Que sont les ports SFP et QSFP des commutateurs ?

Le port SFP d'un commutateur Gigabit est un concept important lorsqu'il s'agit de réseaux informatiques et de vitesses de transfert de données. Le port SFP (Small Form-Factor Pluggable) est également connu sous le nom de mini GBIC (Gigabit Interface Converter).

Le module SFP a été introduit pour la première fois en 2001 et a provoqué un changement majeur dans la mise en réseau. L'introduction du module SFP pour remplacer l'ancien module GBIC (Gigabit Interface Converter) était en grande partie due à la petite taille et à la plus grande flexibilité du module SFP, ce qui en fait l'un des composants les plus importants des réseaux modernes.

SFP est un module enfichable à chaud utilisé pour transférer des données entre des commutateurs et d'autres périphériques réseau.

La définition et la fonction du port SFP

Le port SFP est une interface standardisée qui permet aux utilisateurs de remplacer les modules réseau sans arrêter l'appareil. Il est conçu pour être compact, facile à installer et à remplacer, et est une solution standardisée pour connecter des commutateurs Gigabit Ethernet et d'autres périphériques réseau, tels que des routeurs, des convertisseurs de fibre, etc. L'objectif principal du port SFP est d'offrir une flexibilité, permettant aux administrateurs réseau de choisir différents types de modules SFP en fonction des besoins du réseau, pour obtenir différents supports et débits de transmission.

Comment fonctionnent les ports SFP ?

SFP peut prendre en charge différents types de supports de transmission, y compris la fibre, le câble en cuivre, etc., ainsi que différents débits de transmission de données. Le principe de fonctionnement du port SFP implique des technologies optiques et électriques. Voici une brève explication du processus de travail :

Connexion physique: Tout d'abord, insérez délicatement le module SFP dans le port SFP du périphérique réseau. Le port SFP est conçu comme une interface standardisée pour garantir que le module peut être correctement inséré et physiquement connecté à l'appareil.

Source d'alimentation: Après avoir inséré le module SFP, l'appareil alimente le module. Cela permet aux composants électroniques et aux dispositifs optiques à l'intérieur du module SFP de fonctionner correctement.

La transmission de données: Le principe de fonctionnement du module SFP dépend de son type, c'est-à-dire s'il s'agit d'un câble en fibre ou en cuivre.

Connexion fibre: En connexion fibre, le module SFP contient un émetteur optique et un récepteur optique. Les données sont converties des signaux électriques dans le dispositif réseau en signaux optiques et transmises via la fibre. L'extrémité émettrice du module SFP utilise un émetteur optique pour convertir les signaux électriques en signaux optiques laser, puis les envoie via la fibre. L'extrémité de réception du module SFP utilise un récepteur optique pour reconvertir les signaux optiques en signaux électriques pour le traitement du périphérique réseau.

Connexion câble cuivre: Dans une connexion par câble en cuivre, le module SFP utilise des signaux électriques pour la transmission de données. Les données sont envoyées à partir de signaux électriques dans le périphérique réseau via l'interface électrique du module SFP et transmises via le câble en cuivre connecté. Ce type de connexion convient à la transmission de données à courte distance, comme la connexion d'appareils au sein d'un même rack.

Traitement de l'information: qu'il s'agisse d'une connexion par câble en fibre ou en cuivre, le module SFP peut également effectuer certaines fonctions de traitement de données lors de la transmission de données, telles que la détection d'erreurs, le contrôle de flux, etc., pour assurer l'exactitude et la fiabilité des données.

Connexion à chaud: Une caractéristique importante est la nature de connexion à chaud du port SFP, ce qui signifie que vous pouvez remplacer ou ajouter des modules SFP sans arrêter l'appareil. Cette fonctionnalité est très pratique pour la maintenance et la mise à niveau du réseau et peut réduire les temps d'arrêt.

Quelle est la distance maximale entre deux appareils pouvant être pris en charge par le port SFP ?

La distance de transmission maximale entre deux appareils pouvant être accueillie par le port SFP dépend de plusieurs facteurs, notamment le type de module SFP utilisé, le support de transmission (fibre ou câble en cuivre), la force du signal optique, la topologie du réseau, etc. Différents types de modules SFP prennent en charge différentes plages de distance de transmission.

Voici quelques types de modules SFP courants et leurs distances de transmission maximales typiques :

Modules SFP à fibre multimode (MMF) :

1000BASE-SX: La distance de transmission maximale est d'environ 550 mètres à 2 kilomètres, selon le type et la qualité de la fibre.

10GBASE-SR : La distance de transmission maximale est généralement comprise entre 100 mètres et 300 mètres, également en fonction de la qualité de la fibre.

Modules SFP à fibre monomode (SMF) :

1000BASE-LX : la distance de transmission maximale est généralement inférieure à 5 kilomètres.

10GBASE-LR : la distance de transmission maximale est généralement inférieure à 10 kilomètres.

40GBASE-LR4 et 100GBASE-LR4 : La distance de transmission maximale peut atteindre 10 kilomètres.

Modules SFP en cuivre :

1000BASE-T : La distance de transmission maximale est généralement de 100 mètres.

10GBASE-T : La distance de transmission maximale est généralement de 30 mètres à 100 mètres, selon la qualité et les spécifications du câble en cuivre.

 

Types de modules SFP

Selon leurs différents supports de transmission, débits de transmission et scénarios d'application, les modules SFP peuvent être divisés en différents types. Voici quelques types de modules SFP courants :

1000BASE-SX : ce module SFP à fibre multimode (MMF) convient à la transmission de données à courte distance, généralement dans la plage de 550 mètres à 2 kilomètres. Il utilise une longueur d'onde optique de 850 nm, adaptée aux environnements avec des distances de fibre relativement courtes.

 

1000BASE-LX : Il s'agit d'un module SFP à fibre monomode (SMF), adapté à la transmission de données sur de plus longues distances, généralement dans un rayon de 5 kilomètres. Il utilise une longueur d'onde optique de 1310 nm, adaptée aux environnements avec des distances de fibre plus longues.

 

1000BASE-T : Il s'agit d'un module SFP en cuivre qui prend en charge la transmission de données via des câbles en cuivre Cat5e ou de spécification supérieure, avec une distance de transmission maximale de 100 mètres en général. Il convient aux besoins de connexion à courte distance.

 

10GBASE-SR : Ce module SFP à fibre multimode convient à la transmission de données à grande vitesse sur de courtes distances, généralement dans la plage de 100 mètres à 300 mètres. Il utilise 850 nm de longueur d'onde optique.

 

10GBASE-LR : Il s'agit d'un module SFP à fibre monomode, adapté à la transmission de données à grande vitesse sur de longues distances, généralement dans un rayon de 10 kilomètres. Il utilise 1310nm de longueur d'onde optique.

 

10GBASE-ER : Il s'agit d'un module SFP fibre monomode longue distance qui peut prendre en charge des distances de transmission jusqu'à 40 kilomètres.

 

40GBASE-SR4 et 100GBASE-SR4 : ces modules SFP à fibre multimode prennent en charge la transmission de données à haut débit de 40 Gbit/s et 100 Gbit/s, généralement adaptés aux connexions à courte distance, comme dans les centres de données.

 

40GBASE-LR4 et 100GBASE-LR4 : ces modules SFP à fibre monomode prennent en charge la transmission de données à haut débit de 40 Gbit/s et 100 Gbit/s, adaptés aux connexions longue distance, généralement avec une distance de transmission allant jusqu'à 10 kilomètres.

Outre les types courants ci-dessus, il existe de nombreux autres types de modules SFP, chacun optimisé pour des besoins de transmission et des scénarios d'application spécifiques.

Les Avantages du port SFP

Petite taille et haute densité: Les modules SFP font la moitié de la taille des GBIC, ce qui leur permet d'être utilisés dans des espaces plus étroits et plus denses. Dans les centres de données et les périphériques réseau modernes, l'utilisation de l'espace rack est essentielle, de sorte que la petite taille des modules SFP permet aux périphériques d'accueillir plus de ports, augmentant ainsi la densité de connexion réseau.

Branchable à chaud: La nature enfichable à chaud des modules SFP permet aux administrateurs réseau de remplacer ou d'ajouter des modules pendant que l'appareil est en cours d'exécution, sans avoir à éteindre l'appareil. Cela réduit considérablement les temps d'arrêt pendant les processus de maintenance et de mise à niveau et améliore la disponibilité du réseau.

Flexibilité: Les modules SFP peuvent prendre en charge différents types de supports de transmission, y compris les câbles en fibre et en cuivre, ainsi que différents débits de transmission. Cette flexibilité permet aux administrateurs réseau de choisir le module approprié en fonction des besoins du réseau, pour répondre aux exigences des différentes connexions.

Transmission longue distance: Les modules SFP prennent en charge diverses distances de transmission, des distances courtes aux longues distances, et même jusqu'à des dizaines de kilomètres. Cela les rend très utiles pour établir des connexions réseau étendues et des transmissions longue distance.

Commutateurs prenant en charge l'interface SFP

Huawei:

Série Huawei S5720

Série Huawei S5700

Série Huawei S6700

Série Huawei S9300

ZTE (ZTE) :

Série ZTE S3300

Série ZTE S3500

Série ZTE S3900

Série ZTE S5900

ruijie

Série Ruijie RG-S2900G-E

Série Ruijie RG-S5750E

Série Ruijie RG-S7700

Série Ruijie RG-S9250

TP-Link:

Série TP-Link JetStream T1600G

Série TP-Link JetStream T2600G

Série TP-Link JetStream T3700

Série TP-Link JetStream T4800

 

Cisco:

Série Cisco Catalyst 2960

Série Cisco Catalyst 3560

Série Cisco Catalyst 3850

Série Cisco Catalyst 4500

**HPE (Hewlett Packard Enterprise)**

HPE OffSérie iceConnect 1920S

Série HPE ProCurve 2520

Série HPE FlexNetwork 5130

Série HPE Aruba 2930F

Dell:

Dell Networking série X

Dell Networking série N

Dell PowerConnect série 2800

Dell PowerConnect série 5500

Réseaux Juniper :

Série Juniper EX2200

Série Juniper EX2300

Série Juniper EX3400

Série Juniper EX4300

NETGEAR :

NETGEAR ProSAFE GS108T

NETGEAR ProSAFE GS724T

NETGEAR ProSAFE JGS524E

NETGEAR ProSAFE XS708E

L'importance des ports SFP dans les réseaux modernes

Alors que la demande de connexions réseau plus rapides et plus stables augmente parmi les entreprises et les institutions, les ports SFP sur les commutateurs gigabit jouent un rôle clé dans les réseaux modernes.

Voici quelques applications clés des ports SFP dans les réseaux modernes :

Réseau de centres de données: Dans les centres de données, une transmission de données rapide et stable est cruciale. Les ports SFP permettent aux administrateurs de centres de données de configurer les connexions réseau en fonction de différents besoins, afin de répondre aux exigences d'échange de données à haut débit entre les serveurs.

Connexion au réseau étendu: Grâce aux ports SFP, les administrateurs réseau peuvent choisir les modules SFP appropriés, pour réaliser la transmission de données sur de longues distances, adaptées aux connexions de réseau étendu à travers les villes, les pays ou même les continents.

Réseau fibre optique: La fibre optique est un support idéal pour la transmission de données à haut débit, les modules de fibre optique connectés via des ports SFP peuvent fournir d'excellentes performances dans le réseau, répondant aux exigences de bande passante élevée et de faible latence. Redondance réseau : les ports SFP offrent également la possibilité d'obtenir une redondance réseau. En configurant des liaisons redondantes, même si une liaison tombe en panne, une autre liaison peut toujours maintenir une connexion réseau, garantissant ainsi la fiabilité du réseau.

Future extension: Avec les progrès continus de la technologie, de nouveaux types de modules SFP émergent, prenant en charge des taux de transmission plus élevés et une plus grande bande passante. Cela rend le réseau plus facile à étendre à l'avenir, pour répondre à la demande croissante du réseau.

En résumé, les ports SFP sur les commutateurs gigabit, en tant que composant important des réseaux modernes, offrent aux administrateurs réseau flexibilité, évolutivité et facilité de maintenance. Il répond non seulement aux exigences des différents besoins du réseau, mais apporte également des contributions importantes à la stabilité et à la fiabilité du réseau. Avec le développement continu de la technologie, les ports SFP continueront à jouer un rôle important dans le domaine du réseau, favorisant l'amélioration de la vitesse et des performances de la connexion réseau.

L'évolution et le développement du QSFP

QSFP de première génération

La première norme QSFP est apparue en 2006, elle a introduit les caractéristiques d'une connexion de petite taille et à haute densité. Le QSFP de première génération prend en charge la transmission à 4 canaux, le débit de chaque canal est généralement de 10 Gbps, adapté à l'interconnexion du centre de données et à la connexion au serveur. Son apparition a ouvert une nouvelle ère de transmission de données à haut débit.

QSFP + (Quad Small Form-Factor Pluggable Plus) 

Avec la croissance des centres de données, la demande de débits de transmission plus élevés a également augmenté. QSFP + en tant que mise à niveau vers le QSFP de première génération, prend en charge un taux de transmission de 40 Gbps. Sa petite taille et sa fonction de connexion à chaud font du QSFP+ un choix idéal pour les connexions haute densité entre les commutateurs, les serveurs et les périphériques de stockage dans les centres de données. Dans le même temps, QSFP+ est également largement utilisé dans l'Ethernet 10G et d'autres domaines.

QSFP28

Avec l'avènement de l'ère numérique, la demande de débits de transmission est plus urgente. La norme QSFP28 a été publiée en 2016, prenant en charge un taux de transmission de 100 Gbit/s par canal, rendant l'interconnexion à haut débit dans les centres de données plus efficace. L'émergence des modules QSFP28 permet d'améliorer les performances du traitement de données à grande échelle, du cloud computing et des supercalculateurs, et d'autres domaines.

QSFP-DD (double densité)

L'expansion continue des centres de données fait de la densité des ports de connexion un défi. La norme QSFP-DD atteint le double de la densité de ports sur la base de la taille QSFP, prenant en charge des débits de transmission de 200 Gbps et 400 Gbps. Ce degré élevé de flexibilité rend QSFP-DD plus important dans l'interconnexion à haut débit dans les grands centres de données, offrant un support solide pour le calcul haute performance et le traitement de données à grande échelle.

OSFP (Octal Small Form-Factor enfichable)

En plus de QSFP-DD, il existe une autre norme connexe, OSFP, qui est également conçue pour la transmission à grande vitesse. OSFP prend en charge des taux de transmission de 400 Gbps et 800 Gbps et se compare à QSFP-DD. Bien que l'OSFP puisse présenter certains avantages à certains égards, le QSFP-DD occupe toujours une position importante sur le marché.

Port et Canal

L'une des caractéristiques des modules QSFP est leur conception multicanal. Les modules QSFP typiques prennent en charge 4 canaux et, grâce à une conception multicanal, ils peuvent réaliser une transmission à large bande passante dans une taille relativement petite. De plus, avec l'évolution des normes, certains modules réalisent également une transmission à 8 canaux, améliorant encore la densité des ports et la capacité de transmission.

Taux de transmission et distance de transmission

Différents types de modules QSFP prennent en charge différents débits de transmission. De 10 Gbps à 400 Gbps, différents débits peuvent répondre aux besoins de différents scénarios. Dans le même temps, la distance de transmission est également affectée par des facteurs tels que le type de fibre, le type de module, etc. Les connexions à courte distance utilisent généralement une fibre multimode, tandis que les connexions à longue distance nécessitent une fibre monomode.

Type de module optique

Selon les différentes distances de transmission et l'utilisation, les modules QSFP sont divisés en plusieurs types. Les modules SR (Short Range) conviennent aux connexions à courte distance, les modules LR (Long Range) conviennent à la transmission à moyenne distance, tandis que les modules ER (Extended Range) et ZR (Zero Dispersion Range) conviennent à la transmission à plus longue distance. Cette diversité permet au QSFP de répondre à différents scénarios d'application.

Options de Lentilles Supplémentaires

En plus de la transmission à grande vitesse, les modules QSFP ont également des fonctionnalités supplémentaires intégrées. La fonction enfichable à chaud rend le remplacement du module plus pratique, et la fonction de surveillance de diagnostic numérique peut aider les administrateurs à surveiller les performances et l'état du module en temps réel, réalisant ainsi la maintenance et le dépannage du réseau.

Le taux de module optique QSFP

QSFP : 40 Gbit/s

Le premier module optique QSFP a été lancé en 2006, il a introduit le concept de miniaturisation et de connexion haute densité. Le QSFP de première génération prend en charge la transmission à 4 canaux, le débit de chaque canal est généralement de 10 Gbps. Cela signifie que le taux de transmission total de chaque module atteint 40 Gbps. Cette conception permet au module optique QSFP de première génération de jouer un rôle important dans l'interconnexion du centre de données, la connexion au serveur et la liaison de commutation.

QSFP+ : 40 Gbit/s et 56 Gbit/s

Avec l'expansion continue des centres de données et la demande de taux de transmission plus élevés, le module optique QSFP+ devient la clé du développement. QSFP+ prend en charge des options de taux de transmission plus élevés, notamment :

• 40 Gbit/s : Le débit de transmission par canal est de 10 Gbit/s et le débit total de 4 canaux atteint 40 Gbit/s. Ce module est largement utilisé dans les connexions haute densité et Ethernet 40G.
• 56 Gbps : Le débit de transmission par canal est augmenté à 14 Gbps, et le débit total de 4 canaux atteint 56 Gbps. Ce débit du module QSFP+ fournit une bande passante plus élevée pour certaines applications spécifiques.

QSFP28 : 100 Gbit/s

Avec l'avènement de l'ère numérique, la demande de débits de transmission augmente encore. La norme QSFP28 a été publiée en 2016, prenant en charge un taux de transmission de 100 Gbit/s par canal. Cela rend l'interconnexion à haut débit dans les centres de données plus efficace, aidant à faire face à la demande croissante de traitement de données. En utilisant quatre canaux, les modules QSFP28 regroupent jusqu'à 100 Gbps de débit de transmission de données dans un module compact (100G QSFP28).

QSFP-DD : 200 Gbit/s et 400 Gbit/s

Alors que l'échelle du traitement des données continue de s'étendre, la connexion haute densité devient cruciale. La norme QSFP-DD a vu le jour, elle prend en charge des options de taux de transmission plus élevés, notamment :

• 200 Gbps : Le débit de transmission par canal est de 50 Gbps et le débit total de 4 canaux atteint 200 Gbps. Ce module convient aux scénarios où il existe un besoin urgent d'une connexion à haut débit.
• 400 Gbps : Le débit de transmission par canal est augmenté à 100 Gbps, et le débit total de 4 canaux atteint 400 Gbps. Cette connexion haute densité convient au traitement de données à grande échelle et au calcul haute performance dans les centres de données.

SFP contre QSFP

Les Application of QSFP

Réseau de centres de données

Dans les centres de données, l'interconnexion à haut débit est cruciale pour obtenir un traitement de données performant. Les modules QSFP jouent un rôle clé dans les réseaux de centres de données, connectant divers commutateurs, serveurs et périphériques de stockage. Qu'il s'agisse de cloud computing, de traitement de données à grande échelle ou d'intelligence artificielle, les modules QSFP prennent en charge silencieusement la transmission rapide des données dans les coulisses.

Supercalculateur et calcul haute performance

Les supercalculateurs doivent traiter des données massives et des tâches informatiques complexes, qui nécessitent des connexions à faible latence et à large bande passante. Les modules QSFP, avec leurs caractéristiques à haut débit et à faible latence, deviennent le choix idéal pour la connexion au sein des supercalculateurs. Que ce soit dans la recherche scientifique, les prévisions météorologiques ou le développement de nouveaux médicaments, les supercalculateurs s'appuient sur les modules QSFP pour assurer une transmission rapide des données et un calcul collaboratif.

Réseau de communication

Dans les réseaux de communication, la transmission de données à haut débit est essentielle pour maintenir des connexions stables et fournir de grandes quantités d'informations. Les modules QSFP sont largement utilisés dans les communications par fibre optique et les réseaux métropolitains, pour prendre en charge la transmission de données à large bande passante entre différentes régions. Du streaming vidéo aux jeux en ligne, les modules QSFP fournissent des connexions réseau stables et efficaces pour diverses activités d'interconnexion.

 

Les Perspectives d'avenir of QSFP

Augmentation continue des taux de transmission

Avec le développement de l'ère numérique, la demande de transmission de données à haut débit continuera d'augmenter. Les normes QSFP continueront d'évoluer, prenant en charge des débits de transmission plus élevés. À partir de 800 Gbit/s, 1.6 Tbit/s ou même des débits de transmission supérieurs, les modules QSFP continueront à répondre à la demande de transmission croissante à l'avenir.

L'impact de la nouvelle technologie de la fibre optique

Avec l'innovation continue de la technologie de la fibre optique, l'émergence de nouveaux types de fibre optique aura un impact sur les performances et la distance de transmission des modules QSFP. La nouvelle technologie de fibre optique peut fournir une transmission de signal de meilleure qualité, permettant aux modules QSFP d'obtenir une transmission de données à grande vitesse sur de plus longues distances, élargissant ainsi leur gamme d'applications.

Le QSFP, en tant que composant clé de la transmission de données à haut débit, joue un rôle important dans les domaines de la communication et des centres de données modernes. Du QSFP de première génération au QSFP-DD, son évolution et son développement ont répondu à la demande croissante de transmission. L'innovation continue de la technologie permet aux modules QSFP non seulement d'atteindre une transmission à grande vitesse, mais aussi de s'adapter à différentes distances de transmission et scénarios d'application. Avec le développement continu de la technologie, nous pouvons nous attendre à voir apparaître des modules QSFP plus rapides et plus efficaces, continuant à promouvoir le progrès des domaines de la communication et des centres de données.