Formato pequeño enchufable

Small Form-factor Pluggable ( SFP ) es un formato de módulo de interfaz de red compacto y conectable en caliente que se utiliza tanto para aplicaciones de telecomunicaciones como de comunicaciones de datos . Una interfaz SFP en el hardware de red es una ranura modular para un transceptor específico del medio , como un cable de fibra óptica o un cable de cobre. ^[1] La ventaja de utilizar SFP en comparación con las interfaces fijas (por ejemplo, conectores modulares en conmutadores Ethernet ) es que los puertos individuales se pueden equipar con diferentes tipos de transceptores según sea necesario, y la mayoría incluyen terminales de línea óptica , tarjetas de red , conmutadores y enrutadores .

El factor de forma y la interfaz eléctrica se especifican mediante un acuerdo de múltiples fuentes (MSA) bajo los auspicios del Comité de Factor de Forma Pequeño . ^[2] El SFP reemplazó al convertidor de interfaz gigabit (GBIC) más grande en la mayoría de las aplicaciones, y algunos proveedores lo han denominado Mini-GBIC . ^[3]

Existen transceptores SFP que admiten redes ópticas síncronas (SONET), Gigabit Ethernet , Fibre Channel , PON y otros estándares de comunicaciones. En su introducción, las velocidades típicas eran 1 Gbit/s para los SFP Ethernet y hasta 4 Gbit/s para los módulos SFP Fibre Channel. ^[4] En 2006, la especificación SFP+ llevó las velocidades hasta 10 Gbit/s y la iteración posterior SFP28 , introducida en 2014, ^[5] está diseñada para velocidades de 25 Gbit/s. ^[6]

Un hermano un poco más grande es el Quad Small Form-factor Pluggable ( QSFP ) de cuatro carriles . Los carriles adicionales permiten velocidades 4 veces superiores a las de su SFP correspondiente. En 2014, se publicó la variante QSFP28 que permite velocidades de hasta 100 Gbit/s. ^[7] En 2019, se estandarizó el QSFP56, estrechamente relacionado, ^[8] duplicando las velocidades máximas a 200 Gbit/s con productos que ya se venden de los principales proveedores. ^[9] Hay adaptadores económicos que permiten colocar transceptores SFP en un puerto QSFP.

Se han publicado tanto una especificación SFP-DD [ ^10] , que permite 100 Gbit/s en dos carriles, como una especificación QSFP-DD ^{[11] , que permite 400 Gbit/s en ocho carriles. [12]} Estas utilizan un factor de forma que es directamente compatible con sus respectivos predecesores. ^[13]

Un hermano aún más grande, el OSFP (Octal Small Format Pluggable) tiene productos que se lanzarán en 2022 ^[14] capaces de enlaces de 800 Gbit/s entre equipos de red. Es una versión ligeramente más grande que el factor de forma QSFP, lo que permite salidas de potencia más grandes. El estándar OSFP se anunció inicialmente en 2016 ^[15] y la versión 4.0 se lanzó en 2021, lo que permite 800 Gbit/s a través de líneas de datos eléctricos de 8×100 Gbit/s. ^[16] Sus defensores dicen que un adaptador de bajo costo permitirá la compatibilidad con versiones anteriores de los módulos QSFP. ^[17]

Los transceptores SFP están disponibles con una variedad de especificaciones de transmisor y receptor, lo que permite a los usuarios seleccionar el transceptor apropiado para cada enlace para proporcionar el alcance óptico o eléctrico requerido sobre el tipo de medio disponible (por ejemplo, cables de cobre de par trenzado o twinaxiales , cables de fibra multimodo o monomodo ). Los transceptores también se designan por su velocidad de transmisión. Los módulos SFP están comúnmente disponibles en varias categorías diferentes.

Tenga en cuenta que los QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP56 están diseñados para ser compatibles eléctricamente con versiones anteriores de SFP/SFP+/SFP28 o SFP56 respectivamente. Mediante un adaptador simple o un cable de conexión directa especial, es posible conectar esas interfaces entre sí utilizando solo un carril en lugar de los cuatro que ofrece el factor de forma QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP56. Lo mismo se aplica al factor de forma QSFP-DD con 8 carriles que puede funcionar con una versión reducida a 4/2/1 carriles.

• Fibra multimodo, conector LC , con codificación de color negro o beige
  • SX  – 850 nm, para un máximo de 550 m
• Fibra multimodo, conector LC , con codificación de color azul
  • FX  – 1300 nm, para una distancia de hasta 5 km.
  • LFX (nombre depende del fabricante): 1310 nm, para una distancia de hasta 5 km.
• Fibra monomodo, conector LC, con codificación de color azul
  • LX  – 1310 nm, para distancias de hasta 10 km
  • EX  – 1310 nm, para distancias de hasta 40 km
• Fibra monomodo, conector LC, con codificación de color verde
  • ZX  – 1550 nm, para distancias de hasta 80 km (dependiendo de la pérdida de trayectoria de la fibra)
  • EZX  – 1550 nm, para distancias de hasta 160 km (dependiendo de la pérdida de trayectoria de la fibra)
• Fibra monomodo, conector LC, bidireccional, con codificación de colores azul y amarillo
  • BX (oficialmente BX10 ): transceptores SFP bidireccionales de fibra única de 100 Mbit y 1550 nm/1310 nm, emparejados como BX-U ( azul ) y BX-D ( amarillo ) para enlace ascendente y descendente respectivamente, también para distancias de hasta 10 km. También se fabrican variaciones de SFP bidireccionales con versiones de mayor potencia de transmisión con capacidades de longitud de enlace de hasta 40 km.
• Cableado de par trenzado de cobre, conector 8P8C (RJ-45)
  • 100BASE-TX  – para distancias de hasta 100m.

• Fibra multimodo de 1 a 1,25 Gbit/s, conector LC , con palanca de extracción negra o beige ^[2]
  • SX  – 850 nm, para un máximo de 550 m a 1,25 Gbit/s (Ethernet gigabit). Otras aplicaciones SFP multimodo admiten velocidades incluso más altas a distancias más cortas. ^[20]
• Fibra multimodo de 1 a 1,25 Gbit/s, conector LC , colores de palanca de extracción no estandarizados
  • SX+/MX/LSX/LX (el nombre depende del fabricante): 1310 nm, para una distancia de hasta 2 km. ^[21] No es compatible con SX ni 100BASE-FX. Se basa en LX, pero está diseñado para funcionar con una fibra multimodo mediante un cable de conexión multimodo estándar en lugar de un cable de acondicionamiento de modo que se utiliza comúnmente para adaptar LX a multimodo.
• Fibra monomodo de 1 a 2,5 Gbit/s, conector LC, con palanca de extracción azul ^[2]
  • LX  – 1310 nm, para distancias de hasta 10 km (originalmente, LX solo cubría 5 km y luego le siguió LX10 para 10 km)
  • EX  – 1310 nm, para distancias de hasta 40 km
  • ZX  – 1550 nm, para distancias de hasta 80 km (dependiendo de la pérdida de trayectoria de la fibra), con palanca de extracción verde (ver GLC-ZX-SM1)
  • EZX  – 1550 nm, para distancias de hasta 160 km (dependiendo de la pérdida de trayectoria de la fibra)
  • BX (oficialmente BX10 ): transceptores SFP Gigabit bidireccionales de fibra única de 1490 nm/1310 nm, emparejados como BX-U y BX-D para enlace ascendente y descendente respectivamente, también para distancias de hasta 10 km. ^{[22] [23]} También se fabrican variaciones de SFP bidireccionales que utilizan 1550 nm en una dirección y versiones de mayor potencia de transmisión con capacidades de longitud de enlace de hasta 80 km.
  • 1550 nm 40 km ( XD ), 80 km ( ZX ), 120 km ( EX o EZX )
  • SFSW  : transceptores de una sola fibra y una sola longitud de onda, para tráfico bidireccional en una sola fibra. Junto con CWDM, estos duplican la densidad de tráfico de los enlaces de fibra. ^{[24] [25]}
  • Los transceptores de multiplexación por división de longitud de onda gruesa (CWDM) y de multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM) en varias longitudes de onda alcanzan distintas distancias máximas. Los transceptores CWDM y DWDM suelen admitir distancias de enlace de 40, 80 y 120 km.
• 1 Gbit/s para cableado de par trenzado de cobre, conector 8P8C (RJ-45)
  • 1000BASE-T  : estos módulos incorporan un importante circuito de interfaz para la recodificación de la subcapa de codificación física ^[26] y se pueden utilizar solo para Gigabit Ethernet debido al código de línea específico. No son compatibles con (o mejor dicho: no tienen equivalentes para) Fibre Channel o SONET. A diferencia de la mayoría de los puertos 1000BASE-T de cobre que no son SFP integrados en la mayoría de los enrutadores y conmutadores, los SFP 1000BASE-T generalmente no pueden funcionar a velocidades 100BASE-TX .
• Cobre y fibra óptica de 100 Mbit/s: algunos proveedores han comercializado SFP limitados de 100 Mbit/s para aplicaciones de fibra hasta el hogar y para reemplazar los circuitos 100BASE-FX heredados . Son relativamente poco comunes y se pueden confundir fácilmente con los SFP de 100 Mbit/s. ^[27]
• Aunque no se menciona en ningún documento de especificación oficial, la velocidad máxima de datos del estándar SFP original es de 5 Gbit/s. ^[28] Esto fue finalmente utilizado tanto por 4GFC Fibre Channel como por DDR Infiniband, especialmente en su forma QSFP de cuatro carriles.
• En los últimos años, ^{[ ¿cuándo? ]} se han creado transceptores SFP que permitirán velocidades Ethernet de 2,5 Gbit/s y 5 Gbit/s con SFP con 2.5GBASE-T ^[29] y 5GBASE-T. ^[30]

El SFP+ ( enhanced small form-factor pluggable ) es una versión mejorada del SFP que admite velocidades de datos de hasta 16  Gbit/s . La especificación SFP+ se publicó por primera vez el 9 de mayo de 2006 y la versión 4.1 se publicó el 6 de julio de 2009. ^[31] SFP+ admite 8 Gbit/s Fibre Channel , 10 Gigabit Ethernet y el estándar de red de transporte óptico OTU2. Es un formato popular en la industria compatible con muchos proveedores de componentes de red. Aunque el estándar SFP+ no incluye mención de 16 Gbit/s Fibre Channel, se puede utilizar a esta velocidad. ^[32] Además de la velocidad de datos, la principal diferencia entre 8 y 16 Gbit/s Fibre Channel es el método de codificación. La codificación 64b/66b utilizada para 16 Gbit/s es un mecanismo de codificación más eficiente que el 8b/10b utilizado para 8 Gbit/s, y permite duplicar la velocidad de datos sin duplicar la velocidad de línea. 16GFC en realidad no utiliza señalización de 16 Gbit/s en ningún lado. Utiliza una velocidad de línea de 14,025 Gbit/s para lograr el doble de rendimiento que 8GFC. ^[33]

SFP+ también introduce la conexión directa para conectar dos puertos SFP+ sin transceptores dedicados. Los cables de conexión directa (DAC) existen en variantes pasivas (hasta 7 m), activas (hasta 15 m) y ópticas activas (AOC, hasta 100 m).

Los módulos SFP+ de 10 Gbit/s tienen exactamente las mismas dimensiones que los SFP normales, lo que permite al fabricante del equipo reutilizar los diseños físicos existentes para conmutadores de 24 y 48 puertos y tarjetas de línea modulares . En comparación con los módulos XENPAK o XFP anteriores , los módulos SFP+ dejan más circuitos para implementar en la placa host en lugar de dentro del módulo. ^[34] Mediante el uso de un adaptador electrónico activo, los módulos SFP+ se pueden utilizar en equipos más antiguos con puertos XENPAK ^[35] y puertos X2 . ^{[36] [37]}

Los módulos SFP+ pueden describirse como de tipo limitador o lineal ; esto describe la funcionalidad de la electrónica incorporada. Los módulos SFP+ limitadores incluyen un amplificador de señal para remodelar la señal recibida (degradada), mientras que los lineales no lo incluyen. Los módulos lineales se utilizan principalmente con estándares de ancho de banda bajo, como 10GBASE-LRM ; de lo contrario, se prefieren los módulos limitadores. ^[38]

SFP28 es una interfaz de 25 Gbit/s que evolucionó a partir de la interfaz Ethernet de 100 Gigabit que normalmente se implementa con 4 líneas de datos de 25 Gbit/s. Con dimensiones mecánicas idénticas a SFP y SFP+, SFP28 implementa una línea de 28 Gbit/s ^[39] que aloja 25 Gbit/s de datos con sobrecarga de codificación. ^[40]

Existen módulos SFP28 que admiten conexiones de fibra monomodo ^[41] o multimodo ^[42] , cable óptico activo ^[43] y cobre de conexión directa. ^{[44] [45]}

El factor de forma pequeño compacto conectable ( cSFP ) es una versión de SFP con el mismo factor de forma mecánico que permite dos canales bidireccionales independientes por puerto. Se utiliza principalmente para aumentar la densidad de puertos y disminuir el uso de fibra por puerto. ^{[46] [47]}

El acuerdo multifuente de doble densidad conectable de factor de forma pequeño ( SFP-DD ) es un estándar publicado en 2019 para duplicar la densidad de puertos. Según el sitio web de SFD-DD MSA: "Los equipos de red basados ​​en SFP-DD admitirán módulos y cables SFP heredados y nuevos productos de doble densidad". ^[48] SFP-DD utiliza dos carriles para transmitir.

Actualmente, se definen las siguientes velocidades:

• SFP112:100 Gbit/s utilizando PAM4 en un solo par (no doble densidad) ^[18]
• SFP-DD:100 Gbit/s usando PAM4 y50 Gbit/s utilizando NRZ ^[18]
• SFP-DD112:200 Gbit/s usando PAM4 ^[18]
• QSFP112:400 Gbit/s (4 ×112 Gbps ) ^[49]
• Datos de la QSFP-DD:400 Gbps /200 Gbit/s (8 ×50 Gbit/s y 8 ×25 Gbps ) ^[50]
• QSFP-DD800 (anteriormente QSFP-DD112):800 Gbit/s (8 ×112 Gbps ) ^[49]
• QSFP-DD1600 (borrador)1,6 Tbit/s ^[51]

Los transceptores conectables de factor de forma pequeño cuádruple ( QSFP ) están disponibles con una variedad de tipos de transmisores y receptores, lo que permite a los usuarios seleccionar el transceptor apropiado para cada enlace para proporcionar el alcance óptico requerido a través de fibra multimodo o monomodo .

4 Gbps

El documento QSFP original especificaba cuatro canales que transportaban Gigabit Ethernet , 4GFC ( FiberChannel ) o DDR InfiniBand . ^[52]

40 Gbit/s (QSFP+)

QSFP+ es una evolución de QSFP para soportar cuatro canales de 10 Gbit/s que transportan 10 Gigabit Ethernet , 10GFC FiberChannel o QDR InfiniBand . ^[53] Los 4 canales también se pueden combinar en un único enlace Ethernet de 40 Gigabit .

50 Gbit/s (QSFP14)

El estándar QSFP14 está diseñado para transportar FDR InfiniBand , SAS-3 ^[54] o 16G Fibre Channel.

100 Gbps (QSFP28)

El estándar QSFP28 ^[7] está diseñado para transportar Ethernet de 100 Gigabit , EDR InfiniBand o Fibre Channel de 32 G. En ocasiones, este tipo de transceptor también se conoce como QSFP100 o QSFP de 100 G ^[55] para simplificar.

200 Gbit/s (QSFP56)

El QSFP56 está diseñado para transportar Ethernet de 200 Gigabit , HDR InfiniBand o Fibre Channel de 64 G. La mayor mejora es que el QSFP56 utiliza modulación de amplitud de pulso de cuatro niveles ( PAM-4 ) en lugar de no retorno a cero (NRZ). Utiliza las mismas especificaciones físicas que el QSFP28 (SFF-8665), con especificaciones eléctricas del SFF-8024 ^[56] y la revisión 2.10a del SFF-8636. ^[8] A veces, este tipo de transceptor se denomina QSFP de 200 G ^[57] para simplificar.

Los fabricantes de conmutadores y enrutadores que implementan puertos QSFP+ en sus productos con frecuencia permiten el uso de un solo puerto QSFP+ como cuatro conexiones independientes de 10 Gigabit Ethernet , lo que aumenta enormemente la densidad de puertos. Por ejemplo, un conmutador QSFP+ 1U típico de 24 puertos podría dar servicio a 96 conexiones de 10 GbE. ^{[58] [59] [60]} También existen cables de distribución para adaptar un solo puerto QSFP28 a cuatro puertos SFP28 de 25 Gigabit Ethernet independientes (QSFP28 a 4×SFP28) ^[61], así como cables para adaptar un solo puerto QSFP56 a cuatro puertos SFP56 de 50 Gigabit Ethernet independientes (QSFP56 a 4×SFP56). ^[62]

Los conectores SFP se encuentran en conmutadores Ethernet , enrutadores, cortafuegos y tarjetas de interfaz de red . Se utilizan en adaptadores de host de canal de fibra y equipos de almacenamiento. Debido a su bajo costo, perfil bajo y capacidad para proporcionar una conexión a diferentes tipos de fibra óptica, SFP proporciona a dichos equipos una mayor flexibilidad.

Los conectores y transceptores SFP también se utilizan para la transmisión de interfaz digital en serie (SDI) a larga distancia . ^[63]

El transceptor SFP no está estandarizado por ningún organismo oficial de normalización, sino que se especifica mediante un acuerdo multifuente (MSA) entre fabricantes que compiten entre sí. El SFP se diseñó a partir de la interfaz GBIC y permite una mayor densidad de puertos (número de transceptores por área determinada) que el GBIC, por lo que también se lo conoce como mini-GBIC.

Sin embargo, como cuestión práctica, algunos fabricantes de equipos de red recurren a prácticas de dependencia del proveedor mediante las cuales rompen deliberadamente la compatibilidad con SFP genéricos al agregar una verificación en el firmware del dispositivo que habilitará solo los módulos propios del proveedor. ^[64] Los fabricantes de SFP de terceros han introducido SFP con EEPROM que pueden programarse para que coincidan con cualquier ID de proveedor. ^[65]

Los transceptores SFP son diestros : desde su perspectiva, transmiten por la derecha y reciben por la izquierda. Si nos fijamos en los conectores ópticos, la transmisión se produce por la izquierda y la recepción por la derecha. ^[68]

El transceptor SFP contiene una placa de circuito impreso con un conector de borde con 20 almohadillas que se acoplan en la parte posterior con el conector eléctrico SFP en el sistema host. El QSFP tiene 38 almohadillas que incluyen 4 pares de datos de transmisión de alta velocidad y 4 pares de datos de recepción de alta velocidad. ^{[52] [53]}

Las dimensiones físicas del transceptor SFP (y sus variantes posteriores más rápidas) son más estrechas que las de sus homólogos QSFP posteriores, lo que permite colocar los transceptores SFP en puertos QSFP mediante un adaptador económico. Ambos son más pequeños que el transceptor XFP .

El SFP MSA define un mapa de memoria de 256 bytes en una EEPROM que describe las capacidades del transceptor, las interfaces estándar, el fabricante y otra información, a la que se puede acceder a través de una interfaz I²C en serie en la dirección de 8 bits 0b1010000X (0xA0). ^[71]

Los transceptores SFP ópticos modernos admiten funciones estándar de monitoreo de diagnóstico digital (DDM). ^[72] Esta característica también se conoce como monitoreo óptico digital (DOM). Esta capacidad permite monitorear los parámetros operativos del SFP en tiempo real. Los parámetros incluyen potencia de salida óptica, potencia de entrada óptica, temperatura, corriente de polarización láser y voltaje de suministro del transceptor. En los equipos de red, esta información generalmente se pone a disposición a través del Protocolo simple de administración de red (SNMP). Una interfaz DDM permite a los usuarios finales mostrar datos de diagnóstico y alarmas para transceptores de fibra óptica y se puede utilizar para diagnosticar por qué un transceptor no está funcionando.

• Cuello de botella en la interconexión
• Comunicación óptica
• Interfaz óptica paralela
• Formato C conectable

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