SFP と SFP+: 速度、互換性、および適切なモジュールの選択方法

比較している場合SFPトランシーバーとSFP+トランシーバー重要な違いはライン レートです。SFP は 1 ギガビット イーサネット リンク用の標準プラグイン可能モジュールで、SFP+ は 10 ギガビット イーサネット用に構築されたその拡張後継モジュールです。どちらも、SFF 委員会のマルチソース契約-まさにこれが、棚 - で同じように見える理由であり、互換性の問題が多くの調達ミスを引き起こす理由でもあります。

このガイドでは、1G SFP モジュールと 10G SFP+ モジュールの技術的な違いについて説明し、相互挿入が実際に機能する場合と機能しない場合について説明し、光学系の不一致による展開の停止を防ぐための検証手順を説明します。-

SFP と SFP+ の概要

SFPモジュールとは何ですか?

SFPはの略ですスモール フォーム ファクタ-プラグイン可能。元の SFP マルチ-ソース契約（MSA）は、ギガビット- クラスのデータ レート向けに設計されたホットスワップ可能なトランシーバ ケージを定義しています。-イーサネット ネットワークでは、SFP モジュールは 1000BASE トラフィック - を伝送します。シングルモード ファイバー-, マルチモードファイバー、または銅線 RJ45。

10G および 25G の採用が増加しても、1G SFP モジュールは依然として大量に導入されています。これらは、レイヤ スイッチ ポート、フロアまたは建物間の低帯域幅アップリンク、および 1 Gbps のスループットで十分でコスト管理が重要なリンクへのアクセスに実用的な選択肢です。-シスコのギガビット イーサネット SFP ドキュメントには、まだ生産中である数十の 1G SFP バリアントがリストされており、フォーム ファクタが時代遅れではないことが確認されています。

SFP+モジュールとは何ですか?

SFP+はの略です強化されたスモール フォーム ファクタのプラグイン可能-。 SFP+ MSA (で指定されています)SFF-8431 および SFF-8432) は、SFP と同じ物理ケージ寸法を維持しながら、電気インターフェイス速度を 10 Gb/s に引き上げます。これは、SFP+ モジュールが同じスロット アウトラインに適合しますが、10G 信号を駆動するにはホスト ポートがより高速な SerDes を実装する必要があることを意味します。-

実際には、ネットワークで 10 ギガビット イーサネット接続が必要な場合、SFP+ がデフォルトの選択肢になります -10GBASE-SR（短時間のマルチモード実行用）、キャンパスまたはメトロのシングルモード リンク用の 10GBASE-LR、または10GBASE-ZR 長距離用- 80 km 到達。また、SAN 環境の 10G ファイバー チャネルや10G BiDi シングルファイバーリンク-キャンパスリングで。

SFP と SFP+ の主な違い

ラインレート: 1G 対 10G

最大の違いは帯域幅です。 SFP モジュールは 1.25 Gb/s のライン レート (1 Gbps イーサネット ペイロードを伝送) で動作しますが、SFP+ モジュールは 10.3125 Gb/s で動作します。これは小さなギャップではありません -。これは桁違いであり、レーザー変調速度、受信機の感度、ファイバー パスの分散耐性など、リンク バジェットのすべての層に影響します。

現在のトラフィック プロファイルが特定のアップリンクでピーク時に 500 Mbps を下回っている場合は、1G SFP リンクが完全に適切である可能性があります。ただし、48- ポートのギガビット アクセス スイッチからのトラフィックを集約する場合、East-West トラフィックを生成する複数の VM に仮想化ホストを接続する場合、または iSCSI ストレージ アレイをリンクする場合は、通常、10G SFP+ アップリンクが実用的な最小の選択肢となります。

SFP ポートと SFP+ ポートの互換性

ここで最も高価な間違いが発生します。 2 つのモジュール タイプは物理的なフォーム ファクタを共有しているため、エンジニアはこれらが自由に交換可能であると考えることがあります。これらは - ではなく、その理由は機械的ではなく電気的です。

SFP+ ポートは 10 Gb/s の高速シリアル インターフェースを実装しています。-一部のスイッチ プラットフォーム - Cisco Catalyst 9300、Arista 7050 シリーズ、Juniper EX4300 など - では、1G SFP モジュールが検出されると、SFP+ ポートが 1G まで自動ネゴシエートできます。-これはファームウェア-レベルの機能であり、物理的に確実なものではありません。他のプラットフォーム、特に古いモデルや低価格モデルでは、SFP モジュールが完全に拒否されたり、メディア タイプの不一致エラーがスローされる場合があります。-

逆の場合はさらに悪くなります。10G SFP+ モジュールを 1G SFP- 専用ポートに挿入しても機能しません。 SFP ポートの電気インターフェイスは、10 Gb/s 信号を駆動または受信できません。モジュールは物理的に適合する可能性がありますが、リンクは決して起動しません。

検証ルールは単純です。光学部品を購入する前に、スロットの形状だけでなく、ホストデバイスのハードウェア互換性マトリックス - も確認してください。シスコは-プラットフォームごとに公開しますトランシーバー互換性マトリックス、ジュニパーとアリスタも同様のリストを維持しています。マトリックスに特定のスイッチ モデルおよびファームウェア バージョンの SFP+ ポートでの 1G SFP サポートが明示的にリストされていない場合は、それが機能すると想定しないでください。

ファイバのタイプ、コネクタ、および到達距離

SFP と SFP+ ファミリの両方に、さまざまなメディア タイプと距離に対応するバリアントが含まれています。適切なトランシーバー ファミリを選択することは最初のステップにすぎません - また、すでに設置されているファイバー プラントに光ファイバーを適合させる必要もあります。

10GBASE-SR SFP+ モジュールは 850 nm マルチモード ファイバー用に設計されており、通常は 300 m に達しますOM3ファイバーまたは400メートルOM4ファイバー。 10GBASE-LR モジュールは、シングルモード ファイバーで 1310 nm を最大 10 km 使用します。-。 40 km または 80 km にわたる必要がある場合は、対応する光パワー バジェットを備えた ER または ZR のバリエーションを検討することになります。同じロジックが 1G SFP にも当てはまります。マルチモードの 1000BASE-SX モジュールは約 550 m に到達しますが、シングル-モードの 1000BASE-ZX モジュールは 80 km に到達します。

いずれの場合も、リンクの両端で互換性のある光学系と一致するものを使用する必要があります。ファイバーコネクタ- 通常、SFP と SFP の両方で LC デュプレックス+.アダプターパネルパッチラックでは、モジュールを注文する前にアダプタのタイプが一致していることを確認してください。

銅線 SFP および SFP+ オプション

すべての SFP または SFP+ 導入にファイバーが含まれるわけではありません。 1000BASE-T SFP モジュールは、最大 100 m の Cat5e/Cat6 ケーブル接続上の 1G イーサネット用の銅線 RJ45 ポートを提供します。 10G 側には、10GBASE-T SFP+ モジュールが存在しますが、通常は 30 m しか到達せず、著しく多くの電力を消費します - 高密度スイッチ シャーシでは考慮事項です。非常に短い距離の場合 (ラック内または隣接するラック間)、SFP+ 直接接続銅線 (DAC) ケーブル-光トランシーバーに代わる、低コスト、低遅延の-代替手段を提供します。-

SFP+ ポートで SFP モジュールを使用できますか?

多くの場合、はい - ですが、特定の条件下でのみ発生します。これが機能するかどうかを実際に判断するものは次のとおりです。

• プラットフォームのサポート:スイッチまたはルーターは、SFP+ ポートで 1G SFP 動作を明示的にサポートする必要があります。これは、モデルごと、ファームウェアごとの機能です。-たとえば、Cisco では、多くの Nexus および Catalyst SFP+ ポートでの 1G SFP サポートについて文書化していますが、すべてのラインカードまたはすべてのソフトウェア バージョンについては文書化していません。
• スピード交渉:ポートは自動ネゴシエーションできるか、手動で 1G に設定できる必要があります。{0}一部のプラットフォームでは、インターフェイス設定に速度 1000 を入力する必要がある場合があります。
• DOM とコーディング:一部のホストはモジュールの EEPROM 識別バイトをチェックします。モジュールが SFP (SFP+ ではない) として識別される場合、1G 互換モードが有効になっていない限り、厳密なホストはモジュールを拒否する可能性があります。

実際のポイント: ネットワークを段階的に 1G から 10G に移行する場合、既存の 1G SFP モジュールを新しい SFP+ スイッチに挿入すると移行中に機能します - が、導入前にポートごとのサポートを確認してください。-。

SFPポートでSFP+モジュールを使用できますか?

いいえ。SFP+ 電気仕様 (SFF-8431) は、SFP- のみのホスト ポートでは駆動できない 10 Gb/s 高速インターフェースを定義しています。-モジュールは物理的にケージ内に設置されますが、リンクは確立されません。これは構成の問題やファームウェアのギャップではなく、SFP ポートの SerDes 回路のハードウェア制限です。

互換性関係は一方向です。一部の SFP+ ポートは SFP モジュールの場合は 1G までステップダウンできますが、SFP ポートは SFP+ モジュールの場合は 10G までステップアップできません。

SFP と SFP+ のどちらを選択するか

適切なモジュールの選択は、独立した光学系の決定ではありません。-ホストの機能、ファイバー インフラストラクチャ、トラフィック要件を含むリンク レベルの設計の一部です。-ここでは、導入プロジェクトに適したトランシーバーを確認する際に使用する実際的な 4 段階の検証シーケンスを示します。-

ステップ 1: ホストポートの機能を確認する

正確なポート タイプについては、スイッチ、ルーター、または NIC データシートを確認してください。 「1G/10G をサポートする SFP+ ポート」と「SFP+ ポート、10G のみ」のような記述を探してください。中古または再生品の機器を使用している場合は、実行中のファームウェア バージョンも確認してください。- ハードウェアがデュアル レート動作をサポートしている場合でも、古いファームウェアはデュアル レート動作をサポートしていない可能性があります。-

ステップ 2: 必要なリンク速度を決定する

トランシーバーを実際のスループットのニーズに合わせてください。 200 Mbps を超えないリンク上で 10G へのオーバープロビジョニングは予算を無駄にします。定期的に 950 Mbps で飽和するサーバー アップリンクで 1G へのアンダープロビジョニングを行うと、数か月以内に再検討しなければならないボトルネックが発生します。決定する前に、ピーク使用率を測定または推定します。

ステップ 3: ファイバーのタイプと到達距離を確認する

インストールされているものを特定するファイバーケーブルタイプ（シングルモード OS2、マルチモード OM3/OM4）、コネクタ端面研磨（UPC または APC）、リンク距離。-次に、適合するトランシーバーのバリエーションを選択します。たとえば、200 m 離れた 2 つの建物の間に既存の OM3 マルチモード バックボーンがある場合、10GBASE-SR SFP+ モジュールが最適です。シングル-モードでスパンが 8 km の場合、10GBASE-LR が一致します。長いスパンで光バジェットが厳しい場合は、光減衰器短いリンクで検出器の過負荷を避けるために受信側で使用するか、到達距離を延長するために高出力の ZR 光学素子が必要になる場合があります。{0}

ステップ 4: アップグレードの考慮に入れる

SFP+ ポートを備えた新しいスイッチを購入し、現在のトラフィックに 1G のみが必要な場合でも、SFP+ 対応インフラストラクチャを購入することは理にかなっています。スイッチを交換せずに、今すぐ 1G SFP モジュールを実行し (ホストがサポートしている場合)、後で 10G SFP+ モジュールにアップグレードできます -。これは、キャンパス ネットワークの更新における一般的な段階的アプローチであり、現在の帯域幅要件がそれほど高くない場合でも、SFP+ 対応ハードウェアを選択する最も強力な実際的な理由の 1 つです。

SFP または SFP+ モジュールを選択する際のよくある間違い

身体的なフィット感で相性を判断します。最も一般的でコストのかかるエラーです。モジュールがケージにカチッとはまるので、エンジニアはモジュールが機能すると想定します。そうではないかもしれません。ケージの寸法ではなく、必ずベンダーの互換性マトリックスを通じて確認してください。

ファイバータイプの不一致を無視します。シングルモード光ファイバー（1310 nm または 1550 nm）をマルチモード ファイバー プラントに挿入したり、その逆を行うと、リンクが生成されないか、エラー率が高く信頼性の低いリンクが生成されます。これは、たとえば、OS2 バックボーンと並行して - OM1 レガシー クローゼットが設置されている混合ファイバーを備えた建物では特に重要です。

すべての 10G リンクにファイバーが必要であると仮定します。5 m 未満のラック内接続の場合、SFP+ DAC ケーブルは、2 つの光トランシーバとファイバーパッチコード。銅線直接接続がその作業に適したツールである場合は、デフォルトで光学を使用しないでください。-

DOM サポートを見落としています。デジタル オプティカル モニタリング（DOM）により、スイッチはトランシーバーからの送信電力、受信電力、温度、バイアス電流をリアルタイムで報告できます。{0}一部のサードパーティ SFP/SFP+ モジュールは、DOM を無効または制限するため、リンクの状態を把握できなくなります。モニタリングに依存している場合は、DOM がサポートされており、特定のモジュールとプラットフォームの組み合わせで機能していることを確認してください。

実際の導入シナリオにおける SFP と SFP+

ブランチ オフィス アクセス スイッチ アップリンク

20 人のユーザーと 100 Mbps WAN 回線を持つブランチ オフィスには、10G 内部アップリンクは必要ありません。ブランチ アクセス スイッチをディストリビューション ルーターに接続するシングルモード ファイバー上の 1000BASE-LX SFP モジュール-は、コスト効率が高く、十分に適切です。-ここで SFP+ にアップグレードすると、コストが追加されますが、運用上の利点はありません。

データセンターサーバーの接続

合計内部トラフィックが 4 Gbps を超える 30 台の VM を実行する仮想化ホストには、10G SFP+ NIC アップリンクが必要です。高密度環境では、-MTP/MPO ケーブル配線リーフ スイッチとスパイン スイッチの間では、10G SFP+ がベースライン - であり、多くの組織はすでにサーバー-側のポートとして 25G SFP28 に移行しています。

キャンパスバックボーンのアップグレード

1G ファイバー バックボーンを備えた大学のキャンパスでは、講義のピーク時間帯に混雑が発生しており、既存のシングルモード ファイバー プラントで 10G SFP+ にアップグレードするための教科書的なケースです。-バックボーン スイッチに SFP+ ポートがある場合、アップグレードには新しいポートのみが必要です10GBASE-LR トランシーバー モジュール- ファイバーの再配線やスイッチの交換は不要です。-

SFP+ を超えて: 10G は全体像のどこに当てはまりますか?

SFP+ だけが 10G フォームファクターではありません。XFPモジュール初期の 10G 規格では、物理的な設置面積が大きく、消費電力も高かった。これらは依然として一部の DWDM および通信プラットフォームで見られますが、エンタープライズ イーサネットでは SFP+ に大部分が置き換えられています。 40G では、業界は次のように移行しました。QSFP+モジュール; 100Gの場合は、QSFP28モジュール。 SFP から SFP+、SFP28 (25G) への移行は同じ MSA フォーム ファクタに従います。つまり、新しいスイッチの SFP28 ポートは多くの場合、SFP+ (10G) モジュールと SFP (1G) モジュールの両方を受け入れることができます。-同じ条件付きの下位互換性ロジックが適用されます。-。

結論

SFP と SFP+ の違いは基本的に、同じ物理フォーム ファクタ上に構築されたライン レート - 1G と 10G - にあります。互換性関係は非対称です。一部の SFP+ ポートは 1G SFP モジュールをサポートしますが、SFP ポートは 10G SFP+ モジュールをサポートしません。すべての購入決定は、ホスト デバイスの互換性マトリックスから始まり、次にファイバーの種類と範囲に移り、最後にアップグレード パスを検討する必要があります。

トランシーバーの購入を計画している場合は、まず、特定のスイッチ モデルとファームウェアの互換性リストを参照してください。光学系をあなたのものに合わせてください設置されたケーブル配線、モニタリングが必要な場合は DOM サポートを確認し、机上で高速に聞こえるモジュールではなく、実際のスループット要件に適合するモジュールを選択してください。-。

よくある質問

SFP は SFP+ と同じですか?

いいえ。どちらも同じ物理ケージを共有するプラグ可能トランシーバー フォーム ファクターですが、SFP は 1 Gbps で動作し、SFP+ は 10 Gbps で動作します。電気インターフェースの仕様が異なります - SFP+ には、で定義された 10 Gb/s SerDes が必要ですSFF-8431- そのため、これらは普遍的に交換可能ではありません。

10G SFP+ ポートで 1G SFP モジュールを使用できますか?

多くのプラットフォームでは、ホスト デバイスがその SFP+ ポートで 1G 動作を明示的にサポートしている場合は、- になります。正確なモデルとファームウェアのバージョンについては、スイッチ ベンダーのトランシーバー互換性マトリックスを確認してください。互換性の証拠として物理的なフィット感に依存しないでください。

1G SFP ポートで 10G SFP+ モジュールを使用できますか?

いいえ。SFP ポート ハードウェアは 10 Gb/s 電気インターフェイスをサポートできません。モジュールは物理的に挿入されますが、リンクは確立されません。

SFP+ ファイバーのみですか、それとも銅線をサポートしますか?

SFP+ はファイバーと銅線の両方をサポートします。ファイバーのバリエーションには、10GBASE- SR (マルチモード)、10GBASE- LR、10GBASE- ER (シングル- モード) があります。銅線オプションには、10GBASE-T RJ45 モジュール（通常は最大 30 m）と、短いラック内接続用の SFP+ 直接接続銅線ケーブル-が含まれます。-

将来のアップグレードには - SFP と SFP+ のどちらを選択すればよいですか?

ネットワーク ロードマップにスループット向上へのパスが含まれている場合は、SFP+ (または SFP28) ポートを備えたスイッチを購入してください。インフラストラクチャを交換せずに、今すぐ 1G SFP モジュールを実行し、後で 10G SFP+ に交換できます。環境が無期限に 1G のままで、予算が主な制約である場合は、SFP{8}} のみの機器が依然として現実的な選択肢です。

SFP+とSFP28の違いは何ですか?

SFP28 は次のステップアップです -。同じフォーム ファクタを使用しますが、25 Gbps のライン レートをサポートします。 SFP28 ポートは通常、同じ条件付き下位互換性ルールを持つ SFP+ (10G) モジュールと SFP (1G) モジュールの両方を受け入れます。-機能することを前提とする前に、ホストデバイスのマニュアルを確認してください。