метров (при использовании оптоволокна OM2).
  • 1000BASE-LX: Совместимость с многомодовым (передача на 550 метров) и одномодовым (SMF, передача до 10 км) оптоволокном.
  • 1000BASE-ZX: Используется одномодовое оптоволокно, расстояние передачи 70-80 км.
• Используемый тип оптоволокна: Многомодовое оптоволокно (OM1/OM2/OM3/OM4) или одномодовое оптоволокно (OS2).
• Интерфейсный разъем: Обычно дуплекс LC; в некоторых старых устройствах используется дуплекс SC.

2. 10-гигабитный Ethernet (10G)

В настоящее время это основной тариф для ядра центров обработки данных и корпоративных сетей.

• Тип интерфейса/слота: SFP+ (Enhanced Small Form-factor Pluggable). Слоты SFP+ обратно совместимы с оптическими модулями SFP (но скорость передачи данных снижается до 1 Гбит/с).
• Общие стандарты оптических модулей:
  • 10GBASE-SR: Используется многомодовое оптоволокно (OM3/OM4), расстояние передачи данных составляет 300 метров (OM3) и 400 метров (OM4) соответственно.
  • 10GBASE-LR: используется одномодовое оптоволокно, расстояние передачи до 10 км.
  • 10GBASE-ER: используется одномодовое оптоволокно, расстояние передачи до 40 км.
  • 10GBASE-ZR: Используется одномодовое оптоволокно, расстояние передачи до 80 км.
  • 10GBASE-T: Это стандарт электрических портов (с использованием сетевых кабелей), но некоторые коммутаторы также предлагают модули 10G-T в формате SFP+ для подключения по медному кабелю на короткие расстояния.
• Используемый тип оптоволокна: Многомодовое оптоволокно (OM3/OM4/OM5) или одномодовое оптоволокно.
• Интерфейсный разъем: LC дуплекс.

3. 25-гигабитный Ethernet (25G) и 40-гигабитный Ethernet (40G)

В основном они используются для высокоскоростного доступа к серверам и соединения коммутаторов.

• Тип интерфейса/слота:
  • 25G: SFP28. Имеет тот же форм-фактор, что и SFP/SFP+, но поддерживает скорость передачи данных 25 Гбит/с.
  • 40 Гбит/с: QSFP+ (Quad Small Form-factor Pluggable). Один интерфейс QSFP+ объединяет 4 канала 10 Гбит/с.
• Общие стандарты оптических модулей:
  • 25GBASE-SR: Используется многомодовое оптоволокно, расстояние передачи составляет около 70 метров (OM3) / 100 метров (OM4).
  • 25GBASE-LR: используется одномодовое оптоволокно, расстояние передачи до 10 км.
  • 40GBASE-SR4: Используется многомодовое оптоволокно с интерфейсом MPO/MTP, обеспечивающее передачу данных по 4-жильному параллельному каналу, с максимальным расстоянием 150 метров (OM4).
  • 40GBASE-LR4: используется одномодовое волокно с интерфейсом LC, передающее 4 длины волны по одному волокну с помощью технологии WDM (Wavelength Division Multiplexing), с расстоянием передачи до 10 км.
• Используемый тип оптоволокна: Многомодовое оптоволокно (OM3/OM4/OM5) или одномодовое оптоволокно.
• Интерфейсный разъем: LC дуплекс (для стандартов LR) или MPO/MTP (12- или 24-жильный, для параллельной передачи SR4).

4. 100-гигабитный Ethernet (100G) и более высокие скорости

Они используются в ядрах центров обработки данных, магистральных сетях и высокоскоростных межсетевых соединениях.

• Тип интерфейса/слота:
  • 100 ГБИТ/С: QSFP28. Он имеет тот же форм-фактор, что и QSFP+, но поддерживает 25 Гбит/с на канал, всего 4 канала (100 Гбит/с).
  • 200 ГБИТ/С: QSFP56.
  • 400 Гбит/с: QSFP-DD (Double Density) или OSFP (Octal Small Form-factor Pluggable). В настоящее время QSFP-DD является основным направлением.
• Общие стандарты оптических модулей (на примере 100 Гбит/с):
  • 100GBASE-SR4: Используется многомодовое оптоволокно с интерфейсом MPO/MTP, обеспечивающее передачу 4x25G параллельно, с расстоянием передачи около 70 метров (OM4) / 100 метров (OM5).
  • 100GBASE-LR4: используется одномодовое волокно с интерфейсом LC, передающее 4 длины волны (25 Гбит/с на длину волны) по одному волокну с помощью технологии WDM, расстояние передачи до 10 км.
  • 100GBASE-ER4: аналогичен LR4, но расстояние передачи данных достигает 40 км.
  • 100GBASE-DR: Используется одномодовое оптоволокно и интерфейс LC, с одноканальной модуляцией PAM4 на 100 Гбит/с, обеспечивающей передачу данных на расстояние до 500 метров. Это новое недорогое решение для передачи данных на короткие расстояния.
• Используемый тип оптоволокна: Многомодовое волокно (OM4/OM5) или одномодовое волокно. Одномодовое волокно широко используется для скоростей 400 Гбит/с и выше.
• Интерфейсный разъем: MPO/MTP (для параллельной передачи SR) или дуплексный LC (для передачи LR/WDM). В эпоху 400 Гбит/с появились новые разъемы, такие как CS и SN.

Сводная таблица

Соображения по выбору

1. Совместимость: Убедитесь, что оптический модуль совместим с маркой коммутатора. Хотя большинство коммутаторов поддерживают совместимые оптические модули сторонних производителей, некоторые марки (например, Cisco) могут блокировать оригинальные модули с помощью шифрования.
2. Согласование типов волоконной оптики: Одномодовое оптоволокно (SMF/OS2) используется для передачи данных на большие расстояния; многомодовое оптоволокно (MMF/OM3/OM4/OM5) подходит для коротких расстояний и недорогих сценариев. Их нельзя смешивать, иначе возможен сбой связи или повреждение устройства.
3. Расстояние передачи: Выбранный стандарт оптического модуля должен соответствовать фактическим требованиям к расстоянию передачи, с некоторым запасом.
4. Длина волны: В разных стандартах используются различные длины волн (например, 850 нм, 1310 нм, 1550 нм), которые должны соответствовать типу оптоволокна и расстоянию передачи.
5. Технология двунаправленной передачи: Например, двунаправленные (BiDi) оптические модули используют одно волокно для приема/передачи сигнала на разных длинах волн, что позволяет экономить ресурсы волокна.

Надеемся, что этот подробный обзор поможет вам полностью разобраться в стандартах интерфейсов и скоростях оптических портовых коммутаторов.