Оптические разъемы (коннекторы) в модулях sfp, sfp+ и xfp

10G SFP+

Когда мы говорим SFP+, мы подразумеваем оптику, но на самом деле это стандарт слота расширения, в который устанавливается интерфейсный модуль, так называемый трансивер, состоящий из оптического DFL/EML передатчика и электронного блока, который конвертирует световой сигнал в электронный. Если нужно соединить два устройства, имеющие SFP+ слоты и расположенные на расстоянии до 15 метров, то можно вообще обойтись без трансиверов, а задействовать медные кабели прямого подключения (DAC-кабели). Фактически, DAC — это медный экранированный  твинаксиальный кабель, с обоих сторон которого — SFP+ трансиверы, лишённые оптической части. Эти кабели делаются неразъёмными и обычно имеют длину от 1.5 до 3 метров. Чем обусловлена такая малая длина, догадаться не сложно — слабым процессором сетевого контроллера, созданного для оптической среды, невосприимчивой к помехам.

Оптические SFP+ трансиверы позволяют передавать данные на расстояние до 120 Км. Существуют и трансиверы для подключения к медной витой паре, но такое решение не используется массово из-за высокой стоимости данных модулей. Дело в том, что каждый такой трансивер самостоятельно обрабатывает алгоритмы коррекции ошибок, а значит имеет ECC-процессор. Говоря о традиционном 10-гигабитном подключении через SFP+ трансиверы, можно выделить следующие преимущества и недостатки:

Преимущества оптического подключения SFP+

• Низкая задержка сигнала
• Более низкое энергопотребление на длине кабеля до 100 метров
• Более дешёвое сетевое оборудование
• Большая распространённость по сравнению с 10GBASE-T
• Возможность использования существующих оптических кабелей

Недостатки SFP+

• На расстоянии от 5 до 100 метров оптика дороже из-за необходимости покупки трансиверов
• Сложность использования патч-панелей

Сравнение 10GBASE-T и SFP+

Вообще, если вы приобретаете оборудование с установленными сетевыми контроллерами (серверы, системы хранения данных, современные рабочие станции и игровые компьютеры), то 10GBASE-T с подключением по витой паре выйдет дешевле. При длине кабеля до 5 метров, часто даже можно использовать самый дешёвый кабель 5-й категории — это прекрасная альтернатива твинаксиальным DAC-ам. В условиях абсолютной экономии можно и вовсе подключать NAS к рабочему компьютеру напрямую обычным сетевым кабелем без использования сетевых коммутаторов. В этом плане 10GBASE-T полностью оправдывает своё предназначение дешевого решения, но картина меняется, когда вместо двух 10-гигабитных портов вы имеете дело с двумя тысячами.

Стандарт PHY, описывающий кодирование сигнала при передаче данных по медному кабелю, определяет время задержки приёма-передачи на уровне 2.6 микросекунд. SFP+ не использует кодировку пакетов, поэтому типичная задержка приёма-передачи составляет 300 наносекунд, то есть в 8.6 раз ниже. Чем больше портов на одном контроллере будет задействовано, тем больше будет разница в латентности. Так, уже на двух сетевых портах SFP+ будет иметь латентность 0.2 мкс, а 10GBASE-T — 5.2 мкс, уже в 25 раз.

Эта задержка уже видна невооружённым глазом, когда ты подключаешься к All-Flash-СХД, такой как Synology FS3017. При доступе по протоколу iSCSI время отклика между интерфейсом 10G BASE-T и SFP+ может составлять до 30%. в пользу последнего. Поэтому системы хранения данных, рассчитанные на транзакционную нагрузку и быстрое время отклика должны подключаться через оптические кабели. Ниже приведены результаты тестов материнской платы ASRock Rack EPC612D4U-2T8R со встроенной сетевой картой Intel X540-T2 при подключении по iSCSI.

Ещё одно немаловажное преимущество оптического кабеля — его тяжелее прослушать. Он не создаёт магнитное поле, в него невозможно сделать «врезку», поэтому с точки зрения защиты от шпионажа, оптика вне конкуренции

Какой интерфейс выбрать для 10-гигабитной сети?

Для дома и небольшого офиса -медный кабель, ведь топовые игровые материнские платы и настольные NAS-ы уже имеют встроенные 10-гигабитные контроллеры 10GBASE-T. Разницу в энергопотреблении вы, скорее всего, не ощутите даже за 10 лет.

Для небольших ЦОД-ов предприятия — обычная витая пара это настолько универсальное решение, что в маленьких серверных помещениях площадью около 40-50 кв.м., длины кабеля будет достаточно для любых интерконнектов. Экономия на брендовых трансиверах позволит 10 лет не задаваться вопросом об энергопотреблении и задержках.

Для крупных быстрорастущих компаний альтернативы оптике нет.

Михаил Дегтярёв (aka LIKE OFF)
23/08.2018

10GBASE-T

1Четвертое поколение технологии передачи данных по медному каналу (10GB BASE-T) призвано осуществить лёгкий переход от 1-Гигабитной сети к 10-Гигабитной без прокладки новых кабелей, но при этом обеспечить обратную совместимость с существующим сетевым оборудованием. 10-гигабитные сетевые карты с портами RJ45 могут работать на скоростях 1 Гигабит, 100 Мегабит и 10 Мегабит в секунду, поэтому допускают поэтапную модернизацию существующих сетевых соединений, включая патч-панели, коммутаторы и собственно провода.

Преимущества 10GBASE-T

• Дешёвые кабели
• Простая прокладка кабелей под прямым углом
• Возможность использования соединителей и патч-панелей

Недостатки 10GBASE-T

• Относительно высокое энергопотребление контроллера
• Существующие кабельные инфраструктуры с применением витой пары категории 5 и 5E могут быть не готовы к 10 Гигабитам
• Ограниченная длина кабеля — до 100 метров, что заставляет использовать коммутаторы с SFP+ Uplink-разъемами для прокладки сети в больших зданиях.

Основной недостаток медных сетевых кабелей — это их малая помехозащищённость и зависимость паразитных наводок от длины проводника. Чтобы бороться с помехами в медных кабелях, производители сетевого оборудования рекомендуют использовать кабели категории 6 и 6E с дополнительным экранированием и более плотным скручиванием. Обычно длина витка у кабеля категории Cat-5(e) 1.5-2 витка на сантиметр, а у категории Cat-6 — больше двух. Внутри одного кабеля каждая цветная пара также обладает различной длиной витка, основанной на простых числах. Длины витков подобраны таким образом, чтобы два различных витка никогда не совпадали. Если использовать самые дорогие экранированные SSTP-кабели, то такая сеть станет гораздо дороже оптической.