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.
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.
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:
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 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.
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.
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.
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.
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.