SFP – Small Form Pluggable

SFP – Small Form Pluggable
Die neue Dimension der optischen Schnittstellen
Seit es Geräte mit optischen Schnittstellen gibt, sind die Hersteller von Endgeräten, Routern und Switches immer auf der Suche nach der optimalen Bauform mit der höchstmöglichen Leistung, dem besten Steckverbinder, der grössten Auswahl und dem besten Preis-Leistungsverhältnis. Solange man
sich um die Grösse der Geräte nicht zu viele Gedanken macht und pro Gerät nicht zu viele optische
Schnittstellen einbaut, ist die bisher oft verwendete Bauform „1x9“ immer die beste Wahl gewesen. Mit
den Artverwandten „GBICs“ war es sogar möglich eine flexible Bestückung der Geräte zu realisieren
und jederzeit ein anderes Modul einzusetzen.
Da aber immer mehr Anwendungen mit Übertragungsgeschwindigkeiten von 1 Gbit/s und mehr betrieben werden, steigt auch die Anzahl der optischen Anschlüsse an den Switches, Routern und Übertragungsgeräten. Mehrere Hundert Ports an einem einzigen Switch sind heute keine Ausnahme mehr.
Dies hat dazu geführt, dass es notwendig wurde die optischen Baugruppen selbst kompakter zu gestalten, ohne dass die Leistung darunter leidet. Denn weder die Auswahl bei den Wellenlängen, noch
die Übertragungsrate oder sogar das optische Budget (und damit die Entfernung) soll durch eine kleinere Bauform eingeschränkt werden.
Das Resultat der Bemühungen der Hersteller von optischen Transceivern (Transmitter + Receiver =
Sender + Empfänger) sind die sogenannten „Small Form“ Baugruppen. Es gibt dabei zwei verschiedene Versionen:
SFF
SFP
Small Form Fixed
fest eingelötet
vergleichbar mit „1x9“
Small Form Pluggable
steckbar
vergleichbar mit „GBIC“
Alte und neue Bauformen: 1x9 ● GBIC ● SFF ● SFP (von links nach rechts)
Für weiterführende technische Informationen zu dem Thema ist die Internet-Seite www.schelto.com
ein guter Einstieg. Hier finden Sie ausser Links zu Herstellern auch weitere Informationen, wie z.B. die
offiziellen Dokumente zu dem MSA (Multi Sourcing Agreement), in dem viele Hersteller sich zu gemeinsamen Spezifikationen für diese Transceiver zusammengeschlossen haben. Mit dem MSA wird
sicher gestellt, dass Abmessungen, Pinouts, elektrische und optische Parameter sowie weitere technische Details unter allen Herstellern identisch gehandhabt werden und somit die Interoperabilität
gewährleistet ist.
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WP-SFP 1 / 1
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Die Vorteile von SFPs
Wie bei GBICs bieten die SFPs natürlich primär den Vorteil, dass die optische Schnittstelle in einem
Gerät jederzeit einfach geändert werden kann. Man braucht nur die eine Baugruppe gegen eine andere zu tauschen und schon kann das Gerät in einer anderen Umgebung eingesetzt werden, eine grössere Entfernung überbrückt werden oder als Ersatzgerät universell eingesetzt werden.
Die anfangs erwähnte Notwendigkeit immer mehr Transceiver in einem einzigen Gerät mit immer höheren Datenraten unterbringen zu können und dazu noch eine maximale Flexibilität zu haben, haben
zu einem ungekannten Boom im Angebot der SFPs geführt. Wo es vor ca. 2 Jahren gerade mal 3
verschiedene Typen (850nm, 1310nm, 1550nm) für Gigabit Ethernet gab, findet man heute eine enorme Auswahl.
Wellenlänge
Geschwindigkeitsbereich
Entfernung
Bemerkungen
850nm
1 bis 2 Gbit/s
bis 550m
1310nm
100 Mbit/s bis 2,5 Gbit/s
bis 26 km
1550nm
100 Mbit/s bis 2,5 Gbit/s
bis 100 km
28 dB opt. Budget
CWDM
100 Mbit/s bis 2,5 Gbit/s
bis 90 km
1470 – 1610 nm
Die Kennzeichnung der Wellenlänge erfolgt
hier mit einem farbigen Verriegelungsbügel
Die Verfügbarkeit von SFPs mit
CWDM-Wellenlängen bietet ganz
neue Möglichkeiten die verschiedensten Anwendungen jederzeit
einfach und kostengünstig in einer
CWDM-Infrastruktur auf zu nehmen. Auch die nachträgliche Aufrüstung
mit
einer
CWDMWellenlänge ist jetzt unter Beibehaltung der vorhandenen Hardware
schnell möglich und bietet damit
einen optimalen Investitionsschutz.
LastMile-Geräte mit SFPs.
Seit Einführung der ersten Baugruppe mit SFPs im Jahre 2001 (TDM-4) hat die LastMile AG sich bei
der Entwicklung neuer Geräte und Lösungen konsequent dieser Technologie bedient. Die Produktpalette erstreckt sich inzwischen über mehrere Baugruppen für unterschiedlichste Einsatzgebiete und
Lösungen. Die nachfolgende Tabelle zeigt in Kurzform welche Geräte und Funktionen es bereits gibt
bzw. kurzfristig hinzu kommen werden.
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WP-SFP 2 / 2
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Baugruppe
Funktion
TDM-4
Bauform
SFPs
Tisch
Rack
Endgerät
Leitung
4-Kanal Lowspeed TDM
X
X
SFF
2
TDM-2
2-Kanal Highspeed TDM
X
X
2
2
OFX-1
Universeller 4-Port Konverter
X
X
2
2
XTU-1
Konverter mit Inband-Signalisierung
X
X
1
1
OFC-2
Konverter
X
X
1
1
WCM-2
DWDM Transponder
--
X
1
DWDM
MuXolution 1
1-Kanal CWDM-Komplettlösung
X
--
1
1
MuXolution 2
2-Kanal CWDM-Komplettlösung
X
--
2
2
X
--
SFF
1
MuXolution 4L 4-Kanal TDM/CWDM-Komplettlösung
Weitere Baugruppen mit SFPs sind bereits in der Planung bzw. Entwicklung, um die Produktpalette
weiter ab zu runden. Dazu gehören sowohl TDMs (Zeitmultiplexer) als auch Konverter für E1/T1 und
Ethernet/Fast Ethernet. Wie sich nämlich immer wieder zeigt, sind elektrische Schnittstellen immer
noch in grossen Mengen im Einsatz und werden auch weiter verwendet, trotz der weiten Verbreitung
von Gigabit Ethernet. Und sogar hier werden neuerdings elektrische Schnittstellen (1000BaseT) angeboten.
Netzwerktopologien mit LastMile-Geräte mit SFPs.
Mit der umfassenden Produktpalette und dem konsequentem Einsatz von SFPs ist es LastMile nicht
nur möglich viele Einzellösungen zu bieten, die in ihrer Flexibilität, Aufrüstbarkeit und Funktionalität
einmalig sind und einen bisher unerreichten Investitionsschutz bieten, sondern auch in sehr vielen
Netzwerk-Konfigurationen eingesetzt werden
können.
Angefangen bei einfachen
Punkt-zuPunkt und Punkt-zuMehrpunkt
Verbindungen über lineare
Add/Drop- und RingKonfigurationen bis
hin zu vollständig
vermaschten Strukturen sind weder der
Fantasie noch den
tatsächlichen Anforderungen
andere
Grenzen gesetzt als
die Physikalischen.
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WP-SFP 3 / 3
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Mit sämtlichen LastMile-Geräten ist es möglich einfache Strukturen mit einer einzelnen Wellenlänge
kostengünstig aufzubauen, danach jederzeit mit einfachsten Mitteln weitere Anwendungen hinzu zu
schalten und unter Beibehaltung der getätigten Investitionen sogar einzelne, separat angefangene
Strukturen miteinander zu kombinieren und damit Glasfaserleitungen einzusparen. Viele Geräte bieten
integriert die Möglichkeit eine Ersatzwegschaltung vorzunehmen, sei es alleine auf eine Glasfaserleitung oder mit einer eigenen Wellenlänge in einem CWDM-System.
Diagnose-Möglichkeiten.
Ein spezielles Kapitel im Zusammenhang mit SFPs ist die Möglichkeit mit dem XTU-1 die DiagnoseLeitung der SFPs auszulesen. Das XTU-1 wird in der Regel als Gerätepaar eingesetzt und dient dann
der Überwachung einer Glasfaserleitung auf OSI-Ebene 1, also der physikalischen Parameter. Damit
dies auch an einem entfernten Standort problemlos möglich ist wurde eine Inband-Signalisierung über
die Glasfaserleitung integriert. Die beiden SFPs in dem entfernten Gerät prüfen dabei kontinuierlich
verschiedenste Parameter und lösen eine Fehlermeldung über die Glasfaserleitung zum zentralen
XTU-1 aus, wenn bestimmte Grenzwerten über- oder unterschritten werden.
Screenshots XTU-1
Darstellung einer fehlerfreien Verbindung
Darstellung der Verbindung mit Fehlerangaben
In dem MSA der SFP-Herstellern wurde bereits von Anfang an eine sogenannte „Diagnose-Leitung“
definiert, die im XTU-1 über den integrierten NMS-Prozessor ausgewertet wird. Von den bis zu 120
Parametern, die in dem MSA beschrieben sind, sind die für Sendepegel, Empfangspegel, Loss of
Signal, Laser-Temperatur sowie Empfänger-Funktionalität sicher die Wichtigsten. Damit ist es nämlich
möglich eine eindeutige Aussage über Pegelwerte und die Funktionsfähigkeit aller optischen Schnittstellen einer Übertragungsstrecke zu treffen, ohne dass dazu ein Techniker mit einem Koffer voller
Messgeräten das Haus verlassen muss.
Für die jährliche Inventur kann es von grossem Vorteil sein, dass die SFPs über die Diagnose-Leitung
auch Auskunft geben können über Hersteller, Typ, Wellenlänge, Seriennummer, optische Sende- und
Empfangsleistung und vieles mehr.
Die Aussichten.
Es ist zu erwarten, dass es in nächster Zeit noch weitere Versionen der SFPs geben wird. Ausser
niedrigeren Übertragungsraten (unter 100 Mbit/s) stehen auch weitere CWDM-Wellenlängen im Bereich zwischen 1270 und 1450nm auf dem Programm. Und nicht zuletzt wäre auch eine elektrische
Schnittstelle (10/100/1000BaseT) im SFP-Format nicht zu verachten.
Was wir demnächst wahrscheinlich nicht sehen werden, ist ein SFP-Modul mit einem DWDM-Laser.
Der Grund dafür ist einfach, dass die SFP-Bauform zu klein ist um ausser dem DWDM-Laser und dem
Receiver auch noch die erforderliche Temperaturstabilisierung unterbringen zu können. Diese ist nämlich zwingend erforderlich, damit die Wellenlänge des Lasers unter allen (Temperatur) Umständen
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WP-SFP 4 / 4
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gleich bleibt. Wenn bei der CWDM-Technik eine Abweichung von 1 nm absolut kein Problem ist, würde dies bei der DWDM-Technik bereits ein Abdriften in eine andere Wellenlänge bedeuten.
Es ist jedoch zu erwarten, dass es demnächst steckbare DWDM-Transceiver in GBIC-Bauform geben
wird. Genauso arbeiten die Hersteller bereits an das nächste MSA, nämlich XFP – für steckbare optische Schnittstellen mit 10 Gbit/s.
Fazit.
Niedrige Einstiegskosten, grösstmögliche Flexibilität, einfache und kostengünstige Aufrüstung und
Investitionsschutz sind Themen, die heute genauso entscheidend sind bei der Auswahl von Übertragungskomponenten wie die technische Parameter. SFPs bieten viele Möglichkeiten neue Wege bei
der Flexibilität von optische Übertragungsnetze zu beschreiten, ohne die Kosten dabei aus den Augen
zu verlieren.
Wir bei LastMile werden die weiteren technischen Entwicklungen in diesem Bereich genau verfolgen
und wie bisher die sinnvollen Ergebnisse in intelligente Produktlösungen umsetzen.
Das spricht für SFPs !
Hohe Packungsdichte
Kostengünstiger Einstieg
Kompatibilität innerhalb der
LastMile-Plattform
Einfachste Aufrüstung
Mehr Variabilität
Niedrige Ersatzteilkosten
Mehr Flexibilität
Zukunftssichere Technik
Mehr Einsatzmöglichkeiten
Höchster Investitionsschutz
Informationen zu LastMile-Produkte und Lösungen erhalten Sie bei
LastMile AG
Voltastrasse 6
D-63128 Dietzenbach
Fon:
+49 6074 407 10-0
Fax:
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Email: [email protected]
Weiterführende technische Informationen zu SFPs finden Sie im Internet z.B. unter:
www.schelto.com
www.finisar.com
www.ritekom.com
www.itu.org
www.infineon.com
www.toshiba.com
www.xfpmsa.org
www.e2oinc.com
www.agilent.com
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