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SFP ODER SFP+?

Wie wir wissen, werden faseroptische Transceiver, die wir üblicherweise als SFP (Small Form Factor Pluggable) oder SFP+ bezeichnen, sowohl für Telekommunikations- als auch für Kommunikationsanwendungen umfassend eingesetzt. Sie sind klein und mit einer Vielzahl von Sender- und Empfängertypen erhältlich, so dass der Benutzer für jede Verbindung den geeigneten Sender-Empfänger auswählen kann, um die erforderliche optische Reichweite über die Multimode-Faser oder Singlemode-Faser zu erreichen. Aufgrund seiner Bedeutung und Anforderung im Netzwerk ist es in der Tat ein Problem, dass sich die Kosten für Transceiver-Module mit der Zeit für die Anwender immer mehr summieren. Heute sprechen wir also über ein altes Thema bezüglich der Glasfaser-Transceiver-Module, nämlich - sollte jemand kompatibles SFP oder SFP+ verwenden?
Bevor wir auf dieses Thema eingehen, lassen Sie uns zunächst den SFP und SFP+ vorstellen. SFP wird am häufigsten für Fast Ethernet von Gigabit Ethernet-Anwendungen verwendet. Sie unterstützen effizient Datenraten bis zu 4,25 Gbps. Es wird normalerweise auf einem Switch, Router, Medienkonverter oder anderen ähnlichen Geräten an einem Glasfaser- oder Kupferkabel installiert. SFP wird durch die SFP Transceiver Multi-Source Agreement (MSA) spezifiziert.

SFP+ ist eine verbesserte Version des SFP, die Datenraten bis zu 10 Gbps unterstützt. Um mit den früheren XENPAK- oder XFP-Modulen gleichzusetzen, ist das SFP+ Modul intelligenter und besser geeignet, da mehr Schaltungen auf der Hostplatine statt außerhalb des Moduls implementiert werden müssen.

Mit all dem Vorteil, der früher über SFP und SFP+ diskutiert wurde, sind SFP und SFP+ heute ein unverzichtbares Produkt in der Netzwerklösung. Aber wenn Sie Benutzer von Juniper, HP, Cisco, Huawei oder anderen großen Marken von SFP und SFP+ sind, werden Sie feststellen, dass der hohe Preis ihres Produkts Sie zweimal überlegen lässt, außer Sie sind eine sehr große Einheit oder ein Unternehmen. Aus diesem Grund sind kompatible SFP und SFP+ auf den Markt gekommen.
Kompatible SFP und SFP+ enthalten die gleiche Produktionstechnologie wie die Originalmarken, sie sind die gleiche Hardware. Der einzige Unterschied kann der Preis sein. Auf dem Markt sind kompatible SFP und SFP+ mindestens die Hälfte des Rabatts des ursprünglichen. Mit anderen Worten, Sie können mindestens die Hälfte Ihrer Kosten pro SFP oder SFP+ einsparen. Das wird für lange Zeit ein riesiges Geschäft sein. Wenn jemand immer noch fragt: "Soll ich kompatiblen SFP oder SFP+ verwenden", lautet die Antwort definitiv ja.

Man sollte sich immer für einen kompatiblen SFP und SFP+ entscheiden, da sie die gleiche Leistung liefern, die auch in fast der Hälfte des Preises für den ursprünglichen. Da diese SFP und SFP+ MSA-konform sind, erlischt die Garantie des Hostgeräts nicht.

Wird QSFP28 ein besserer Weg zu 100G sein?

Der Kampf, über 100G Modulmarkt, wurde mit der Entwicklung des 100BASE QSFP Moduls aufgewertet - ein optischer Transceiver, der 100G mit dem Übertragungsmodus von 4 x 25G warten kann. Vor seinem Eintritt wird der Weg zur Verschiebung auf 100G als 10G bis 40G bis 100G betrachtet. Die neue 100G-Roadmap mit der Ankunft von QSFP28 ist jedoch 10G bis 25G bis 100G oder 10G bis 25G bis 50G bis 100G. Zu diesem Zeitpunkt haben einige Rechenzentren diese neue Roadmap für die 100G-Migration bereits umgesetzt. Viele Fragen kommen uns in den Sinn. Was ist der Grund für das Auftreten von 100G QSFP28? Kann 100G QSFP28 unsere Rechenzentren verändern? Wird diese neue Straße die alte ersetzen? Dieser Beitrag wird Antworten auf diese Fragen vorschlagen.

Was kann QSFP28 bieten?
Kosten und Leistung sind immer der wichtigste Faktor, der in Rechenzentren zu berücksichtigen ist, die auch die großen Treiber für den Markt der optischen Kommunikation sind. Da die Entwicklung von 100G-Modulen in den letzten Jahren in Erinnerung gerufen wurde, gibt es immer wieder Unterschiede, von der GFP über die CFP2 bis zur CFP4. Mehrere 100G-Normen werden ebenfalls entsprechend veröffentlicht. Alle diese Varianten sind eng mit den Aspekten wie Strom und Kosten verbunden, über die Rechenzentren nachdenken müssen. Daher wird der Grund, warum 100G QSFP28 erscheint, teilweise erläutert.

  • Höhere Portdichte: Die erste Generation des 100G-Transceivers ist die CFP, die sehr groß ist. Dann reduziert sich die Größe von CFP2 und CFP4, der nächsten Generation von 100G-Modulen, stark. Die CFP4 ist vierteljährlich so breit wie die CFP. Mit der gleichen Grundfläche und Frontplattendichte wie QSFP+. QSFP28 hingegen ist noch kleiner als CFP4. Eine höhere Portdichte ist ein wichtiger Vorteil des QSFP28. Bis zu 36 QSFP28 können an einem 1HE-Schalter auf der Frontplatte montiert werden.

  • Geringer Stromverbrauch: In Verbindung mit 100G-Transceivern benötigt der QSFP28 die niedrigste Leistung für die Übertragung, die weniger als 3,5 W betragen kann. Bei anderen 100G-Transceivern hingegen variiert die Leistungsaufnahme zwischen 6 W und 24 W.

  • Geringere Kosten: Mit höherer Portdichte und geringerem Stromverbrauch kann der QSFP28 mehr sparen. Darüber hinaus erhöht der QSFP28, der mit vier Spuren implementiert ist, die Übertragungskapazität jeder Spur von 10G auf 25G, was die Kosten für jedes Bit effektiv senken kann.

Wie könnte QSFP28 Rechenzentren verändern?
Der Weg zu 100G mit QSFP kann den 40G eliminieren und 100G direkt von 25G erreichen. Wie bereits erwähnt, verwendet QSFP28 vierspurig zur Signalübertragung, was dem 100G Ethernet-Standard entspricht. Der 100G Uplink wird von nur vier 25G Links konvergiert. Darüber hinaus verfügt das 25G-Netzwerk über die gleiche Verkabelungsanordnung wie das 100G-Netzwerk. Allerdings ist die Kapazität des Netzwerks weitaus größer. Daher kann die 100G Roadmap von 10G bis 25G bis 100G vor allem die Verkabelung in Rechenzentren vereinfachen und die Dichte und die Kosten effektiv senken. Die folgende Tabelle listet die zugehörigen QSFP28-Module und die empfohlenen Anwendungen auf.

QSFP28 Series Product

Cabling

Suggested Applications

100GBASE-SR4 QSFP28 Transceiver

MMF, MTP/MPO

100G to 100G, up to 100 m

100GBASE-LR4 QSFP28 Transceiver

SMF, LC Duplex

100G to 100G, up to 10 km

100GBASE-PSM4 QSFP28 Transceiver

SMF, MTP/MPO

100G to 100G, up to 500 m

100GBASE-CWDM4 QSFP28 Transceiver

SMF, LC Duplex

100G to 100G, up to 2 km

100G QSFP28 to QSFP28 DAC

100G to 100G, up to 5 m

100G QSFP28 to 4x25G SFP28 DAC

100G to 25G, up to 5 m

Wird QSFP28 andere Module ersetzen?
Niemand wird sagen, wie die Zukunft aussehen wird. Auch wenn QSPF28 mehrere Vorteile hat, bietet sein Aussehen nur eine Alternative zur 100G-Migration. Die Upgrade-Straße ist nicht mehr auf 10G-40G-100G beschränkt. Für Rechenzentren und Serverräume ist das, was für sie geeignet ist, das Beste. Der Kunde kann den Weg entsprechend seiner Anwendung auswählen.

 

Anwendungen auf 1000BASE-X

Die Transceiver, die bei 1550 nm und 1310 nm Wellenlängen arbeiten, um das Beste aus der aktuell installierten Glasfaserkabelung herauszuholen und eine kostengünstige Technik zur Verbesserung der bestehenden IT-Infrastruktur anzubieten. Die kompatiblen 1000BASE-X SFPs sind Cisco-kompatible SFP-Fiber-Transceiver, die in 1000BASE-Netzwerken eingesetzt werden. Sie sind kompatibel mit SFP Multi-Source Agreement (MSA). Die 1000BASE-X SFPs sind leistungsstarke, kostengünstige Module, die Datenraten von 1 Gbit/s und Übertragungsdistanzen von 1 Km bis 120 Km unter Verwendung von Singlemode-Fasern unterstützen, je nach Typ des verwendeten 100BASE-S SFP. SFP unterstützt auch die digitale optische Überwachung (DOM), die Funktion wird verwendet, um die SFP-Parameter wie optische Sendeleistung, optische Empfangsleistung, Vorspannungsstrom, aktuelle Temperatur des SFP zu beobachten.

Der cisco-kompatible 100BASE-X Small Form-Factor Pluggable (SFP) ist ein Hot-Swap-fähiger Transceiver, der an GigabitEthernet- oder TenGigabitEthernet-Ports von Cisco-Switches oder -Routern angeschlossen wird und den Port mit dem Glasfasernetz verbindet. Der Switch oder Router muss nicht neu gestartet werden, wenn der SFP auf dem Switch oder Router installiert ist. So kann beispielsweise der Cisco Catalyst Series Router mit GigibitEthernet-Ports wie 3560, 3570, 3950, 3860, 4500, 4800, 6500, 6800 und anderen unsere kompatiblen 1000BASE-X SFPs unterstützen. Für Cisco-Router können unsere SFPs in jede beliebige GigibitEthernet-Schnittstelle eingebunden werden. Zu den unterstützten Routern gehören die Router der Cisco Series 7200, 7600, ASR 1000 Series. Da die SFPs MSA-konform sind, können unsere SFPs zusammen mit Cisco-Routern auch mit Juniper, HP, Huawei und anderen Anbietern verwendet werden.
Unsere SFPs sind vollständig kompatibel mit den IEEE-Standards des 1000BASE-Netzwerks. Optisch interoperabel mit den jeweiligen 100BASE-X-Schnittstellen über dieselbe Verbindung. Dieser Transceiver besteht aus drei Teilen: einem SFP-Lasersender, der mit der angegebenen Wellenlänge sendet, einer PIN-Photodiode, die mit einem Transimpedanzvorverstärker (TIA) zum Empfangen des optischen Signals von einem anderen Sendegerät und einer MCU-Steuereinheit ausgestattet ist. Alle SFP-Module entsprechen den Anforderungen der Lasersicherheitsklasse 1. Wir liefern Cisco vergleichbare 1000BASE SFP-Transceiver, und diese Produkte werden schnell und zu sehr günstigen Preisen geliefert.

Ein Überblick über die SDH-Normen

Synchronous Digital Hierarchy (SDH) ist ein CCITT-Standard für eine Hierarchie optischer Übertragungsraten. Synchronous Optical Network (SONET) ist ein USA-Standard, der weitgehend dem SDH-Standard entspricht. Beide sind weit verbreitete Verfahren zur sehr schnellen Übertragung von Sprach- und Datensignalen über die zahlreichen weltweiten Glasfasernetze.

Die SDH-Norm wurde ursprünglich vom European Telecommunications Standards Institute (ETSI) definiert und ist als Normen der International Telecommunication Union (ITU) G.707, G.783, G.784 und G.803 formalisiert. Der SONET-Standard wurde von Telcordia und der ANSI-Norm T1.105 des American National Standards Institute (ANSI) definiert, die den Satz von Übertragungsformaten und Übertragungsraten im Bereich über 51.840 Mbit/s definieren.

Das Verfahren wurde entwickelt, um das System der Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH) zu ersetzen, das größere Mengen von Telefonaten und Datenverkehr über dieselbe Glasfaser ohne Synchronisationsprobleme transportiert. Die Hauptschwierigkeit dabei vor SONET/SDH war, dass die Synchronisationsquellen dieser verschiedenen Schaltungen unterschiedlich waren. Dies bedeutete, dass jede Schaltung tatsächlich mit etwas unterschiedlicher Geschwindigkeit und mit unterschiedlicher Phase arbeitete. SONET/SDH ermöglichte den gleichzeitigen Transport von vielen verschiedenen Schaltungen unterschiedlicher Herkunft innerhalb eines einzigen Framing-Protokolls. SONET/SDH ist selbst kein Kommunikationsprotokoll an sich, sondern ein Transportprotokoll.

SDH und SONET verwenden lichtemittierende Dioden oder Laser, um einen binären Strom von Light-on- und Light-off-Sequenzen mit konstanter Geschwindigkeit zu übertragen. Am anderen Ende wandeln optische Sensoren die Lichtimpulse zurück in elektrische Darstellungen der binären Informationen.

Sowohl SONET als auch SDH können verwendet werden, um frühere digitale Übertragungsstandards, wie z.B. den PDH-Standard, zu kapseln, oder sie können verwendet werden, um entweder den Asynchronous Transfer Mode (ATM) oder das sogenannte Paket über SONET/SDH (POS) Netzwerke direkt zu unterstützen.

Aufgrund der wesentlichen Protokollneutralität und transportorientierten Merkmale von SONET/SDH werden die Mappingstrukturen und die verketteten Nutzlastcontainer für den Transport von ATM-Verbindungen verwendet. Mit anderen Worten, für ATM (und eventuell andere Protokolle wie Ethernet) wurde die interne komplexe Struktur, die bisher für den Transport schaltungsorientierter Verbindungen verwendet wurde, entfernt und durch einen großen und verketteten Rahmen (wie OC-3c) ersetzt, in dem ATM-Zellen, IP-Pakete oder Ethernet-Frames platziert werden.

Framing-Struktur

Die Grundeinheit des Framings in SDH ist ein STM-1 (Synchronous Transport Module, Level 1), das mit 155.520 Megabit pro Sekunde (Mbit/s) arbeitet. SONET bezeichnet diese Basiseinheit als STS-3c (Synchronous Transport Signal 3, verkettete). Der STM-1-Frame wird in genau 125 µs übertragen, d.h. es befinden sich 8.000 Bilder pro Sekunde auf einer 155,52 Mbit/s OC-3 Glasfaserschaltung.

Wenn das STS-3c über OC-3 übertragen wird, wird es oft umgangssprachlich als OC-3c bezeichnet, aber dies ist keine offizielle Bezeichnung innerhalb des SONET-Standards, da es keinen Unterschied in der physikalischen Schicht (d.h. optisch) zwischen einem STS-3c und 3 STS-1s innerhalb eines OC-3 gibt.

Innerhalb der Informationsnutzlast, die eine eigene Rahmenstruktur von 9 Zeilen und 261 Spalten hat, werden administrative Einheiten durch Zeiger identifiziert. Innerhalb der Verwaltungseinheit befinden sich auch ein oder mehrere virtuelle Container (VCs). VCs enthalten Pfad-Overhead und VC-Nutzlast. Die erste Spalte steht für Path Overhead, gefolgt vom Payload Container, der selbst andere Container aufnehmen kann. Verwaltungseinheiten können eine beliebige Phasenausrichtung innerhalb des STM-Rahmens haben, die durch den Zeiger in Zeile 4 angezeigt wird.

Die Overheads enthalten Informationen aus dem Übertragungssystem selbst, die für eine Vielzahl von Managementfunktionen verwendet werden, wie z.B. Überwachung der Übertragungsqualität, Fehlererkennung, Alarmverwaltung, Datenkommunikationskanäle, Servicekanäle, Umgang mit Variationen von Uhren.

SDH Transportsysteme Hauptkomponenten Terminologie Terminologie

Ausrüstung
Mit den Fortschritten bei SONET- und SDH-Chipsätzen sind die traditionellen Kategorien von Netzwerkelementen nicht mehr voneinander getrennt. Da die Netzwerkarchitekturen jedoch relativ konstant geblieben sind, können auch neuere Geräte (einschließlich Multi-Service-Provisioning-Plattformen) im Hinblick auf die von ihnen unterstützten Architekturen untersucht werden. Daher ist es sinnvoll, neue und traditionelle Geräte im Vergleich zu den älteren Kategorien zu betrachten.

Regenerator
Herkömmliche Regeneratoren beenden den Abschnitt über Kopf, aber nicht die Linie oder den Pfad. Regeneratoren verlängern Langstreckenstrecken in ähnlicher Weise wie die meisten Regeneratoren, indem sie ein optisches Signal, das bereits eine lange Strecke zurückgelegt hat, in ein elektrisches Format umwandeln und dann ein regeneriertes Hochleistungssignal erneut übertragen. Seit Ende der 90er Jahre werden Regeneratoren weitgehend durch optische Verstärker ersetzt. Auch ein Teil der Funktionalität von Regeneratoren wurde von den Transpondern von Wellenlängenmultiplexsystemen absorbiert.

STS-Multiplexer und Demultiplexer:
STS-Multiplexer und Demultiplexer bilden die Schnittstelle zwischen einem elektrischen Nebenstromnetz und dem optischen Netz.

Add-Drop-Multiplexer
Add-Drop-Multiplexer (ADMs) sind die am häufigsten verwendete Art von Netzwerkelementen. Traditionelle ADMs wurden entwickelt, um eine der Netzwerkarchitekturen zu unterstützen, obwohl Systeme der neuen Generation oft mehrere Architekturen unterstützen können, manchmal sogar gleichzeitig. ADMs haben traditionell eine Hochgeschwindigkeitsseite (auf der das Full-Line-Raten-Signal unterstützt wird) und eine Niedergeschwindigkeitsseite, die sowohl aus elektrischen als auch aus optischen Schnittstellen bestehen kann. Die Niedriggeschwindigkeitsseite nimmt Signale mit niedriger Geschwindigkeit auf, die vom Netzelement gemultiplext und von der Hochgeschwindigkeitsseite ausgesendet werden oder umgekehrt.

Digitales Querverbindungssystem
Neuere digitale Cross-Connect-Systeme (DCSs oder DXCs) unterstützen zahlreiche Hochgeschwindigkeitssignale und ermöglichen die Querverbindung von DS1s, DS3s und sogar STS-3s/12c und so weiter, von jedem Eingang zu jedem Ausgang. Fortgeschrittene DCSs können mehrere Subtending-Ringe gleichzeitig unterstützen.Ausrüstung
Mit den Fortschritten bei SONET- und SDH-Chipsätzen sind die traditionellen Kategorien von Netzwerkelementen nicht mehr voneinander getrennt. Da die Netzwerkarchitekturen jedoch relativ konstant geblieben sind, können auch neuere Geräte (einschließlich Multi-Service-Provisioning-Plattformen) im Hinblick auf die von ihnen unterstützten Architekturen untersucht werden. Daher ist es sinnvoll, neue und traditionelle Geräte im Vergleich zu den älteren Kategorien zu betrachten.

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Markttrends für optische Verbindungshardware 2017!

IP und optische Integration spiegeln sich in Hardware-Trends wider:
IP und optische Integration als Konzept hat eine lange Geschichte, basierend auf dem Versprechen, die Netzwerkeffizienz zu steigern, die Netzwerkinvestitionen und den Opex zu reduzieren und den Betrieb und die Verwaltung von Netzwerken erheblich zu vereinfachen. Aber jahrelange Produktankündigungen und Industriedemonstrationen fanden bisher nicht in großen kommerziellen Implementierungen statt.

Heute sehen wir im Telekommunikationssektor ein Wiederaufleben der IP+optischen Integration, aber die Marktdynamik und die Marktchancen sind diesmal unterschiedlich.

Physische Integration
Für den größten Teil der Geschichte bedeutete IP+optische Integration die physische Integration der IP- und optischen Schichten. In einer physikalisch integrierten Architektur werden DWDM-Optiken (DWDM = Denside Wave Division Multiplexing) (oder farbige Optiken) anstelle von Kurzstrecken-Client-Optiken direkt in den Router eingesetzt. Diese Architektur eliminiert die Back-to-Back-Transponder, die sonst für die Verbindung des Routers mit einem DWDM-System benötigt werden - das spart Investitionen. Die Einführung der steckbaren Module Inphi ColorZ 100 Gbit/s QSFP28 für Arista, Cisco und andere Switches und Router ist ein aktuelles Beispiel für diese Architektur.

Integrierte Steuerung
Der Trend geht hin zu einer engen Kopplung von IP- und optischen Kontroll- und Managementschichten, wobei die Netzwerkelemente selbst physisch getrennt bleiben. Die neue Art der Integration ist eine softwarebasierte Integration und diese Softwareintegration basiert auf Software Defined Networks -SDN.

Die neue SDN-basierte IP+optische Schichtintegration beseitigt zwei der wichtigsten Hindernisse, die eine breite Akzeptanz in der Vergangenheit verhindert haben, insbesondere das Risiko von Lock-in- und Faceplate-Kompromissen zwischen einzelnen Anbietern und Kapazitäten:

Eliminierung der Lieferantenbindung:
True SDN basiert auf offenen Standards und Interoperabilität über Ebenen und Anbieter hinweg. Interoperabilität zwischen verschiedenen Anbietern bedeutet, dass die Betreiber nicht an denselben Anbieter für ihre IP-Schicht und ihre optische Schicht-Ausrüstung gebunden sind. Software-defined Networking (SDN)-Prinzipien und -Technologien - einschließlich offener Schnittstellen, Abstraktion und Programmierbarkeit - scheinen bereit zu sein, zur Lösung des komplexen Problems der End-to-End-Kontrolle in optischen Netzwerken verschiedener Hersteller beizutragen.

Kompromiss zwischen Kapazität und Leistung:
DWDM-Optiken mit großer Reichweite sind größer als Client-Optiken mit kurzer Reichweite (insbesondere am oberen Ende von Datenraten und Leistung). So bedeutet die physische Integration von DWDM-Optik auf IP-Routern typischerweise, dass die Kapazität des IP-Routings reduziert wird, was die meisten Betreiber nicht bereit sind zu tun. Die Integration von Steuerungs- und Verwaltungsebene vermeidet dieses Problem vollständig und ermöglicht es sowohl IP-Routern als auch DWDM-Systemen, den Betreiber mit voller Kapazität/Leistung zu bedienen.

Anwendungsszenarien:
FlexEthernet, auch FlexE genannt, ist ein flexibler Ethernet-Client-Schnittstellenstandard, der durch den OIF Flex Ethernet Implementation Agreement definiert ist.  FlexE bietet einen generischen Mechanismus zur Unterstützung einer Vielzahl von Ethernet-MAC-Raten (10G, 40G, nx25G), die möglicherweise mit bestehenden Ethernet-PHY-Raten (Physical Layer) übereinstimmen oder nicht. Dies bedeutet, dass FlexE eine flexible Ethernet-Konnektivität zwischen Routern und optischen Transportgeräten ermöglicht, die unabhängig von den physikalischen Schnittstellen zwischen den beiden Geräten ist. Der Hauptvorteil ist die Möglichkeit, die Servicebandbreite bei Bedarf aus der Ferne anzupassen, jede Netzwerkschicht effizienter zu nutzen und die End-to-End-Verwaltung des Netzwerks zu verbessern.

Zukünftiger Transponder
Die praktische Unterstützung für die Implementierung eines offenen Netzwerks werden die Meshponders sein, die die nächste Generation von offenen Transpondern mit Multiterabit-fähiger Photonik und flexiblem Netz darstellen.

Zwei wichtige Anwendungen sind Internet Content Provider (ICPs), die hyperkalige Data Center Interconnect (DCI)-Netzwerke und IP/optische Integration mit Netzbetreibern bereitstellen. Erste Live-Netzwerk-Implementierungen sind für beide Anwendungsfälle in vollem Gange.

Durch ihren softwarezentrierten Charakter ist es für ICPs relativ einfach, neue Komponenten zu integrieren. Sie profitieren auch von ihrer relativ einfachen optischen Metro-Netzwerkarchitektur, die mit einer Länge von bis zu etwa 80 Kilometern im Wesentlichen Punkt-zu-Punkt und mittlere Reichweite aufweist.

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