SFP28 (Small Form-factor Pluggable 28) — третье поколение промышленного стандарта модульных компактных трансиверов SFP, являющееся продолжением концепции 100 Gigabit Ethernet. Трансиверы форм-фактора SFP28 предназначены для передачи данных со скоростью до 28 Гбит/с по протоколам 10GigabitEthernet, 25GigabitEthernet, FiberChannel, CPRI Option 10. Они являются важным этапом развития 100G/200G/400G сетей, а также неотъемлемой частью инфраструктуры мобильных сетей пятого поколения – 5G.
Внешний вид
Визуально модули SFP28 ничем не отличаются от своих предшественников – SFP+. Эта конструктивная схожесть имеет достаточно простое объяснение – трансиверы SFP28 обратно совместимы с портами SFP+, так же как модули SFP+ совместимы с портами SFP.
Такая преемственность позволяет обеспечить не только плавность перехода на новый форм-фактор, но и расширить возможности сетевого оборудования, как старого с SFP+ портами, так и нового с портами SFP28. Взаимная совместимость SFP+ и SFP28 позволяет использовать все возможности обоих поколений трансиверов в зависимости от необходимости.
Виды трансиверов SFP28
В настоящий момент производятся следующие разновидности SFP28 модулей:
SFP28 MSA – это модули произведённые в соответствии со спецификациями SFF-8402. Данный вид трансиверов поддерживает следующие протоколы передачи: 10GigabitEthernet, 25GigabitEthernet, 10GFiberChannel, 16GFiberChannel, CPRI Option 10.
По принципу передачи их можно разделить на несколько групп:
- Двухволоконные SFP28 – данный тип трансиверов позволяет организовывать канал связи по двум оптическим волокнам, до 100 м – по многомодовым, и от 2 км до 80 км – по одномодовым волокнам.
- Одноволоконные SFP28 модули (WDM, BiDi) применяются при построении одноволоконных линий связи на расстояния от 10 км до 40 км.
CWDM SFP28 – оптические модули применяющиеся в системах спектрального уплотнения CWDM, в рамках которой позволяющие организовать многоканальную (до 9 каналов) передачу данных на расстояние до 10 км;
DWDM SFP28 трансиверы используются в многоканальных системах DWDM для организации канала связи с максимальной дальностью передачи до 100 км;
LWDM SFP28 – модули «спутники», зачастую используются совместно с QSFP28 для дезагрегации 100 Гбит/с сигнала на четыре 25 Гбит/с, так же могут использоваться самостоятельно, как в рамках системы уплотнения LWDM, так и в качестве двухволоконных модулей, дальность передачи ограничивается 25 км;
MWDM SFP28 – новый вид как трансиверов, так и системы спектрального уплотнения, частично основанной на технологии CWDM, применяется в построении многоканальной инфраструктуры сетей 5G;
SFP28 DAC кабели – это медные твинаксиальные кабели оконченные разъёмами в виде трансиверов SFP28, так же используются Breakout кабели QSFP28 – 4*SFP28. Оба вида SFP28 DAC кабелей применяется для организации локальных соединений.
SFP28 AOC кабели – это многомодовые OM4/OM5 двухволоконные кабели вклеенные в приёмопередатчик SFP28 модуля и на обоих концах. AOC кабели позволяют организовывать локальное соединение на расстояние до 100 метров, избавляя пользователя от проблем с разъёмами.
Особенности эксплуатации SFP28 модулей
Особенности работы оптических трансиверов SFP28 связаны с их скоростью передачи, так как чем выше скорость, тем большим искажениям подвергается сигнал по мере прохождения линии.
Основной проблемой при передаче каналов связи 25 Гбит/с по одномодовому волокну является хроматическая дисперсия, в связи с этим большая часть оптических модулей SFP28 (двухволоконные, WDM, LWDM, MWDM) ведут передачу на длинах волн из второго окна прозрачности – 1310 нм (О-диапазон), где величина дисперсии близка к нулю.
Передача на длинах волн из О-диапазона в свою очередь накладывает ограничения на дальность передачи из-за больших вносимых затуханий. Данное ограничение можно обойти увеличением оптического бюджета модуля, c помощью увеличения оптической мощности лазера (Tx) или увеличении чувствительности приёмника (Rx), но это приводит к значительному удорожанию трансивера.
Оставшиеся типы SFP28 модулей, ведущие передачу на длинах волн, выходящих из О-диапазона ограничены по дальности из-за малого значения допустимой дисперсии (Dispersion Tolerance), как например CWDM SFP28, обладающие максимальной дальностью передачи в 10 км.
DWDM SFP28 трансиверы для работы на расстояние более 10 км требуют использования перестраиваемого компенсатора дисперсии (adjustable DCM), который значительно повышает итоговую стоимость системы передачи.
Сферы применения SFP28
К основным сферам применения SFP28 трансиверов можно отнести Ethernet сети, опорную инфраструктуру мобильных сетей 5G и сетей хранения данных (SAN). Давайте поговорим о каждом из сегментов подробнее.
SFP28 в Ethernet сетях
Протокол передачи 25G Ethernet на данный момент является единственно возможным компромиссом для построения сетей передачи данных 100G/200G/400G. Как известно канал 100 Гбит/с состоит из четырёх линий со скоростью передачи 25 Гбит/с и простой модуляцией NRZ. С учётом этого и обратной совместимостью с SFP+, трансиверы становятся ультимативным решением для связи высокоскоростного ядра сети построенного на основе 100G с уровнем доступа 10G и ниже.
Высокая производительность (больше в 2,5 раза по сравнению с SFP+) и простота работы, позволит прочно занять уровень агрегации форм-фактору SFP28 уже в ближайшее время.
SFP28 в мобильных сетях 5G
Ключевыми преимуществами сетей пятого поколения являются: высокая пропускная способность, низкая задержка сигнала и большая надёжность. С технической точки зрения 5G использует гораздо более высокие полосы радиочастот, которые требуют приближения удаленного радиоблока (RRU) к конечным пользователям, как следствие значительно более плотного распределения RRU, значит более скоростной и разветвленной инфраструктуры.
Технология 5G устанавливает жёсткие требования к скорости передачи для подключения базовой станции, которая составляют 24,33 Гбит/с (CPRI Option 10), и в этом сегменте невозможно обойтись без трансиверов SFP28, обладающих именно такой скоростью передачи. Оптические приемопередатчики SFP28 станут фундаментом для построения backbone сети для 5G.
SFP28 в SAN сетях
За последнее время наблюдается экспоненциальный рост неструктурированных данных, и повышение требований к каналам передачи этих данных. Протокол Fibre Channel (FC) позволяет обеспечить быстрое, надежное соединениям с малой задержкой между серверами или NAS.
Трансиверы форм-фактора SFP28 позволяют организовывать каналы связи по протоколам 8G/10G/16G/32G FiberChannel, при этом передача первых трех может осуществляться в рамках обратной совместимостью с SFP+, с возможной необходимостью сменить внутреннюю микропрограмму трансивера. Протокол 32G FiberChannel требует скорость передачи 28 Гбит/с, которую не способны дать обычные SFP28 25G Ethernet (25,78 Гбит/с) из-за этого была произведена модификация SFP28 32G со скоростью передачи 28,05 Гбит/с. По факту модуль SFP28 32G можно назвать мультискоростным (multirate) и мультипротокольным (multiprotocol) трансивером, так как он поддерживает передачу 8G/10G/16G/32G FiberChannel, 10G/25G Ethernet, CPRI Option 10, OTN ONU4.