SFP és SFP+ MSA: Mit határoznak meg a specifikációk, mit zárnak le a szállítók

Minden alkalommal, amikor egy adó-vevőt egy másik gyártó kapcsolójához csatlakoztat, és a kapcsolat tiszta, egy több-forrású szerződés lehetővé tette ezt. Az SFP MSA és az SFP+ MSA az optikai hálózatok két legfontosabb dokumentuma -, de a legtöbb mérnök, aki naponta támaszkodik rájuk, még soha nem olvasta el egyiket sem. Ezek a megállapodások nem marketingcímkék. Pontos műszaki specifikációkról van szó, amelyek pontosan meghatározzák, hogyan kell egy csatlakoztatható adó-vevőt felépíteni, hogy minden kompatibilis gazdagép porton, bármilyen gyártótól, tárgyalások és találgatások nélkül működjön.

 

 

MSA vs. formális szabványok: fontos megkülönböztetés

A több-forrású megállapodás egy önkéntes specifikáció, amelyet a versengő gyártók közösen írnak elő. Egyetlen hivatalos szabványügyi testület sem ratifikálta. Az IEEE 802.3 meghatározza az Ethernet-keretek kódolását és továbbítását egy fizikai adathordozón. Az ITU-T G.694.1 meghatározza a DWDM csatornaközt. Az SFP MSA ezek közül semmit sem határoz meg. Amit meghatároz, az maga az adó-vevő modul - fizikai méretei, 20 tűs elektromos csatlakozók elrendezése, tápellátási követelményei, jelkiosztások, valamint az azonosításra és diagnosztikára használt kezelőfelület.

Az aggodalmak szétválasztása az, amitől a rendszer működik. Az IEEE megmondja az iparágnak, hogyan kell kinéznie a jelnek. Az MSA megmondja az iparágnak, hogy hogyan kell kinéznie a jelet hordozó doboznak. Mindaddig, amíg mindkét fél eleget tesz, egy Shenzhen-i gyárból származó 1000BASE-LX modul ugyanúgy fog viselkedni, mint egy texasi létesítményből származó modul, ha ugyanabba a kapcsolóportba helyezik be. Ez a felcserélhetőség az, ami megfordultoptikai adó-vevőka szállítóitól{0}}zárt kiegészítőktől a versenyképes árupiacra.

 

 

Hogyan váltotta fel az SFP a GBIC-et -, és miért fontos az MSA-k megértése?

Az SFP létezése előtt a GBIC (Gigabit Interface Converter) volt a szabványos hot-csatlakoztatható adó-vevő alaktényező, amelyet a saját MSA-specifikációja, az SFF-8053 szabályozott, amelyet először 1995-ben tettek közzé. A GBIC-ek működtek, de fizikailag nagyok voltak, - az SCFP-hez képest nagyjából kétszer akkora helyet foglalnak el, mint egy SFP-t. Egy tipikus Catalyst 6500 vonalkártya talán 16 GBIC portot tud befogadni. A matematika egyszerű és brutális volt: a hálózatok méretezésével nem lehetett vonalkártyánként 48 gigabites optikai portot szállítani GBIC formátumban.

Az INF-8074i néven dokumentált és 2001. május 12-én közzétett SFP MSA volt az iparág közvetlen válasza erre a sűrűségi problémára. Tizenöt vállalat írta alá az eredeti megállapodást, köztük a Finisar, az IBM, az Agilent Technologies, a Molex, a Lucent Technologies, a Picolight és az Infineon Technologies. A specifikáció a modult a GBIC hangerejének nagyjából felére zsugorította, SC-csatlakozókról LC-csatlakozókra váltott, és 20{9}}pad élcsatlakozót használt a GBIC érintkezős interfésze helyett. Hirtelen a 48 portos SFP vonalkártyák nemcsak lehetségessé váltak – szabványossá váltak.

Ami ezt a történelmet aktuálissá teszi, az az általa kialakított minta. Minden következő adó-vevő-generáció - SFP+, SFP28, QSFP+, QSFP28, QSFP-DD - ugyanazt az MSA-vezérelt folyamatot követte: a versengő gyártók leülnek, megállapodnak a megosztott fizikai és elektromos specifikációkban, közzéteszik a dokumentumot, és hagyják, hogy a piac minőségi, ár- és támogatási tényezők helyett versenyezzen. Az eredmény aaz 1G-től 400G-ig terjedő adó-vevő típusok fejlődése, mindegyiket ugyanaz a keret szabályozza.

 

 

Az INF-8074i belsejében: Amit az SFP MSA valójában meghatároz

Az INF-8074i négy fő területet fed le. Először is, a mechanikai méretek: minden MSA{5}}kompatibilis SFP-modulnak ugyanabba a fizikai burkolatba kell illeszkednie, és ugyanazzal a ketrec- és csatlakozórendszerrel kell párosulnia. Másodszor, az elektromos interfész: a 20-tűs élcsatlakozó meghatározza az adási és vételi differenciális adatpárokat, tápsíneket (VccT az adóhoz, VccR a vevőhöz), földcsatlakozásokat, adási-hibakimenetet, adás-letiltó bemenetet, három modul-definíciós érintkezőt a jelenléthez (4/1}{1) I2C soros interfész és sebességválasztó érintkező a kettős sebességű működéshez.

Harmadszor, az EEPROM memóriatérkép: egy 256{4}}bájtos blokk a 0xA0 I2C-címen tárolja a modul azonosítóját – gyártó nevét, cikkszámát, sorozatszámát, támogatott adatsebességeit, hullámhosszát, kapcsolathossz-besorolásait és a csatlakozó típusát. Ezeket az adatokat a kapcsoló a modul beillesztésétől számított ezredmásodperceken belül olvassa be. Negyedszer, a specifikáció az ajánlott vezérlőpanel-elrendezéseket, az előlap-kialakításokat és a behelyezési/kihúzási erőkorlátokat tartalmazza a következetes helyszíni szervizelhetőség biztosítása érdekében. A megértéshez elengedhetetlen annak megértése, hogy az MSA mit tesz és mit nem garantálhogyan működnek valójában az adó-vevő moduloka hálózati berendezésen belül.

 

 

Az SFP+ és a CDR-határozat, amely megölte az XFP-t

Amikor a 10 Gigabit Ethernet megérkezett, az iparág kezdetben az XFP formátumot szabványosította (az INF-8077i-ben dokumentálva). Az XFP modulok fizikailag nagyobbak voltak, mint az SFP-k, mivel magában a modulban tartalmazták az órajel- és adat-helyreállító (CDR) áramkört, valamint a teljes elektronikus diszperziókompenzációs (EDC) motort. Ez az XFP modulokat bonyolultabbá, energiaéhesebbé és drágábbá tette.

Az SFP+ MSA, hivatalosan SFF{5}}8431, alapvetően más megközelítést alkalmazott. Áthelyezte a CDR-t és a jelkondicionálást a modulból a gazdarendszer SerDes-ébe (serializer/deserializer). Ez azt jelentette, hogy maga az SFP+ modul egyszerűbb lett -, lényegében egy lézer, egy fotodetektor és minimális meghajtó elektronika – miközben megőrizte ugyanazt a kompakt mechanikai lábnyomot, mint az eredeti SFP. A kompromisszum az volt, hogy a gazdagép-kapcsolók kialakításához több alkalmas SerD-re volt szükség, de az ASIC-szállítók már ebbe az irányba haladtak.

Az eredmény döntő volt. Az SFP+ modulok kisebbek, olcsóbbak és kevesebb energiát fogyasztottak, mint az XFP. A portsűrűség megduplázódott vagy háromszorosára nőtt ugyanazon az előlapon. Az XFP néhány éven belül eltűnt a piacról. Ugyanez a CDR-az-gazdaarchitektúrán átkerültmai 10GBASE SFP+ modulokminden elérési változatban - SR, LR, ER, ZR -, és állítsa be a sablont a 25G és 100G tervekhez. A 2009 júliusa óta 4.1-es verziójú SFF-8431 specifikáció a mai napig a 10G SFP+ irányadó dokumentuma.

 

 

Digitális diagnosztika és az SFF-8472 specifikáció

Mind az SFP, mind az SFP+ modulok általában az SFF-8472-ben meghatározott digitális diagnosztikai megfigyelést (DDM) valósítják meg, amelyet jelenleg az SNIA SFF Technical Work Group karbantart. A DDM öt valós idejű -paramétert tesz közzé az I2C kezelőfelületen keresztül: optikai teljesítmény átvitele, optikai vételi teljesítmény, lézer előfeszítő áram, modul hőmérséklete és tápfeszültség. Ezeket az értékeket a 0xA2 I2C-címen tárolja a rendszer, és a gazdagép beolvassa őket SNMP-alapú megfigyeléshez.

A lézeres torzítás aktuális trendjei különös figyelmet érdemelnek. Egy lézerdióda, amely folyamatosan növekvő előfeszítő áramot igényel a stabil kimeneti teljesítmény fenntartásához, közeledik az --élettartam végéhez. Ha ezt a mintát DDM-adatokon keresztül kapja meg, az operatív csoportok proaktív cseréket ütemezhetnek, ahelyett, hogy hajnali 3-kor hárítanák el a megmagyarázhatatlan kapcsolati szárnyakat. Ez a diagnosztikai képesség ugyanúgy releváns, ha fut10G réz SFP+ modulok egy vegyes-médiás campusonvagy szimpla{0}}módusú optikai szál a metrógyűrűn keresztül. A legutóbbi SFF-8472-es verzió (12.5, közzétéve 2025) kiterjesztett oldalválasztási támogatást és új adó-vevő kódokat tartalmazott, tükrözve a specifikáció folyamatos fejlődését még a kiforrott formai tényezők esetében is.

 

 

Vendor Lock-In: Hogyan működik az EEPROM kódolás valójában

Az SFP MSA bizonyos EEPROM bájttartományokat "szállító-specifikus" - néven hagy meg, nevezetesen a 96-tól 127-ig terjedő bájtokat a 0xA0 címen. Egyes berendezések gyártói úgy használják ki ezeket a meghatározatlan bájtokat, hogy saját azonosító kódokat írnak be márkás moduljaiba. Bármely modul behelyezésekor a kapcsoló firmware beolvassa ezeket a bájtokat, és összehasonlítja őket egy várt értékkel. Ha a kód nem egyezik, a port "nem támogatott adó-vevő" figyelmeztetést küld, vagy megtagadja a teljes aktiválást.

Ez a korlátozás nem az MSA követelménye, - ez egy firmware-szintű szabályzat, amelyet a gazdagép szállítója ír elő a szabványon felül. Az elutasított harmadik féltől származó modul továbbra is megfelel az INF-8074i vagy SFF-8431 minden mechanikai, elektromos és optikai specifikációjának. A külső beszállítók-ezt ellensúlyozzák azáltal, hogy a megfelelő szállítóspecifikus kódokat programozzák be moduljaik EEPROM-jába. Cisco IOS platformokon a rendszergazdák felülbírálhatják az ellenőrzést a service unsupported-transceiver paranccsal, bár a Cisco TAC nem támogatja ezt a konfigurációt. Ez a kódolási dinamika az egyik legfontosabb változó, amikorannak értékelése, hogy egy adott switch platformon melyik adó-vevő működik.

 

 

Mi történt az eredeti 15 aláíróval

Az eredeti INF-8074i aláírók sorsának nyomon követése az optikai iparág konszolidációjának tágabb történetét mutatja be. A Finisart 2019-ben vásárolta meg a II-VI, amely később Coherent Corp néven változott. Az Agilent félvezetőipari tevékenységét az Avago Technologies céggé vált, amely egyesült a Broadcommal. A Lucent Technologies egyesült az Alcatellel, majd később beolvadt a Nokiába. Az Infineon eladta optikai egységét. A Picolightot a JDSU (jelenleg Viavi Solutions) vásárolta fel. A tizenöt eredeti aláíró közül a legtöbb már nem létezik független entitásként – ennek ellenére az általuk készített specifikáció továbbra is az évente szállított modulok milliárdjaira vonatkozik.

Vitathatatlanul ez az MSA modell legnagyobb erőssége. A megállapodás túléli az azt létrehozó cégeket. Mivel a specifikáció nyilvános, és a megvalósítás nyitott, bármelyik gyártó készíthet megfelelő modulokat licencdíjak vagy saját függőségek nélkül. Ugyanez a nyitottság az oka annak, hogy az MSA-keretrendszer zökkenőmentesen méreteződött az 1G SFP-től egészen a végéig400G-os QSFP-DD-modulok hiperskálás adatközpontokhoz- és miértA csatlakoztatható adó-vevők továbbra is a domináns összekapcsolási modellvállalati, telekommunikációs és felhő infrastruktúrán egyaránt.