Umfassende Analyse des SFP -Moduls: Von den Grundlagen zu Anwendungen

I. Einführung

(I) die wichtige Position von SFP -Modul im Bereich der Kommunikation

In der modernen und sich schnell entwickelnden Kommunikationsnetzwerkarchitektur ist SFP (Small Form-Factor Pluggable), dh kleines Steckbetriebsmodul, zu einer wichtigen Grundkomponente geworden. Mit dem exponentiellen Wachstum des Datenverkehrs, unabhängig davon, ob es sich um den Hochgeschwindigkeitsaustausch und die Übertragung von massiven Daten innerhalb des Datenträgers oder die Interaktion mit Fern- und Langstrecken- und Großkapazitätsinformationen im Weiten-Bereich-Netzwerk oder im Enterprise-Campus-Netzwerk handelt, um den Anforderungen einer hohen Bandbreite und einer geringen Latenz für die tägliche Office-Expansion zu erfüllen. Es ist eines der Kernelemente, um einen effizienten und stabilen Betrieb des Netzwerks zu gewährleisten.

(Ii) Branchenentwicklungstrend und seine Auswirkungen auf das SFP -Modul

Gegenwärtig schreitet die Kommunikationsindustrie auf modernste Felder wie 5G, Internet der Dinge und Cloud Computing. Die groß angelegte Bereitstellung von 5G-Netzwerken hat extrem hohe Anforderungen an die Übertragungsrate und die Kapazität zwischen Basisstationen und Basisstationen und Kernnetzwerken vorgestellt. Das SFP -Modul muss eine höhere Rate aufweisen, z. B. sich von herkömmlichen 1 g und 10 g auf 25 g, 100 g oder sogar höhere Raten, um sich an die Verbindungen von Fronthaul-, Mittleren und Backhaul -Links von 5G -Netzwerken anzupassen. Der Aufstieg des Internet of Things hat es zig Milliarden von Geräten ermöglicht, auf das Netzwerk zuzugreifen, was das SFP-Modul dazu veranlasst hat, die Kosten und den Stromverbrauch kontinuierlich zu optimieren und gleichzeitig mehr Verbindungen zu unterstützen, um die Eigenschaften des geringen Stromverbrauchs und der großqualifizierten Bereitstellung von IoT-Geräten zu erfüllen. Die kräftige Entwicklung von Cloud Computing hat die kontinuierliche Expansion und Aufrüstung von Rechenzentren gefördert. Die Verbindung von Servern innerhalb von Rechenzentren, die Hochgeschwindigkeitskommunikation von Speichergeräten und Computerknoten beruhen alle auf das SFP-Modul, um Datenübertragung mit hoher Dichte und Hochgeschwindigkeit zu erreichen, was zu innovativen Anforderungen an das SFP-Modul in Bezug auf Leistung, Dichte und Kompatibilität geführt hat. 2. Grundüberblick über das SFP -Modul

(I) Definition und grundlegende Konzepte

Definition des SFP-Moduls: Das SFP-Modul ist ein heiß-swappbares kleines Paketmodul, das flexible optoelektronische Schnittstellenlösungen für Netzwerkgeräte (wie Switches, Router, Server-Netzwerkkarten usw.) bereitstellt. Es kann elektrische Signale in optische Signale für die optische Faserübertragung umwandeln oder umgekehrt empfangene optische Signale in elektrische Signale umwandeln, um eine effiziente Verbindung zwischen Netzwerkgeräten und optischen Glasfaserverbindungen zu erreichen. Diese Plug-and-Play-Funktion verbessert den Netzwerkbetrieb und die Wartungseffizienz um mehr als 30%und senkt die manuellen Wartungskosten erheblich.

Unterschiede zu anderen Modulen (wie GBIC usw.): Im Vergleich zum frühen Gigabit -Interface -Konverter (GBIC) hat das SFP -Modul eine signifikante Verringerung der Größe erreicht, wobei ein Volumen von nur etwa der Hälfte der von GBIC, was Netzwerkgeräten ermöglicht, mehr Ports in einem begrenzten Panelraum zu konfigurieren, wesentlich eine signifikante Verbesserung der Portdichte konfigurieren. In Bezug auf die Funktion ist das SFP -Modul, obwohl beide optoelektronische Konvertierungsfunktionen verfügen, in der Technologie fortgeschrittener, unterstützt höhere Datenübertragungsraten und erzielt eine bessere Leistung des Stromverbrauchs, der Wärmeableitung und der Kompatibilität. Beispielsweise unterstützt GBIC normalerweise eine maximale Rate von 1 Gbit / s, während das SFP -Modul nicht nur 1 Gbit / s problemlos verarbeiten kann, sondern auch auf 10 Gbit / s und höhere Raten erweitert. Nachdem ein bestimmtes Modell von Switch SFP -Anschlüsse angewendet hat, wird die Portdichte pro Fläche der Einheiten von 8 Ports in der GBIC -Ära auf 32 Ports erhöht, und die Raumnutzungsrate wird um das 4 -fache erhöht. ​
(Ii) Strukturanalyse

Internal components (lasers, detectors, etc.): The SFP MODULE is mainly composed of core components such as lasers (used to convert electrical signals into optical signals for emission, including vertical cavity surface emitting lasers VCSEL and edge emitting lasers EEL, and different types are suitable for different transmission distances and rate requirements), detectors (responsible for converting received optical signals back to electrical signals, common Einer sind Pin -Photodioden und Lawinen -Photodioden APD), Signalverarbeitungsschaltungen (Modulation, Demodulation, Verstärkung, Gestaltung usw. von elektrischen Signalen, um eine genaue Übertragung und Empfang von Signalen zu gewährleisten) und Kontrollschaltungen (zur Überwachung und Steuerung des Arbeitsstatus des Moduls, wie z. B. Temperatur, BIAS -Strom usw.). Wenn das 10G -SFP -Modul als Beispiel als VCSEL -Laser mit einer Wellenlänge von 850 nm arbeitet. Mit dem APD -Detektor kann es 300 Meter stabile Übertragung auf multimode optische Faser erreichen. ​
Externe Schnittstellendesign (LC-Schnittstelle usw.): Die externe Schnittstelle des SFP-Moduls nimmt normalerweise die LC-Schnittstelle (Lucent Connector) an, die die Vorteile von geringer Größe, bequemer Verbindung und Verkabelung mit hoher Dichte hat. Die LC-Schnittstelle ist ein Duplex-Design, das das Senden und Empfangen von optischen Signalen über zwei optische Faserschnittstellen realisiert, wodurch die Zwei-Wege-Übertragung von Daten gewährleistet ist. Das Plug-in-Design macht das Modul extrem bequem zu installieren und zu ersetzen, ohne komplexe Werkzeuge und berufliche Fähigkeiten zu erfordern und die Effizienz der Netzwerkbereitstellung und -wartung erheblich zu verbessern. Nachdem ein Rechenzentrum das SFP -Modul der LC -Schnittstelle übernommen hatte, wurde die Verkabelungszeit von 4 Stunden/Schrank der herkömmlichen Schnittstelle auf 1,5 Stunden verkürzt. ​
III. Arbeitsprinzip des SFP -Moduls
(I) photoelektrischer Umwandlungsmechanismus
Der Prozess der Umwandlung elektrischer Signale in optische Signale: Wenn das elektrische Signal des Netzwerkgeräts an das SFP -Modul übertragen wird, tritt zunächst in den Laserantriebskreis ein. Der Schaltkreis passt den Vorspannungsstrom genau an den Laser an die Amplitude und Frequenzänderungen des elektrischen Eingangssignals. Der Laser erzeugt durch den Vorspannungsstrom ein optisches Signal, das dem elektrischen Eingangssignal entspricht. Zum Beispiel gibt der Laser für das digitale Signal "1" eine starke optische Leistung aus. Für das digitale Signal "0" gibt der Laser eine schwache oder keine optische Leistung aus. Auf diese Weise wird die Umwandlung elektrischer Signale in optische Signale realisiert, und die konvertierten optischen Signale werden durch die optische Faserschnittstelle zur Übertragung in die optische Faser gekoppelt. Das SFP -Modul unter Verwendung der direkten Modulationstechnologie hat eine Modulationsrate von bis zu 28 Gbit / s, die den Fronthaul -Anforderungen des 5G -Netzwerks entspricht. ​
Der Prozess der Umwandlung von optischen Signalen in elektrische Signale: Am empfangenden Ende tritt das vom optische Faser übertragene optische Signal in den Detektor des SFP -Moduls ein. Der Detektor wandelt die empfangene optische Leistung in ein entsprechendes elektrisches Signal um. Das erzeugte elektrische Signal ist normalerweise sehr schwach und muss durch einen Vorverstärker verstärkt werden. Das amplifizierte elektrische Signal wird dann geformt und durch nachfolgende Signalverarbeitungsschaltungen zum ursprünglichen digitalen Signal wie die Begrenzung von Verstärkern und Entscheidungsschaltungen wiederhergestellt. Schließlich wird das verarbeitete elektrische Signal an die Netzwerkgeräte übertragen, um den Umwandlungsprozess von optischen Signalen auf elektrische Signale zu vervollständigen. Die fortschrittliche Ausgleichstechnologie kann die Empfindlichkeit gegenüber -28 dBm erhöhen und den Übertragungsabstand erweitern. ​
(Ii) Datenübertragungsprozess
Datenverarbeitung und -übertragung am Sendungsende: Am Sendungsende sendet das Netzwerkgerät die Daten, die in Form von elektrischen Signalen an das SFP -Modul übertragen werden sollen. Nach Eingabe des SFP-Moduls werden die Daten zunächst von der Codierungsschaltung wie 8B/10B-Codierung codiert, um die Zuverlässigkeits- und Anti-Interferenz-Fähigkeit der Datenübertragung zu verbessern. Die codierten Daten werden durch den Laserantrieb zum Laser moduliert, in ein optisches Signal umgewandelt und über die optische Faser gesendet. Während dieses Prozesses überwacht das SFP -Modul auch die Leistung des übertragenen optischen Signals, um sicherzustellen, dass die optische Signalstärke innerhalb des geeigneten Bereichs der optischen Faserübertragung liegt, um den effektiven Übertragungsabstand und die Qualität des Signals zu gewährleisten. Das von einem Bediener bereitgestellte 25G SFP28 -Modul steuert den optischen Leistungsschwankungsbereich innerhalb von ± 0,5 dB über die automatische Leistungssteuerfunktion. ​
Datenempfang und Wiederherstellung am empfangenden Ende: Am empfangenden Ende empfängt das SFP -Modul das optische Signal von der optischen Faser durch den Detektor und wandelt es in ein elektrisches Signal um. Nach der Vorverstärkung und Filterung tritt das elektrische Signal in die Dekodierungsschaltung ein, um das ursprüngliche Datensignal wiederherzustellen. Gleichzeitig überwacht das SFP -Modul am empfangenden Ende die Qualität des empfangenen Signals wie Indikatoren wie Bitfehlerrate. Wenn festgestellt wird, dass die Signalqualität schlecht ist, wird das Sendungsende über den Rückkopplungsmechanismus benachrichtigt, um die Sendeparameter anzupassen, oder das empfangene Signal wird korrigiert, um sicherzustellen, dass die Daten, die schließlich an das Netzwerkgerät übertragen werden, genau sind. Das in einem Rechenzentrum bereitgestellte 100G QSFP28-Modul verwendet die FEC-Vorwärtsfehlerkorrektologie, um die Bitfehlerrate von 10^-4 auf 10^-15 zu reduzieren. ​
Iv. Klassifizierung von SFP -Modularten
(I) Klassifizierung nach Übertragungsrate
1GBPS SFP -Modul: 1 Gbit / s SFP -Modul ist ein relativ grundlegender und gemeinsamer Typ, der in frühen Gigabit -Ethernet -Netzwerken häufig verwendet wird. In Enterprise Campus Networks wird es häufig verwendet, um Bürogeräte wie Desktop -Computer und Drucker mit Netzwerkschalter zu verbinden, um einen stabilen Gigabit -Netzwerkzugriff zu gewährleisten. Der Übertragungsabstand variiert je nach Art der verwendeten optischen Faser und Wellenlänge. Wenn die multimode optische Faser mit einer Wellenlänge von 850 nm übereinstimmt, kann der Übertragungsabstand im Allgemeinen etwa 550 m erreichen. Wenn die optische Einzelmodusfaser mit einer Wellenlänge von 1310 nm übereinstimmen, kann der Übertragungsabstand auf 10 km oder sogar weiter verlängert werden. Häufige Modelle umfassen SFP-1G-SX (Multimode-kurze Entfernung), SFP-1G-LX (Single-Mode-Fernentfernung) usw.
10Gbit / s SFP -Modul: Mit dem Wachstum der Bandbreitennachfrage nach Netzwerkanwendungen entstand das 10Gbit / s -SFP -Modul. Es wurde im internen Netzwerk von Rechenzentren für die Hochgeschwindigkeitsverbindung zwischen Servern, die Verbindung zwischen Speichergeräten und Servern in den Speicherbereichsnetzwerken (SANS) und anderen Szenarien häufig verwendet. Das SFP-Modul erreicht eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung von 10 Gbit / s durch Optimierung des internen Schaltungsdesigns und die Verwendung von Lasern mit höherer Geschwindigkeit, Detektoren und anderen Komponenten. In Bezug auf die Übertragungsentfernung kann bei neuen optischen Fasern wie OM3 und OM4 ein Übertragungsabstand von 300 m-500 m unterstützt werden. Wenn einmodische optische Faser mit 1310 nm und 1550 nm Wellenlängen verwendet werden, kann der Transmissionsabstand 10 km-40 km wie sfp-10g-sr (Multimode-Kurzdistanz), SFP-10g-LR (Single-Mode-Langdistanz) und andere Modelle erreichen. Google-Rechenzentren verwenden SFP -10G-SR-Module, um eine Hochgeschwindigkeitsverbindung zwischen den Racks zu erreichen. 25GBPS SFP28 -Modul: 25Gbit / s SFP28 -Modul ist ein Produkt, das sich an die höheren Bandbreitenanforderungen der 5G -Netzwerkkonstruktion und der Upgrades für das Rechenzentrum anpasst. In den Fronthaul- und Midhaul-Verbindungen von 5G-Basisstationen wird das SFP28-Modul verwendet, um Hochgeschwindigkeitsverbindung zwischen Basisstationsausrüstung und optischen Fasernetzwerken zu erzielen, um eine schnelle Übertragung von Basisstationsdaten zu gewährleisten. Im Rechenzentrum kann es verwendet werden, um die vorhandene Netzwerkarchitektur zu verbessern, die Übertragungsrate des Netzwerkschalters -Ports zu erhöhen und einen effizienteren Datenaustausch zu erreichen. Das SFP28 -Modul nimmt die fortschrittliche 28 -nm -Prozesstechnologie an, die den Stromverbrauch verringert und die Integration verbessert. In Bezug auf den Übertragungsabstand kann Multimode-Faser etwa 100 m bis 200 m unterstützen, und Single-Mode-Faser kann bei verschiedenen Wellenlängen wie SFP28-25G-SR (Multimode-kurze Abstand), SFP28-25G (Single-Mode-Langstrecke) usw. (Multimode-kurze Entfernung) usw. (Multimode-kurze Entfernung) usw. (Multimode-kurze Abstand) erzielen, und die Faser kann in Bezug auf die Übertragungsentfernung tragen.
Eine höhere Rate (z. B. 100 Gbit / s QSFP28 und andere Derivatarten): Um die extreme Nachfrage nach Hochgeschwindigkeitsübertragung von massiven Daten in extrem großen Datenzentren zu befriedigen, sind Hochleistungs-Computing und andere Felder, höhere Rate-Module wie 100 Gbps QSFP28 aufgetaucht. Das QSFP28-Modul verwendet ein Vierkanal-Design, und die Datenübertragungsrate jedes Kanals kann 25 Gbit / s erreichen. Die vier Kanäle arbeiten parallel, um eine Gesamtübertragungsrate von 100 Gbit / s zu erreichen. In der Kernnetzwerkschicht des Rechenzentrums werden QSFP28-Module für die Hochgeschwindigkeitsverbindung zwischen Schalter verwendet, um ein Datenübertragungsnetzwerk mit hoher Bandübertragung mit niedriger Latenz mit hoher Bande zu erstellen. Sein Übertragungsabstand kann bei multi-mode-optischen Fasern etwa 100 m erreichen, und die optische Faser mit unterschiedlichen Wellenlängen mit einer Langstreckenübertragung von 40 km-80 km wie qSFP28-100G-SR4 (Multi-Mode-Kurzstrecken), QSFP28-100G-LR4 (Single-Modus-Langstrecken) und andere Modelle. Mit der Entwicklung der Technologie wird die Übertragungsleistung ständig optimiert und die Anwendungsszenarien erweitert. AWS-Rechenzentren verwenden QSFP28-100G-LR4-Module, um ein globales Backbone-Netzwerk aufzubauen. ​
(Ii) Klassifizierung durch Übertragungsmedium
Multi-Mode-SFP-Modul: Das Multi-Mode-SFP-Modul eignet sich für Kurzstrecken-Kommunikationsszenarien mit hoher Bandbreite, z. B. Verbindungen zwischen Gebäuden innerhalb von Unternehmensnetzwerken Campus-Netzwerke und zwischen Racks innerhalb von Rechenzentren. Es verwendet multimode optische Faser als Übertragungsmedium. Der Kerndurchmesser von multimoden optischen Fasern ist relativ dick (üblicherweise 50 & mgr; m oder 62,5 μm), sodass mehrere Lichtmodi darin übertragen werden können. Das Multimode -SFP -Modul verwendet normalerweise 850 nm Wellenlängen -VCSEL -Laser als Lichtquelle. Aufgrund der Modus -Dispersion, wenn Licht in multimoden optischen Fasern übertragen wird, wird das Signal mit zunehmendem Übertragungsabstand verzerrt. Daher ist seine Übertragungsabstand im Allgemeinen kurz. Bei einer Geschwindigkeit von 1 Gbit / s kann der Übertragungsabstand mit gewöhnlicher multimode optische Faser 550 m erreichen. Bei 10 Gbit / s und höheren Raten muss es mit neuen multimoden optischen Fasern wie OM3 und OM4 abgestimmt werden, und der Übertragungsabstand kann auf etwa 300 m-500 m erhöht werden. Das Multimode -SFP -Modul hat die Vorteile relativ niedriger Kosten und einfacher Installation und Wartung. Es eignet sich für Szenarien zur Netzwerkbereitstellung, für die keine hohe Übertragungsentfernung erforderlich ist, sondern für die Kosten empfindlich ist.
Ein-Mode-SFP-Modul: Ein-Mode-SFP-Modul wird hauptsächlich für Fernstöcke, Datenübertragung mit großer Kapazität verwendet, z. Es verwendet einmodische optische Faser als Übertragungsmedium. Der Kerndurchmesser von Einzelmodus-optischen Fasern ist relativ dünn (normalerweise 9 μm), wodurch nur ein optischer Modus darin übertragen werden kann, wodurch die Dispersion der Modus erheblich reduziert wird, um eine längere Entfernungsübertragung zu erreichen. Single-Mode-SFP-Modul

E verwendet im Allgemeinen Aallaser mit einer Wellenlänge von 1310 nm oder 1550 nm als Lichtquelle. Bei einer Wellenlänge von 1310 nm kann der Übertragungsabstand 10 km bis 20 km erreichen. Bei einer Wellenlänge von 1550 nm mit dem entsprechenden optischen Verstärker kann der Übertragungsabstand auf 40 km-160 km oder sogar noch weiter verlängert werden. Obwohl die Kosten des Single-Mode-SFP-Moduls relativ hoch sind, hat es unvergleichliche Vorteile bei der Fernübertragung und kann die Stabilität und Zuverlässigkeit des Signals während der Fernübertragung sicherstellen.
(Iii) Spezialfunktionstyp

BIDI SFP -Modul (Bidirektionalübertragungsmodul): BIDI (Bidirektional) SFP -Modul ist ein bidirektionales Übertragungsmodul, das die bidirektionale Übertragung von Daten zu einer optischen Faser realisiert und effektiv optische Glasfaserressourcen sparen. Sein Arbeitsprinzip besteht darin, die Multiplexing -Technologie der Wellenlänge zu verwenden, um die übertragenen und empfangenen optischen Signale auf unterschiedliche Wellenlängen zu modulieren und sie in derselben optischen Faser zu übertragen. Beispielsweise moduliert das gemeinsame BIDI -SFP -Modul das Sendungssignal auf 1310 nm Wellenlänge und das Empfangssignal auf 1550 nm Wellenlänge und realisiert die Trennung und Übertragung bidirektionaler Signale durch spezielle Filter- und Kopplungsgeräte. In einigen alten Netzwerk-Upgrade-Szenarien mit engen Faserressourcen oder Orten, die äußerst sensibel und schwierig zu verdrahten, wie kleine Unternehmensnetzwerke und Kommunikationsnetzwerke in entfernten Bereichen haben das Bidi SFP-Modul erhebliche Vorteile. Es kann nicht nur die Netzwerkkommunikationsanforderungen entsprechen, sondern auch die Kosten- und Bauschwerpunkte der Faserablage reduzieren. Die Renovierung einer alten Community verwendet Bidi -SFP -Module und spart 50% der Faserressourcen. ​
CWDM -SFP -Modul (Multiplex -Modul der Grobwellenlänge): CWDM (grobwellenlänge Abteilung Multiplexing) SFP -Modul ist ein multiplexes Modul der groben Wellenlänge, das die Übertragungskapazität der optischen Faser durch Multiplexing -Multiplexing -Signale unterschiedlicher Wellenlänge derselben Wellenlänge erheblich verbessert. Das CWDM -SFP -Modul verwendet normalerweise 8 oder 16 Wellenlängen im Wellenlängenbereich von 1270 nm - 1610 nm, wobei jedes Wellenlängenintervall von etwa 20 nm. Im Metropolitan Area Network können die Daten mehrerer Benutzer über eine optische Faser mit dem Kernknoten über das CWDM -SFP -Modul verschiedener Wellenlängen multiplexiert werden, wodurch die effiziente Verwendung von optischen Faserressourcen realisiert wird. Im Vergleich zur herkömmlichen Übertragung mit einer Wellenlänge muss das CWDM-SFP-Modul keine große Menge an optischer Faser legen, wodurch die Baukosten und die Komplexität des optischen Fasermanagements reduziert werden. ​
DWDM -SFP -Modul (Multiplexing -Modul der dichten Wellenlängenabteilung): DWDM (dichte Wellenlängenabteilung Multiplexing) SFP -Modul ist ein Multiplexing -Modul der dichten Wellenlängenabteilung. Im Vergleich zu CWDM kann es mehr optische Signale in einem engeren Wellenlängenintervall multiplexen, um eine höhere optische Faserübertragungskapazität zu erzielen. Das DWDM -SFP -Modul verwendet im Allgemeinen einen Wellenlängenbereich von 1530 nm - 1565 nm mit einem Wellenlängenintervall von nur 0,4 nm oder weniger und kann 80 oder mehr Wellenlängen auf einer einzelnen optischen Faser multiplexen. Das DWDM-SFP-Modul spielt eine Schlüsselrolle in Szenarien mit extrem hohen Anforderungen an die Übertragungskapazität, wie z. Durch die DWDM -Technologie kann eine einzelne optische Faser eine Datenübertragungsrate von mehreren Terabits oder sogar höher tragen, was den Bedürfnissen der schnellen Übertragung massiver Daten weltweit erfüllt. Obwohl die Ausrüstungskosten und die technische Komplexität des DWDM-SFP-Moduls hoch sind, überschreiten die wirtschaftlichen Vorteile und die Verbesserung der Netzwerkleistung die Kosteninvestitionen im Anwendungsszenario der Übertragung von Langstrecken und Übertragung mit großer Kapazität.
V. SFP Modul Anwendungsfeld
(I) Rechenzentrum
Serververbindung: Im Rechenzentrum wird das SFP -Modul häufig für die Verbindung zwischen Servern verwendet. Mit der Popularisierung von Anwendungen wie Cloud -Computing und Big -Data -Analyse müssen Server in Rechenzentren Daten mit hoher Geschwindigkeit und stabil austauschen. Module wie SFP, SFP28 und QSFP28 mit einer Rate von 10 Gbit / s und höher werden häufig verwendet, um Server-Netzwerkkarten und Netzwerkschalter zu verbinden, wodurch die Freigabe von Hochgeschwindigkeitsdaten und die kollaborativen Arbeiten innerhalb von Serverclustern realisiert werden. In groß angelegten Cloud-Computing-Rechenzentren werden beispielsweise mehrere Server durch 100-GBPS-QSFP28-Module an Kernschalter angeschlossen, um sicherzustellen, dass Vorgänge wie virtuelle Maschinenmigration, Datensicherung und -wiederholung in kurzer Zeit abgeschlossen werden können, wodurch die Betriebswirkungsgrad und die Servicequalität des Datenzentrums verbessert werden können.
SAND -Netzwerk (Speicherplatznetzwerk): In einem Speicherbereichsnetzwerk wird das SFP -Modul verwendet, um Speichergeräte (z. B. Festplattenarrays, Bandbibliotheken usw.) an Server oder Speicherschalter anzuschließen. Mit dem explosiven Wachstum des Unternehmensdatenvolumens hat SAN höhere Anforderungen für die Stabilität und Geschwindigkeit der Datenübertragung. Die Finanzbranche als Beispiel, Banktransaktionsdaten, Kundeninformationen usw. müssen in Echtzeit gespeichert und gesichert werden. Das SFP-Modul des Faserkanals von 16 Gbit / s oder 32 Gbit / s kann eine Hochgeschwindigkeits- und stabile Übertragung von Daten zwischen Speichergeräten und Servern sicherstellen.
(Ii) Telekommunikationsbetreibernetzwerk
5G Basisstation Übertragung: In der 5G -Netzwerkarchitektur ist das SFP -Modul die Kernkomponente der Basisstationsübertragungsverbindung. In der Fronthaul der Basisstation erreicht das 25G SFP28 -Modul eine effiziente Verbindung zwischen der verteilten Einheit (DU) und der aktiven Antenneneinheit (AAU) mit hohen Geschwindigkeits- und Miniaturisierungsvorteilen; In den Links von Midhaul und Backhaul müssen 100G QSFP28 oder sogar 400G QSFP-DD-Module gemäß Abstand und Kapazität ausgewählt werden. Gleichzeitig haben die Betreiber mit der weiteren Nachfrage nach Übertragungsbandbreite von 5G-Advanced in der Zukunft mit dem Testen von 50G-SFP56-Modulen begonnen, um sich auf Netzwerk-Upgrades vorzubereiten. ​
Faser-Breitbandzugriff (FTTH usw.): Im Szenario von Faser-to-the-Home (FTTH) erstellt das SFP-Modul einen Hochgeschwindigkeitsdatenkanal zwischen dem optischen Linienanschluss (OLT) und der optischen Netzwerkeinheit (ONU). Mit der Nachfrage von 8-km-Videos, VR-Anwendungen usw. werden die 10G-EPON- und XG-PON-Technologien allmählich beliebt, und 10G-SFP-Module sind zur Standardkonfiguration von OLT-Geräten geworden.
(Iii) Enterprise -Netzwerk

Backbone-Verbindung des Campus-Netzwerks: Im Enterprise Campus Network erfordern die Backbone-Verbindungen zwischen verschiedenen Gebäuden Verbindungen mit hoher Bandbreite und niedriger Latenz. 10G- oder 25G -SFP -Module werden häufig verwendet, um den Campus -Kernschalter und den Gebäudeschalter zu verbinden, um die stabile Übertragung von Sprach-, Videokonferenz- und Geschäftssystemdaten sicherzustellen. Ein großer Fertigungsunternehmenspark baute beispielsweise ein Backbone-Netzwerk auf, indem 25G-SFP28-Module eingesetzt wurden, wodurch die Hochgeschwindigkeitsverbindung zwischen verschiedenen Fabrikgebieten und Bürogebäuden realisiert wurde, um die Interaktion zwischen Produktionsmanagementsystemen und ERP-Systemen in Echtzeit zu gewährleisten und die gesamte Betriebswirksamkeit des Unternehmens zu verbessern. Gleichzeitig haben einige Unternehmen begonnen, CWDM -SFP -Module zu verwenden, um mehrere Dienste für eine optische Faser zu übernehmen, wodurch die Netzwerkarchitektur vereinfacht und gleichzeitig die Verkabelungskosten gesenkt werden. ​
Branch Office Interconnection: Für weit verbreitete Unternehmensbüros für Unternehmen bietet SFP -Modul eine flexible Lösung für die Verbindung mit dem Hauptquartiernetzwerk. Single-Mode-SFP-Module, kombiniert mit gemieteten Bedienungsleitungen, können eine lange Distanz-, sichere und zuverlässige Datenübertragung erreichen. Kleine Zweige können BIDI-SFP-Module verwenden, um mithilfe einer einzigen optischen Faser eine Zwei-Wege-Kommunikation zu erreichen, wodurch optische Faserressourcen gespeichert werden.
Vi. Herausforderungen und Antworten der SFP -Modulindustrie
(I) Technische Herausforderungen

Signalintegrität bei hohen Raten: Wenn die Übertragungsrate auf 100 g oder sogar 400 g steigt, werden die Signalschwächung, das Übersprechen und Jitterprobleme schwerwiegender. Die Hersteller müssen die Signalintegrität sicherstellen, indem sie die Leistung der Laser- und Detektoren optimieren und die Signalverarbeitungsalgorithmen verbessern, z. Beispielsweise erhöht die PAM4-Modulationstechnologie im 400G-QSFP-DD-Modul die Anzahl der pro Symbol übertragenen Bits auf 4 Bits, wodurch die Übertragungsrate effektiv verbessert wird, aber auch höhere Anforderungen an die Signalverarbeitung platziert.
Stromverbrauch und Wärmeableitungskontrolle: Der Stromverbrauch von Hochgeschwindigkeits-SFP-Modulen hat erheblich zugenommen. Beispielsweise kann der Stromverbrauch von 100G QSFP28-Modulen 7-8W erreichen. Der zentralisierte Einsatz einer großen Anzahl von Modulen führt zu Wärmeableitungen. Zu diesem Zweck verwenden Hersteller neue Halbleitermaterialien und optimieren die Schaltkreisdesign, um den Stromverbrauch zu verringern, gleichzeitig die Modulverpackungsstruktur zu verbessern und die Leistung der Wärmeableitungen zu verbessern, z. ​
(Ii) Marktherausforderungen
Kostendruck: Angetrieben von 5G -Konstruktions- und Rechenzentrumsausdehnung ist die Nachfrage nach SFP -Modulen erheblich zugenommen, aber der Marktwettbewerb ist heftig und die Preise sinken ständig. Hersteller müssen die Kosten durch groß angelegte Produktion und technologische Innovation senken und differenzierte Produkte wie maßgeschneiderte Module für den spezifischen Industrieanforderungen entwickeln, um den Produktverwertungswert zu steigern. ​
Kompatibilität und Interoperabilität: Möglicherweise gibt es Kompatibilitätsprobleme zwischen SFP -Modulen und Netzwerkgeräten verschiedener Hersteller. Branchenorganisationen wie MSA (Multi-Source-Vereinbarung) sorgen für die Interoperabilität von Produkten verschiedener Hersteller, indem sie einheitliche Standards formulieren. Benutzer müssen auch die Kompatibilität von Modulen und Geräten beim Kauf streng testen, um Netzwerkausfälle zu vermeiden.
Vii. Zukünftiger Entwicklungstrend des SFP -Moduls
Höhere Übertragungsrate: Mit der Entwicklung von Technologien wie künstlicher Intelligenz und Big Data wächst die Nachfrage nach Übertragungsrate weiter. 400G, 800G und sogar 1,6 -t -SFP -Module haben in die Forschungs- und Entwicklungs- und Testphase eingetreten und werden in Zukunft allmählich kommerzialisiert. ​
Integration und Intelligenz: SFP-Module integrieren weitere Funktionen, z. Gleichzeitig werden sie tief in das Verwaltungssystem von Netzwerkausrüstungen integriert, um das intelligente Niveau des Netzwerkbetriebs und der Wartung zu verbessern. ​
Grüne Energieeinsparung: Geräte mit geringer Leistung und energiesparenden Designs werden verwendet, um den Stromverbrauch des Moduls zu verringern, was den umweltfreundlichen Entwicklungsbedarf von Rechenzentren und Kommunikationsnetzwerken entspricht. Beispielsweise haben einige Hersteller 100G SFP -Module mit Stromverbrauch unter 5 W auf den Markt gebracht, um den Energieverbrauch und die Wärmeableitungskosten zu senken. ​
Erweiterung neuer Anwendungsszenarien: Mit der Entwicklung modernster Technologien wie 6G und Quantenkommunikation spielen SFP-Module eine Rolle in weiteren Bereichen, wie z.
Viii. Schlussfolgerung
Das SFP -Modul ist aufgrund seiner Flexibilität, hoher Leistung und großer Anwendbarkeit zu einer unverzichtbaren Schlüsselkomponente moderner Kommunikationsnetzwerke geworden. Von Rechenzentren bis hin zu Telekommunikationsnetzwerken, von Unternehmensgeländen bis hin zu Heimnutzern, unterstützt das SFP -Modul die effiziente Übertragung massiver Daten. Trotz der doppelten Herausforderungen von Technologie und Markt, die von der kontinuierlichen Innovation der Branche angetrieben wird, wird sich SFP -Modul in Richtung höherer Geschwindigkeit, geringer Stromverbrauch und mehr Intelligenz entwickeln, was eine solide Garantie für das Upgrade und die Transformation künftiger Kommunikationsnetzwerke bietet.