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SFP（Small Form-factor Pluggable）は、電気通信とデータ通信の両方のアプリケーションで使用される、コンパクトでホットプラグ可能なネットワークインターフェースモジュール形式です。ネットワークハードウェア上のSFPインターフェースは、光ファイバーケーブルや銅線ケーブルなどのメディア固有のトランシーバー用のモジュラースロットです。 [1]固定インターフェース（イーサネットスイッチのモジュラーコネクタなど）と比較してSFPを使用する利点は、個々のポートに必要に応じて異なるタイプのトランシーバーを装備できることです。その大部分には、光回線端末、ネットワークカード、スイッチ、ルーターが含まれます。
フォームファクタと電気的インタフェースは、スモールフォームファクタ委員会の支援の下、マルチソースアグリーメント（MSA）によって規定されています。[2] SFPは、ほとんどのアプリケーションでより大きなギガビットインタフェースコンバータ（GBIC）に取って代わり、一部のベンダーからはミニGBICと呼ばれています。[3]
SFPトランシーバーは、同期光ネットワーク（SONET）、ギガビットイーサネット、ファイバチャネル、PON、およびその他の通信規格をサポートしています。導入時の一般的な速度は、イーサネットSFPで1Gbit/s 、ファイバチャネルSFPモジュールで最大4Gbit/sでした。 [4] 2006年には、SFP+仕様により速度が最大10Gbit/sになり、2014年に導入されたSFP28のイテレーション[5]は、25Gbit/sの速度で設計されています。[6]
少し大きい兄弟製品として、4レーンのQuad Small Form-factor Pluggable ( QSFP )があります。追加レーンにより、対応するSFPの4倍の速度が可能になります。2014年には、最高速度100 Gbit/sのQSFP28バリアントが公開されました。[7] 2019年には、関連性の高いQSFP56が標準化され[8]、最高速度が200 Gbit/sに倍増し、主要ベンダーから製品がすでに販売されています。[9] SFPトランシーバーをQSFPポートに配置できる安価なアダプターがあります。
2レーンで100Gbit/sを可能にするSFP-DD [ 10]と、 8レーンで400Gbit/sを可能にするQSFP-DD [11] の両方の仕様が公開されています。[12]これらは、それぞれの前身と直接下位互換性のあるフォームファクタを使用しています。 [13]
さらに大きな兄弟であるOSFP（Octal Small Format Pluggable）は、ネットワーク機器間の800 Gbit/sリンクが可能な製品を2022年にリリースする予定です[14] 。これはQSFPフォームファクタよりもわずかに大きいバージョンで、より大きな電力出力が可能です。OSFP規格は2016年に最初に発表されました[15]。 2021年にリリースされたバージョン4.0では、8× 100 Gbit/sの電気データレーンを介して800 Gbit/sが可能になりました。[16]支持者は、低コストのアダプタによりQSFPモジュールとの下位互換性が可能になると述べています。[17]
SFPタイプ
SFP トランシーバーは、さまざまな送信機および受信機仕様で利用可能であり、ユーザーは各リンクに適切なトランシーバーを選択して、利用可能なメディア タイプ (ツイスト ペアまたはツイナックス銅ケーブル、マルチモードまたはシングルモードファイバー ケーブルなど) で必要な光または電気範囲を提供できます。トランシーバーは、伝送速度によっても指定されます。SFP モジュールは、一般的にいくつかの異なるカテゴリで利用可能です。
QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP56 は、それぞれ SFP/SFP+/SFP28 または SFP56 と電気的に下位互換性があるように設計されていることに注意してください。シンプルなアダプタまたは特別な直接接続ケーブルを使用すると、QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP56 フォーム ファクタで提供される 4 つのレーンではなく、1 つのレーンだけでこれらのインターフェイスを接続できます。同じことが、4/2/1 レーンにダウングレードして動作できる 8 レーンの QSFP-DD フォーム ファクタにも当てはまります。
100 メガビット/秒スピーピー
- マルチモードファイバー、LCコネクタ、黒またはベージュのカラーコード
付き
- SX – 850 nm、最大550 m
- マルチモードファイバー、LCコネクタ、青色コード 付き
- シングルモードファイバー、LCコネクタ、青色コード 付き
- シングルモードファイバー、LCコネクタ、緑色のコード
付き
- ZX – 1550 nm、距離最大 80 km (ファイバーパス損失による)
- EZX – 1550 nm、距離最大160 km（ファイバーパス損失による）
- シングルモードファイバー、LCコネクタ、双方向、青と黄色の カラーコード
付き
- BX (正式にはBX10 ) – 1550 nm/1310 nm、シングル ファイバー双方向 100 Mbit SFP トランシーバー。アップリンクとダウンリンク用にそれぞれBX-U (青) とBX-D (黄) としてペアになっており、距離も最大 10 km です。双方向 SFP のバリエーションも製造されており、リンク長が最大 40 km の高送信電力バージョンもあります。
- 銅ツイストペアケーブル、8P8C (RJ-45) コネクタ
- 100BASE-TX – 最大距離 100 m。
1 ギガビット/秒スピーピー
- 1対1. 25 Gbit/sマルチモードファイバー、LCコネクタ、黒またはベージュの抽出レバー付き[2]
- SX – 850 nm、 1.25 Gbit/s （ギガビットイーサネット） で最大550m 。その他のマルチモードSFPアプリケーションは、より短い距離でさらに高い速度をサポートします。[20]
- 1対1。25 Gbit/sマルチモードファイバー、LCコネクタ、抽出レバーの色は標準化されていません
- SX+/MX/LSX/LX（メーカーによって名称は異なる）– 1310 nm、距離最大2km。[21] SXまたは100BASE-FXとは互換性がありません。LXに基づいていますが、LXをマルチモードに適合させるために一般的に使用されるモード調整ケーブルではなく、標準のマルチモードパッチケーブルを使用してマルチモードファイバーで動作するように設計されています。
- 1～2. 5Gbit/sシングルモードファイバー、LCコネクタ、青色抽出レバー付き[2]
- LX – 1310 nm、最大距離 10 km (当初、LX は5 km しかカバーせず、後に 10 km のLX10 が続きました)
- EX – 1310 nm、距離最大40 km
- ZX – 1550 nm、距離最大 80 km (ファイバーパス損失による)、緑色の抽出レバー付き (GLC-ZX-SM1 を参照)
- EZX – 1550 nm、距離最大160 km（ファイバーパス損失による）
- BX（正式にはBX10）–1490 nm / 1310 nm、シングルファイバー双方向ギガビットSFPトランシーバー、アップリンクとダウンリンク用にそれぞれBX-UとBX-Dとしてペアになっており、距離も最大10kmです。[22] [23]双方向SFPのバリエーションも製造されており、片方向に1550 nmを使用し、リンク長が最大80kmの高送信電力バージョンもあります。
- 1550 nm 40 km ( XD )、80 km ( ZX )、120 km ( EXまたはEZX )
- SFSW – 単一ファイバー単一波長トランシーバー。単一ファイバー上で双方向トラフィックを実現します。CWDMと組み合わせることで、ファイバーリンクのトラフィック密度が2倍になります。[24] [25]
- さまざまな波長の粗波長分割多重(CWDM) および高密度波長分割多重(DWDM) トランシーバーは、さまざまな最大距離を実現します。CWDM および DWDM トランシーバーは通常、40、80、および 120 km のリンク距離をサポートします。
- 1 Gbit/s銅ツイストペアケーブル、8P8C (RJ-45) コネクタ
- 1000BASE-T – これらのモジュールには、物理コーディングサブレイヤーの再コーディング[26] 用の重要なインターフェイス回路が組み込まれており、特定のラインコードのため、ギガビットイーサネットでのみ使用できます。ファイバーチャネルやSONETとは互換性がありません（正確には、同等のものはありません）。ほとんどのルーターやスイッチに統合されているほとんどの非SFPの銅線1000BASE-Tポートとは異なり、1000BASE-T SFPは通常、100BASE-TXの速度で動作できません。
- 100Mbit/s銅線および光回線 – 一部のベンダーは、光ファイバー・トゥ・ザ・ホームアプリケーションや従来の100BASE-FX回線の代替として、100Mbit/sの制限付きSFPを出荷しています。これらは比較的珍しく、 100Mbit/s SFPと混同されやすいです。[27]
- 公式の仕様書には記載されていないが、元のSFP規格の最大データレートは5Gbit/sである。[28]これは最終的に4GFCファイバーチャネルとDDRインフィニバンドの両方で使用され、特に4レーンのQSFP形式で使用された。
- 近年、[いつ? ] 2.5GBASE-T [29]および5GBASE-T [30]を備えたSFPで2.5Gbit/sおよび5Gbit/sのイーサネット速度を可能にするSFPトランシーバーが開発されました。
10 ギガビット/秒イーサネット
SFP + ( enhanced small form-factor pluggable ) は、最大 16 Gbit/s のデータ レートをサポートする SFP の拡張バージョンです。SFP+ 仕様は 2006 年 5 月 9 日に初めて公開され、バージョン 4.1 は 2009 年 7 月 6 日に公開されました。[31] SFP+ は、 8 Gbit/s ファイバー チャネル、10 ギガビット イーサネット、および光トランスポート ネットワーク標準 OTU2 をサポートしています。これは、多くのネットワーク コンポーネント ベンダーによってサポートされている一般的な業界形式です。SFP+ 標準では16 Gbit/sファイバー チャネルについては言及されていませんが、この速度で使用できます。[32]データ レートの他に、8 Gbit/s ファイバー チャネルと16 Gbit/sファイバー チャネルの主な違いはエンコード方法です。16Gbit/sに使用される64b/66bエンコーディングは、 8Gbit /sに使用される8b/10bよりも効率的なエンコーディングメカニズムであり、ラインレートを2倍にすることなくデータレートを2倍にすることができます。16GFCは実際には16Gbit/sシグナリングをどこにも使用していません。8GFCの2倍のスループットを実現するために、 14.025Gbit/sのラインレートを使用しています。[33]
SFP+ では、専用トランシーバーを使用せずに 2 つの SFP+ ポートを接続するためのダイレクト アタッチも導入されています。ダイレクト アタッチ ケーブル (DAC) には、パッシブ (最大 7 m)、アクティブ (最大 15 m)、アクティブ オプティカル (AOC、最大 100 m) のバリエーションがあります。
10 Gbit/s SFP+モジュールは通常のSFPと全く同じ寸法であるため、機器メーカーは24ポートおよび48ポートスイッチやモジュラーラインカードの既存の物理設計を再利用できます。以前のXENPAKまたはXFPモジュールと比較すると、SFP+モジュールでは、モジュール内ではなくホストボード上に実装する回路が多くなります。[34]アクティブ電子アダプターを使用することで、SFP+モジュールはXENPAKポート[35]およびX2ポート[ 36 ]を備えた古い機器でも使用できます。 [37]
SFP+モジュールは、制限型または線形型として説明できます。これは、内蔵電子機器の機能を表します。制限型SFP+モジュールには、（劣化した）受信信号を再形成する信号増幅器が含まれていますが、線形モジュールには含まれていません。線形モジュールは主に10GBASE-LRMなどの低帯域幅規格で使用されます。それ以外の場合は、制限型モジュールが好まれます。[38]
25 ギガビット/秒SFP28
SFP28は、通常4× 25Gbit/sデータレーンで実装される100ギガビットイーサネットインターフェースから進化した25Gbit/sインターフェースです。機械寸法はSFPおよびSFP+と同一で、SFP28は1つの28Gbit/sレーン[39]を実装し、エンコードオーバーヘッドを含む25Gbit/sのデータに対応します。[40]
SFP28モジュールは、シングル[41]またはマルチモード[42]ファイバー接続、アクティブ光ケーブル[43]、および直接接続銅線[ 44]をサポートしています。 [45]
CSFP の
コンパクトなスモールフォームファクタプラガブル（cSFP）は、同じ機械的フォームファクタを持つSFPのバージョンであり、ポートごとに2つの独立した双方向チャネルを可能にします。主にポート密度を高め、ポートあたりのファイバー使用量を減らすために使用されます。[46] [47]
SFP-DD
スモールフォームファクタプラガブルダブルデンシティ（SFP-DD）マルチソースアグリーメントは、ポート密度を2倍にするために2019年に公開された標準です。SFD-DD MSAのWebサイトによると、「SFP-DDに基づくネットワーク機器は、従来のSFPモジュールとケーブル、および新しいダブルデンシティ製品をサポートします。」[48] SFP-DDは2つのレーンを使用して送信します。
現在、次の速度が定義されています。
- SFP112:1ペアでPAM4を使用した100Gbit/s （倍密度ではない） [18]
- SFP-DD:PAM4を使用した100 Gbit/sおよびNRZを使用した50Gbit/s [18]
- SFP-DD112:PAM4を使用した200Gbit/s [18]
- QSFP112:400 ギガビット/秒（4 ×112ギガビット/秒) [49]
- QSFP-DD:400 ギガビット/秒/200 ギガビット/秒（8 ×50 Gbit/sおよび8 ×25ギガビット/秒) [50]
- QSFP-DD800 (旧QSFP-DD112):800 ギガビット/秒（8 ×112ギガビット/秒) [49]
- QSFP-DD1600 (ドラフト)1.6テラビット/秒[51]
SCFP-1000 は、
Quad Small Form-factor Pluggable ( QSFP ) トランシーバーは、さまざまな送信機と受信機のタイプで利用可能であり、ユーザーは各リンクに適切なトランシーバーを選択して、マルチモードまたはシングルモード ファイバー上で必要な光到達距離を提供できます。
- 4 ギガビット/秒
- オリジナルのQSFP文書では、ギガビットイーサネット、4GFC（ファイバーチャネル）、またはDDRインフィニバンドを伝送する4つのチャネルが指定されていました。[52]
- 40 ギガビット/秒(QSFP+)
- QSFP+はQSFPの進化版で、10ギガビットイーサネット、10GFCファイバーチャネル、またはQDRインフィニバンドを伝送する4つの10Gbit/sチャネルをサポートします。[53] 4つのチャネルを組み合わせて1つの40ギガビットイーサネットリンクにすることもできます。
- 50 ギガビット/秒(QSFP14)
- QSFP14規格は、FDR InfiniBand、SAS-3 [54]、または16Gファイバーチャネルを伝送するように設計されています。
- 100 ギガビット/秒(QSFP28)
- QSFP28規格[7]は、 100ギガビットイーサネット、EDR InfiniBand 、または32Gファイバチャネルを伝送するように設計されています。このトランシーバタイプは、簡潔にするためにQSFP100または100G QSFP [55]と呼ばれることもあります。
- 200 ギガビット/秒(QSFP56)
- QSFP56は、200ギガビットイーサネット、HDR InfiniBand、または64Gファイバチャネルを伝送するように設計されています。最大の機能強化は、QSFP56が非ゼロ復帰（NRZ）ではなく4レベルパルス振幅変調（ PAM-4 ）を使用していることです。QSFP28（SFF-8665）と同じ物理仕様を使用し、SFF-8024 [56]およびSFF-8636のリビジョン2.10aの電気仕様を使用します。 [8]このトランシーバータイプは、簡潔にするために200G QSFP [57]と呼ばれることもあります。
スイッチやルーターのメーカーは、自社製品に QSFP+ ポートを実装している場合が多く、1 つの QSFP+ ポートを 4 つの独立した10 ギガビット イーサネット接続として使用できるようにすることで、ポート密度を大幅に高めています。たとえば、一般的な 24 ポート QSFP+ 1Uスイッチは、96x10GbE 接続に対応できます。[58] [59] [60]また、1 つの QSFP28 ポートを 4 つの独立した25 ギガビット イーサネットSFP28 ポート (QSFP28-to-4×SFP28)に適合させるファンアウト ケーブル[61]や、1 つの QSFP56 ポートを 4 つの独立した50 ギガビット イーサネットSFP56 ポート (QSFP56-to-4×SFP56) に適合させるケーブルも存在します。[62]
アプリケーション
SFP ソケットは、イーサネット スイッチ、ルーター、ファイアウォール、ネットワーク インターフェイス カードに搭載されています。また、ファイバー チャネルホスト アダプターやストレージ機器にも使用されています。SFP は低コスト、薄型、さまざまな種類の光ファイバーへの接続機能を備えているため、このような機器の柔軟性が向上します。
SFPソケットとトランシーバーは長距離シリアルデジタルインターフェース（SDI）伝送にも使用されます。[63]
標準化
SFP トランシーバーは、公式の標準化団体によって標準化されていませんが、競合メーカー間のマルチソース アグリーメント(MSA) によって指定されています。SFP はGBICインターフェイスをベースとして設計されており、GBIC よりも高いポート密度(所定の領域あたりのトランシーバー数) を実現できるため、SFP は mini-GBIC とも呼ばれています。
しかし、実際問題として、一部のネットワーク機器メーカーは、デバイスのファームウェアにベンダー独自のモジュールのみを有効にするチェックを追加することで、汎用SFPとの互換性を意図的に破壊するベンダーロックイン慣行に従事しています。 [64]サードパーティのSFPメーカーは、任意のベンダーIDと一致するようにプログラムできるEEPROMを備えたSFPを導入しています。[65]
SFPの色分け
SFPの色分け
CWDM SFP のカラーコーディング[67]
BiDi SFPのカラーコーディング
QSFPの色分け
信号
SFPトランシーバーは右利きです。トランシーバーから見ると、右側で送信し、左側で受信します。光コネクタを見ると、送信は左側から行われ、受信は右側です。[68]
SFPトランシーバーには、ホストシステムのSFP電気コネクタと背面で接続する20個のパッドを備えたエッジコネクタを備えたプリント基板が含まれています。QSFPには、4つの高速送信データペアと4つの高速受信データペアを含む38個のパッドがあります。[52] [53]
機械寸法
SFP トランシーバー (およびその後継のより高速なバリアント) の物理的寸法は、後の QSFP トランシーバーよりも狭く、安価なアダプタを介して SFP トランシーバーを QSFP ポートに配置できます。どちらもXFP トランシーバーよりも小型です。
EEPROM情報
SFP MSAは、トランシーバの機能、標準インターフェース、製造元、およびその他の情報を記述する256バイトのメモリマップをEEPROMに定義し、8ビットアドレス0b1010000X（0xA0）のシリアルI²Cインターフェースを介してアクセス可能です。 [71]
デジタル診断モニタリング
最新の光SFPトランシーバーは、標準のデジタル診断モニタリング（DDM）機能をサポートしています。[72]この機能は、デジタル光モニタリング（DOM）とも呼ばれます。この機能により、SFPの動作パラメータをリアルタイムで監視できます。パラメータには、光出力電力、光入力電力、温度、レーザーバイアス電流、トランシーバー電源電圧が含まれます。ネットワーク機器では、この情報は通常、簡易ネットワーク管理プロトコル（SNMP）を介して提供されます。DDMインターフェイスを使用すると、エンドユーザーは光ファイバートランシーバーの診断データとアラームを表示でき、トランシーバーが動作しない理由を診断するために使用できます。
参照
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外部リンク
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