SFP و SFP+ MSA: مشخصاتی که تعریف می‌کند، فروشندگان چه چیزی را قفل می‌کنند

هر بار که یک فرستنده گیرنده را به سوییچ ساخته شده توسط سازنده دیگری وصل می‌کنید و پیوند تمیز ظاهر می‌شود، یک قرارداد چند منبع-این امکان را فراهم می‌کند. SFP MSA و SFP+ MSA دو مورد از مهم‌ترین اسناد در شبکه‌های نوری هستند - اما اکثر مهندسین که روزانه به آنها وابسته هستند هرگز هیچ کدام را نخوانده‌اند. این قراردادها برچسب بازاریابی نیستند. آنها مشخصات فنی دقیقی هستند که دقیقاً نحوه ساخت یک فرستنده گیرنده قابل اتصال را مشخص می کنند تا در هر پورت میزبان سازگار، از هر فروشنده، بدون مذاکره یا حدس و گمان کار کند.

 

 

MSA در مقابل استانداردهای رسمی: تمایز مهم

قرارداد چند منبع- یک مشخصات داوطلبانه است که به طور مشترک توسط سازندگان رقیب ایجاد شده است. این توسط هیچ نهاد استاندارد رسمی تایید نشده است. IEEE 802.3 نحوه کدگذاری و انتقال فریم های اترنت را در یک رسانه فیزیکی تعریف می کند. ITU{5}}T G.694.1 فاصله کانال DWDM را تعریف می کند. SFP MSA هیچ یک از اینها را تعریف نمی کند. آنچه که تعریف می کند خود ماژول فرستنده گیرنده - ابعاد فیزیکی آن، طرح کانکتور الکتریکی 20 پین، نیازهای منبع تغذیه، تخصیص سیگنال، و رابط مدیریتی است که برای شناسایی و تشخیص استفاده می شود.

این تفکیک نگرانی ها چیزی است که باعث می شود سیستم کار کند. IEEE به صنعت می گوید که سیگنال باید چگونه باشد. MSA به صنعت می گوید جعبه حامل آن سیگنال چگونه باید باشد. تا زمانی که هر دو طرف رعایت کنند، یک ماژول 1000BASE-LX از کارخانه ای در شنژن، هنگامی که در همان پورت سوئیچ قرار می گیرد، رفتاری مشابه با یکی از تأسیسات در تگزاس خواهد داشت. این قابلیت تعویض همان چیزی است که تغییر کرده استگیرنده های نوریاز فروشنده{0}}لوازم جانبی قفل شده به بازار رقابتی کالا.

 

 

چگونه SFP جایگزین GBIC - شد و چرا برای درک MSA مهم است

قبل از اینکه SFP وجود داشته باشد، GBIC (مبدل رابط گیگابیتی) فرم فاکتور فرم فرستنده گیرنده داغ قابل اتصال- بود که توسط مشخصات MSA SFF-8053 خودش که برای اولین بار در سال 1995 منتشر شد، کنترل می‌شد. فضای قابل توجهی از صفحه را مصرف می کند. یک کارت خط معمولی Catalyst 6500 می تواند 16 پورت GBIC را در خود جای دهد. ریاضیات ساده و بی رحمانه بود: با بزرگ شدن شبکه ها، هیچ راهی برای ارائه 48 پورت فیبر گیگابیتی به ازای هر کارت خط در فرم فاکتور GBIC وجود نداشت.

SFP MSA که با نام INF-8074i مستند شده و در 12 می 2001 منتشر شد، پاسخ مستقیم صنعت به آن مشکل چگالی بود. 15 شرکت از جمله Finisar، IBM، Agilent Technologies، Molex، Lucent Technologies، Picolight و Infineon Technologies قرارداد اصلی را امضا کردند. مشخصات، ماژول را تقریباً به نصف حجم GBIC کاهش داد، از کانکتورهای SC به LC تغییر مکان داد و از یک رابط لبه 20-به جای رابط مبتنی بر پین GBIC استفاده کرد. ناگهان، کارت های خط SFP 48 پورت فقط امکان پذیر نبود - آنها استاندارد شدند.

آنچه این تاریخ را امروز مرتبط می کند، الگویی است که ایجاد کرده است. هر نسل فرستنده گیرنده بعدی - SFP+, SFP28, QSFP+, QSFP28, QSFP-DD - همان فرآیند مبتنی بر MSA{8}} را دنبال کرد: تولیدکنندگان رقیب می‌نشینند، روی مشخصات فیزیکی و الکتریکی مشترک به توافق می‌رسند، اسناد را در مورد کیفیت پشتیبانی می‌کنند، و اجازه می‌دهند که سند به جای قیمت‌ها، کیفیت را پشتیبانی کند. نتیجه یک استپیشرفت انواع فرستنده گیرنده از 1G تا 400G، همه با همین چارچوب اداره می شوند.

 

 

داخل INF-8074i: آنچه که SFP MSA در واقع مشخص می کند

INF-8074i چهار حوزه اصلی را پوشش می‌دهد. اول، ابعاد مکانیکی: هر ماژول SFP{5}منطبق با MSA باید در یک پوشش فیزیکی قرار گیرد و با همان قفس و سیستم اتصال جفت شود. دوم، رابط الکتریکی: کانکتور لبه 20 پین، جفت های دیفرانسیل انتقال و دریافت، ریل های برق (VccT برای فرستنده، VccR برای گیرنده)، اتصالات زمین، یک انتقال-خروجی خطا، یک انتقال-غیرفعال کردن ورودی، سه ماژول{13}(تعریف 1/13){0} تشخیص و رابط سریال I2C، و یک پین انتخاب نرخ برای عملیات با نرخ دوگانه.

سوم، نقشه حافظه EEPROM: یک بلوک 256-بایتی در آدرس I2C 0xA0 هویت ماژول - نام سازنده، شماره قطعه، شماره سریال، نرخ داده‌های پشتیبانی شده، طول موج، رتبه‌بندی طول پیوند و نوع اتصال را ذخیره می‌کند. این اطلاعاتی است که سوییچ شما در چند میلی ثانیه از درج ماژول می خواند. چهارم، این مشخصات، طرح‌بندی‌های برد میزبان، طرح‌های قاب، و محدودیت‌های نیروی درج/استخراج را برای اطمینان از قابلیت سرویس دهی ثابت ارائه می‌دهد. درک آنچه که MSA انجام می دهد و چه چیزی را تضمین نمی کند برای درک اساسی استنحوه عملکرد ماژول های فرستنده گیرندهداخل تجهیزات شبکه شما

 

 

SFP+ و تصمیم CDR که XFP را کشت

هنگامی که اترنت 10 گیگابیتی وارد شد، صنعت در ابتدا بر روی فاکتور فرم XFP (مستند شده در INF-8077i) استاندارد شد. ماژول های XFP از نظر فیزیکی بزرگتر از SFP ها بودند، زیرا شامل مدار بازیابی ساعت و داده (CDR) در داخل خود ماژول، همراه با موتور کامل جبران پراکندگی الکترونیکی (EDC) بودند. این ماژول‌های XFP را پیچیده‌تر، پرمصرف‌تر و گران‌تر کرد.

SFP+ MSA، که به طور رسمی SFF-8431 است، رویکردی اساسا متفاوت داشت. CDR و تهویه سیگنال را از ماژول به SerDes سیستم میزبان (سریال ساز/درسیالایزر) منتقل کرد. این بدان معناست که خود ماژول SFP+ ساده‌تر می‌شود - اساساً یک لیزر، یک آشکارساز نوری، و حداقل وسایل الکترونیکی درایور - در حالی که همان ردپای مکانیکی فشرده را حفظ می‌کند. مبادله این بود که طرح های سوئیچ میزبان به SerDe های توانمندتری نیاز داشتند، اما فروشندگان ASIC از قبل در این جهت حرکت می کردند.

نتیجه تعیین کننده بود. ماژول های SFP+ کوچکتر، ارزان تر و مصرف انرژی کمتری نسبت به XFP داشتند. تراکم پورت در همان صفحه دو برابر یا سه برابر شد. XFP در عرض چند سال از بازار محو شد. همان CDR-در-معماری میزبان به جلو منتقل شدماژول های امروزی 10GBASE SFP+در هر نوع دسترسی - SR، LR، ER، ZR - و الگو را برای طرح‌های 25G و 100G تنظیم کنید. مشخصات SFF-8431، در ویرایش 4.1 از ژوئیه 2009، سند حاکم برای 10G SFP+ تا به امروز باقی مانده است.

 

 

تشخیص دیجیتال و مشخصات SFF-8472

هر دو ماژول SFP و SFP+ معمولاً مانیتورینگ تشخیص دیجیتال (DDM) را همانطور که در SFF{3}}8472 تعریف شده است، که اکنون توسط گروه کاری فنی SNIA SFF نگهداری می‌شود، پیاده‌سازی می‌کنند. DDM پنج پارامتر زمان واقعی را از طریق رابط مدیریت I2C نشان می دهد: انتقال توان نوری، دریافت توان نوری، جریان بایاس لیزر، دمای ماژول، و ولتاژ منبع. این مقادیر در آدرس I2C 0xA2 ذخیره می شوند و می توانند توسط سیستم میزبان برای نظارت بر اساس SNMP خوانده شوند.

روند جریان بایاس لیزری شایسته توجه ویژه است. یک دیود لیزری که برای حفظ توان خروجی پایدار به جریان بایاس به طور پیوسته افزایش می‌یابد، به پایان عمر--ش نزدیک می‌شود. دریافت این الگو از طریق داده‌های DDM به تیم‌های عملیاتی اجازه می‌دهد تا جایگزین‌های فعالانه را به‌جای عیب‌یابی فلپ‌های پیوند غیرقابل توضیح در ساعت 3 صبح برنامه‌ریزی کنند. این قابلیت تشخیصی چه در حال اجرا باشید به همان اندازه مرتبط استماژول‌های 10G مس SFP+ در پردیس مختلط-رسانه‌اییا فیبر تک حالته-در یک حلقه مترو. آخرین ویرایش SFF-8472 (12.5، منتشر شده در سال 2025) پشتیبانی گسترده انتخاب صفحه و کدهای فرستنده گیرنده جدید را اضافه کرد که منعکس کننده تکامل مداوم مشخصات حتی برای فاکتورهای فرم بالغ است.

 

 

قفل فروشنده-در: چگونه کدگذاری EEPROM واقعاً کار می‌کند

SFP MSA محدوده‌های بایت EEPROM مشخصی را به‌عنوان «ویژه فروشنده» - به ویژه بایت‌های 96 تا 127 در آدرس 0xA0 باقی می‌گذارد. برخی از تولیدکنندگان تجهیزات با نوشتن کدهای شناسایی اختصاصی در ماژول های مارک خود از این بایت های تعریف نشده سوء استفاده می کنند. هنگامی که هر ماژول وارد می شود، سیستم عامل سوئیچ این بایت ها را می خواند و آنها را با مقدار مورد انتظار مقایسه می کند. اگر کد مطابقت نداشته باشد، پورت یک هشدار "فرستنده گیرنده پشتیبانی نشده" را ارسال می کند یا به طور کامل از فعال کردن خودداری می کند.

این محدودیت یک الزام MSA نیست - بلکه یک خط‌مشی در سطح میان‌افزار- است که توسط فروشنده میزبان در بالای استاندارد اعمال می‌شود. ماژول شخص ثالث رد شده-هنوز دارای تمامی مشخصات مکانیکی، الکتریکی و نوری در INF-8074i یا SFF-8431 است. تامین کنندگان شخص ثالث با برنامه نویسی کدهای خاص فروشنده صحیح در EEPROM ماژول های خود با این مشکل مقابله می کنند. در پلتفرم‌های Cisco IOS، مدیران همچنین می‌توانند چک را با فرمان سرویس گیرنده پشتیبانی نشده لغو کنند، اگرچه Cisco TAC از این پیکربندی پشتیبانی نمی‌کند. این پویایی کدنویسی یکی از مهم ترین متغیرهای زمانی استارزیابی اینکه کدام فرستنده گیرنده در یک پلت فرم سوئیچ معین کار می کند.

 

 

چه اتفاقی برای 15 امضاکننده اصلی افتاد؟

ردیابی سرنوشت امضاکنندگان اصلی INF-8074i داستان گسترده‌تری از ادغام صنعت نوری را بیان می‌کند. Finisar توسط II-VI در سال 2019 خریداری شد، که متعاقباً به Coherent Corp تغییر نام داد. Agilent فعالیت های نیمه هادی خود را به Avago Technologies تقسیم کرد که با Broadcom ادغام شد. Lucent Technologies با Alcatel ادغام شد و بعداً در نوکیا جذب شد. Infineon واحد فیبر نوری خود را فروخت. Picolight توسط JDSU (اکنون Viavi Solutions) خریداری شد. از پانزده امضاکننده اصلی، اکثر آنها دیگر به عنوان نهادهای مستقل وجود ندارند - با این حال مشخصاتی که آنها تالیف کرده‌اند همچنان بر میلیاردها ماژول ارسال شده در سال حاکم است.

این بدون شک بزرگترین نقطه قوت مدل MSA است. عمر این قرارداد بیشتر از شرکت هایی است که آن را ایجاد کرده اند. از آنجایی که مشخصات عمومی است و پیاده سازی آن باز است، هر سازنده ای می تواند ماژول های سازگار را بدون هزینه های مجوز یا وابستگی های اختصاصی بسازد. همین باز بودن به همین دلیل است که چارچوب MSA به طور یکپارچه از 1G SFP تا400G QSFP-ماژول‌های DD ساخته شده برای مراکز داده در مقیاس بزرگ- و چرافرستنده و گیرنده های قابل اتصال، مدل غالب اتصال متقابل باقی می ماننددر زیرساخت های سازمانی، مخابراتی و ابری به طور یکسان.