Когда в прошлом году я был в Белоруссии у одного из своих любимых заказчиков, услышал, как один из инженеров попросил своего коллегу:: “Тащи-ка еще жменьку сфпишек” :) . Оптические модули давно уже стали настолько повсеместно используемыми, что многие к ним уже относятся как к расходному материалу, а их количество меряют просто горстями :) .
На днях я по какой-то надобности открыл спецификацию на модуль SFP и вдруг понял, что некоторые обозначения и цыфирки для меня совершенно загадочны. Подумал, почитал и написал сие эссе…
Объяснение наиболее употребительных характеристик, взятых из спецификаций на современные модули SFP.
Up to 8.5Gbps - максимальная скорость передачи (
Transfer Rate). Обозначение Gbps (или Gbit/s или Gb/s) в зависимости от контекста может использоваться двумя способами: просто как название интерфейса, или для определения его реального Transfer Rate. Поэтому во избежание путаницы, интерфейсы, все же, лучше называть 1GFC, 2GFC, 4GFC, 8GFC и 16GFC. Теперь разберемся с Transfer Rate. При передаче, transceiver испускает лазерные импульсы с частотой 1,063GHz, 2,126GHz, 4,252GHz, 8,5GHz или 14,025GHz. Импульс соответствует одному биту данных. Стоп…. не так… не биту, а боду. И здесь это не синонимы, ведь на уровне FC-1 данные кодируются методом 8b/10b и каждые 8 бит информации передаются 10 бодами. Так что, метрика Gbit/s в данном конкретном случае используется не верно. Должно быть Gbod/s. Однако исторически сложилось, что в литературе принято использовать именно этот термин, так что расслабимся и просто будем помнить, что за ним стоит реально.
Tri-Rate 2.125/4.25/8.5 Gb/s Fibre Channel – поддержка работы в одном из трех (
triple) Transfer Rate. Обратите внимание, что на 1,063GHz современные 8GFC SFP уже не работают.
bi-directional data links – модуль SFP объединяет в себе сразу передатчик (
transmitter) и приемник (
receiver). Поэтому он поддерживает одновременную передачу и прием данных по двум линкам в рамках единого канала. Еще со времен радио, такие устройства называются
transceiver. Именно поэтому модули SFP являются трансиверами.
Duplex LC connector – сдвоенный разъем LC, совмещающий в едином пластиковом корпусе одновременно 2 оптоволоконных ввода. Намного удобнее, по сравнению с использованием двух отдельных линков. По крайней мере, не надо задумываться в какой разъем надо вставлять каждое волокно, чтобы передатчик на одном конце “светил” в приемник на другом… и никак по другому ;) . Сейчас большинство кабелей, сделанных заводским способом именно такие.
1310nm Fabry-Perot laser transmitter - полупроводниковый лазер с классическим резонатором Фабри-Перо (помните школьный курс физики? ;) ). Удивительно, но эта штука (в смысле резонатор, а не лазер) была придумана еще в 1899 г. французскими физиками Перо и Фабри и до сих пор активно используется. Он представляет собой два, параллельно расположенных и обращенных друг к другу зеркала, между которыми формируется резонансная стоячая оптическая волна. Одно из зеркал делается более пропускающим для вывода излучения в этом направлении. В настоящее время такой резонатор используется в длинноволновых модулях SFP.
850nm Oxide VCSEL laser transmitter - поверхностно-излучающий лазер с вертикальным резонатором (
Vertical Cavity Surface Emitting Laser). Полупроводниковый лазер, излучающий свет в направлении, перпендикулярном поверхности кристалла, в отличие от обычных лазерных диодов, излучающих в плоскости, параллельной поверхности. По сравнению с резонаторами Fabry-Perot, которые часто требуют специальных оптических элементов (
coupling) для ввода луча в волокно, VCSEL имеет резонатор, расположенный перпендикулярно плоскости подложки; а это, в свою очередь, облегчает тестирование лазеров в процессе производства и снижению стоимости их сборки. Пока чаще используются в коротковолновых модулях SFP.
FC-PI-4 compliance – соответствует 4 стандарту ANSI FC-PI (Fibre Channel - Physical Interface), описывающему электрические и оптические спецификации на нижнем физическом уровне FC-0 (что такое уровни FC еще помните?). FC-PI-4 содержит все требования предыдущих стандартов FC-PI, FC-PI-2 и SM-LL-V. Стандарт FC-PI-3 описывает требования к интерфейсам XFI+ для 10GFC, а FC-PI-5 – новые 16GFC интерфейсы.
SFF-8472 Diagnostic Monitoring Interface for Optical Transceivers – поддержка диагностических возможностей в соответствии с стандартом SFF-8472. Позволяет в режиме реального времени отслеживать такие параметры модуля, как мощность передаваемого и принимаемого сигнала, ток смещения лазера, температура корпуса и напряжение питания.
RoHS compliant and Lead Free – директива Restriction of Hazardous Substances, ограничивающая содержание вредных веществ, принятая Европейским Союзом и вступившая в силу в 2006 г. Она препятствует использованию в электронном оборудовании шести опасных веществ: свинец, ртуть, кадмий, шестивалентный хром, полибромированные бифенолы и полибромированный дифенол-эфир. Если техника не соответствует этой директиве, то продавать в Европе ее нельзя.
IEC 60825-1 Class 1 / CDRH Class 1 laser eye safe – класс 1 по стандартам безопасности лазерной аппаратуры. Соответствует лазерным системам очень малой мощности, не способным создавать опасный для человеческого глаза уровень облучения даже при долговременном прямом наблюдении. Звучит заманчиво, но, не смотря на это, смотреть все же не рекомендую ;)
Hot-pluggable SFP+ footprint - версия форм-фактора SFP, предназначенная для работы с 8GFC и 10GbE. С принятием стандарта SFP+ в 2009 г. был сделан ряд на первый взгляд не заметных, но значимых для стабильности передачи данных на высоких Transfer Rates изменений, например, улучшена геометрия контактов, изменена конструкция фиксирующей пружинки и т. д. Форм-фактор SFP+ полностью совместим с SFP.
В настоящий момент Brocade для своих 64-портовых 8Gbps плат поставляет модули форм-фактора miniSFP. По сравнению с SFP/SFP+ (14,8/12,4/56,7 мм) miniSFP (11,7/10,25/56.40 мм) имеют заметно меньшие размеры, что позволяет добиться большей плотности размещения портов на плате.
Metal enclosure, for lower EMI – для уменьшения уровня электромагнитных помех (
EMI, Electro-Magnetic Interference), модуль помещен в металлический кожух. Это так же позволяет увеличить плотность размещения портов.
Extended operating temperature range: -5°C to 85°C – рабочий температурный диапазон
Storage temperature –40°C to 100°C – температура хранения модулей. Заметьте, что хранить на сильном морозе можно, а вот работать лучше все-таки в отапливаемом помещении.
В следующей части вспомним физику, поговорим о "модной" специфике и о том, зачем укорачивать и удлинять волны...
