スイッチの SFP ポートおよび QSFP ポートとは何ですか?

ギガビット スイッチの SFP ポートは、コンピュータ ネットワークとデータ転送速度に関して重要な概念です。 SFP (Small Form-Factor Pluggable) ポートは、mini GBIC (Gigabit Interface Converter) とも呼ばれます。

SFP モジュールは 2001 年に初めて導入され、ネットワークに大きな変化をもたらしました。 以前の GBIC (ギガビット インターフェイス コンバータ) モジュールに代わる SFP モジュールの導入は、SFP モジュールの小型化と柔軟性の向上によるところが大きく、SFP モジュールは現代のネットワークで最も重要なコンポーネントの XNUMX つとなっています。

SFP は、スイッチと他のネットワーク デバイス間でデータを転送するために使用されるホットプラグ対応モジュールです。

SFPポートの定義と機能

SFP ポートは、ユーザーがデバイスをシャットダウンせずにネットワーク モジュールを交換できるようにする標準化されたインターフェイスです。 これは、コンパクトで設置と交換が簡単になるように設計されており、ギガビット イーサネット スイッチと、ルータ、ファイバ コンバータなどの他のネットワーク デバイスを接続するための標準化されたソリューションです。SFP ポートの主な目的は、柔軟性を提供することです。ネットワーク管理者は、ネットワークのニーズに応じてさまざまなタイプの SFP モジュールを選択し、さまざまな伝送メディアと速度を実現できます。

SFP ポートはどのように機能しますか?

SFP は、ファイバー、銅線ケーブルなど、さまざまなタイプの伝送メディアと、さまざまなデータ伝送速度をサポートできます。 SFP ポートの動作原理には、光学技術と電気技術が関係しています。 作業プロセスの簡単な説明は次のとおりです。

物理的な接続: まず、SFP モジュールをネットワーク デバイスの SFP ポートに静かに挿入します。 SFP ポートは、モジュールが正しく挿入され、デバイスに物理的に接続できるようにするための標準化されたインターフェイスとして設計されています。

電源: SFP モジュールを挿入すると、デバイスはモジュールに電力を供給します。 これは、SFP モジュール内の電子コンポーネントと光学デバイスが正常に動作できるようにするためです。

データ送信: SFP モジュールの動作原理は、そのタイプ、つまりファイバーか銅線ケーブルかによって異なります。

ファイバー接続: ファイバー接続では、SFP モジュールには光送信機と光受信機が含まれています。 データはネットワーク機器内で電気信号から光信号に変換され、ファイバーを通じて伝送されます。 SFP モジュールの送信側は、光トランスミッタを使用して電気信号をレーザー光信号に変換し、ファイバーを通じて送信します。 SFP モジュールの受信側は、光レシーバーを使用して、ネットワーク デバイス処理のために光信号を電気信号に変換します。

銅線ケーブル接続: 銅線ケーブル接続では、SFP モジュールはデータ送信に電気信号を使用します。 データは、ネットワーク デバイスの電気信号から SFP モジュールの電気インターフェイスを介して送信され、接続された銅線ケーブルを介して送信されます。 このタイプの接続は、同じラック内のデバイスを接続するなど、短距離のデータ伝送に適しています。

データ処理: ファイバー接続か銅線ケーブル接続かに関係なく、SFP モジュールは、データの精度と信頼性を確保するために、データ送信中にエラー検出、フロー制御などの一部のデータ処理機能も実行する場合があります。

ホットプラグ：重要な機能は、SFP ポートのホットプラグ機能です。これは、デバイスをシャットダウンせずに SFP モジュールを交換または追加できることを意味します。 この機能はネットワークのメンテナンスやアップグレードに非常に便利で、ダウンタイムを削減できます。

SFP ポートが収容できる XNUMX つのデバイス間の最大距離はどれくらいですか?

SFP ポートが対応できる XNUMX つのデバイス間の最大伝送距離は、使用する SFP モジュールのタイプ、伝送媒体 (ファイバーまたは銅線ケーブル)、光信号の強度、ネットワーク トポロジなどの複数の要因によって異なります。 . 異なるタイプの SFP モジュールは、異なる伝送距離範囲をサポートします。

以下に、いくつかの一般的な SFP モジュール タイプとその一般的な最大伝送距離を示します。

マルチモードファイバー (MMF) SFP モジュール:

1000BASE-SX: 最大伝送距離は、ファイバーの種類と品質によって異なりますが、約 550 メートルから 2 キロメートルです。

10GBASE-SR: 最大伝送距離は、通常、ファイバーの品質によって異なりますが、100 メートルから 300 メートルの範囲です。

シングルモードファイバー (SMF) SFP モジュール:

1000BASE-LX：最大伝送距離は通常5km以内です。

10GBASE-LR：最大伝送距離は通常10km以内です。

40GBASE-LR4 および 100GBASE-LR4: 最大伝送距離は 10 キロメートルに達します。

銅線 SFP モジュール:

1000BASE-T: 最大伝送距離は通常 100 メートルです。

10GBASE-T: 最大伝送距離は、銅線ケーブルの品質と仕様に応じて、通常 30 メートルから 100 メートルです。

 

SFPモジュールの種類

さまざまな伝送メディア、伝送速度、アプリケーションシナリオに応じて、SFP モジュールはさまざまなタイプに分類できます。 一般的な SFP モジュールのタイプをいくつか示します。

1000BASE-SX: このマルチモード ファイバー (MMF) SFP モジュールは、通常 550 メートルから 2 キロメートルの範囲の短距離データ伝送に適しています。 850nm の光波長を使用し、ファイバ距離が比較的短い環境に適しています。

 

1000BASE-LX: これはシングルモード ファイバー (SMF) SFP モジュールで、通常 5 キロメートル以内の長距離データ伝送に適しています。 1310nm の光波長を使用し、ファイバー距離が長い環境に適しています。

 

1000BASE-T: これは、Cat5e 以上の仕様の銅線ケーブルを介したデータ伝送をサポートする銅線 SFP モジュールで、最大伝送距離は通常 100 メートルです。 短距離接続のニーズに適しています。

 

10GBASE-SR: このマルチモード ファイバー SFP モジュールは、通常 100 メートルから 300 メートルの範囲の短距離高速データ伝送に適しています。 850nmの光波長を使用します。

 

10GBASE-LR: これはシングルモード ファイバー SFP モジュールで、通常 10 キロメートル以内の長距離高速データ伝送に適しています。 1310nmの光波長を使用します。

 

10GBASE-ER: これは、最大 40 キロメートルの伝送距離をサポートできる長距離シングルモード ファイバ SFP モジュールです。

 

40GBASE-SR4 および 100GBASE-SR4: これらのマルチモード ファイバー SFP モジュールは、40Gbps および 100Gbps の高速データ伝送をサポートしており、通常はデータセンター内などの短距離接続に適しています。

 

40GBASE-LR4 および 100GBASE-LR4: これらのシングルモード ファイバー SFP モジュールは、40Gbps および 100Gbps の高速データ伝送をサポートし、通常最大 10 キロメートルの伝送距離の長距離接続に適しています。

上記の一般的なタイプに加えて、他にも多くのタイプの SFP モジュールがあり、それぞれが特定の伝送ニーズやアプリケーション シナリオに合わせて最適化されています。

　 SFPポートの利点

小型かつ高密度: SFP モジュールは GBIC の半分のサイズなので、より狭く高密度のスペースで使用できます。 最新のデータ センターやネットワーク デバイスでは、ラック スペースの利用が重要であるため、SFP モジュールのサイズが小さいため、デバイスがより多くのポートに対応できるようになり、ネットワーク接続密度が向上します。

ホットプラグ可能: SFP モジュールのホットプラグ可能な性質により、ネットワーク管理者は、デバイスをシャットダウンすることなく、デバイスの実行中にモジュールを交換または追加できます。 これにより、メンテナンスおよびアップグレード プロセス中のダウンタイムが大幅に削減され、ネットワークの可用性が向上します。

柔軟性: SFP モジュールは、ファイバーや銅線ケーブルなどのさまざまなタイプの伝送メディアや、さまざまな伝送速度をサポートできます。 この柔軟性により、ネットワーク管理者はネットワークのニーズに応じて適切なモジュールを選択し、さまざまな接続の要件を満たすことができます。

長距離伝送: SFP モジュールは、短距離から長距離、さらには数十キロメートルまでのさまざまな伝送距離をサポートします。 このため、広域ネットワーク接続や長距離伝送の構築に非常に役立ちます。

SFPインターフェイスをサポートするスイッチ

華為：

Huawei S5720シリーズ

Huawei S5700シリーズ

Huawei S6700シリーズ

Huawei S9300シリーズ

ZTE (ZTE) :

ZTE S3300シリーズ

ZTE S3500シリーズ

ZTE S3900シリーズ

ZTE S5900シリーズ

ルイジエ

Ruijie RG-S2900G-E シリーズ

Ruijie RG-S5750Eシリーズ

Ruijie RG-S7700シリーズ

Ruijie RG-S9250シリーズ

TP-Link：

TP-Link JetStream T1600Gシリーズ

TP-Link JetStream T2600Gシリーズ

TP-Link JetStream T3700シリーズ

TP-Link JetStream T4800シリーズ

 

シスコ：

Cisco Catalyst 2960 シリーズ

Cisco Catalyst 3560 シリーズ

Cisco Catalyst 3850 シリーズ

Cisco Catalyst 4500 シリーズ

**HPE (ヒューレット・パッカード エンタープライズ)**

HPE Offアイスコネクト1920Sシリーズ

HPE プロカーブ 2520 シリーズ

HPE FlexNetwork 5130 シリーズ

HPE Aruba 2930F シリーズ

デル：

デル ネットワーキング X シリーズ

デル ネットワーキング N シリーズ

Dell PowerConnect 2800 シリーズ

Dell PowerConnect 5500 シリーズ

ジュニパーネットワークス:

ジュニパー EX2200 シリーズ

ジュニパー EX2300 シリーズ

ジュニパー EX3400 シリーズ

ジュニパー EX4300 シリーズ

NETGEAR：

ネットギア プロセーフ GS108T

ネットギア プロセーフ GS724T

NETGEAR プロセーフ JGS524E

NETGEAR プロセーフ XS708E

最新のネットワークにおける SFP ポートの重要性

企業や機関の間でより高速で安定したネットワーク接続に対する需要が高まるにつれ、ギガビット スイッチの SFP ポートは現代のネットワークで重要な役割を果たしています。

最新のネットワークにおける SFP ポートの主な用途をいくつか紹介します。

データセンターネットワーク: データセンターでは、高速で安定したデータ伝送が非常に重要です。 SFP ポートを使用すると、データセンター管理者はさまざまなニーズに応じてネットワーク接続を構成し、サーバー間の高速データ交換の要件を満たすことができます。

広域ネットワーク接続: ネットワーク管理者は、SFP ポートを介して適切な SFP モジュールを選択し、都市、国、さらには大陸をまたぐ広域ネットワーク接続に適した長距離データ伝送を実現できます。

光ファイバーネットワーク: 光ファイバーは高速データ伝送に理想的な媒体であり、SFP ポートを介して接続された光ファイバー モジュールは、ネットワーク内で優れたパフォーマンスを提供し、高帯域幅と低遅延の要件を満たします。 ネットワークの冗長性: SFP ポートにより、ネットワークの冗長性を実現することもできます。 冗長リンクを構成すると、XNUMX つのリンクに障害が発生した場合でも、別のリンクがネットワーク接続を維持できるため、ネットワークの信頼性が確保されます。

今後の展開: テクノロジーの継続的な進歩に伴い、より高い伝送速度とより大きな帯域幅をサポートする新しいタイプの SFP モジュールが登場しています。 これにより、将来的にネットワークの拡張が容易になり、増大するネットワーク需要に対応できるようになります。

要約すると、ギガビット スイッチ上の SFP ポートは、最新のネットワークの重要なコンポーネントとして、ネットワーク管理者に柔軟性、拡張性、保守性を提供します。 さまざまなネットワーク ニーズの要件を満たすだけでなく、ネットワークの安定性と信頼性にも重要な貢献をします。 テクノロジーの継続的な発展により、SFP ポートはネットワーク分野で重要な役割を果たし続け、ネットワーク接続の速度とパフォーマンスの向上を促進します。

QSFP の進化と発展

第一世代 QSFP

最初の QSFP 規格は 2006 年に登場し、小型サイズと高密度接続の特徴を導入しました。 第 4 世代の QSFP は 10 チャネル伝送をサポートしており、各チャネルの速度は通常 XNUMXGbps で、データセンターの相互接続やサーバー接続に適しています。 その登場により、高速データ伝送の新時代が開かれました。

QSFP + (クアッド スモール フォーム ファクター プラガブル プラス) 

データセンターの成長に伴い、より高い伝送速度に対する需要も高まりました。 QSFP+ は、第 40 世代 QSFP へのアップグレードとして、10Gbps の伝送速度をサポートします。 QSFP+ は、その小型サイズとホットプラグ対応機能により、データセンター内のスイッチ、サーバー、ストレージ デバイス間の高密度接続に理想的な選択肢となります。 同時に、QSFP+ は XNUMXG イーサネットやその他の分野でも広く使用されています。

QSFP28

デジタル時代の到来により、伝送速度の需要がより緊急になっています。 QSFP28 標準は 2016 年にリリースされ、チャネルあたり 100 Gbps の伝送速度をサポートし、データセンターでの高速相互接続をより効率的にしました。 QSFP28モジュールの登場により、大規模データ処理、クラウドコンピューティング、スーパーコンピュータなどの分野での性能向上が可能になります。

QSFP-DD (倍密度)

データセンターの継続的な拡大により、接続ポートの密度が課題となっています。 QSFP-DD 規格は、QSFP サイズに基づいて 200 倍のポート密度を実現し、400 Gbps および XNUMX Gbps の伝送速度をサポートします。 この高い柔軟性により、QSFP-DD は大規模データセンターの高速相互接続においてより重要になり、高性能コンピューティングと大規模データ処理を強力にサポートします。

OSFP (オクタル スモール フォーム ファクター プラガブル)

QSFP-DD に加えて、同じく高速伝送用に設計された OSFP という別の関連規格があります。 OSFP は 400 Gbps および 800 Gbps の伝送速度をサポートしており、QSFP-DD と比較します。 OSFP にはいくつかの面で利点があるかもしれませんが、QSFP-DD は依然として市場で重要な位置を占めています。

ポートとチャネル

QSFP モジュールの特徴の 4 つは、マルチチャネル設計です。 一般的な QSFP モジュールは 8 チャネルをサポートしており、マルチチャネル設計により、比較的小さなサイズで高帯域幅の伝送を実現できます。 さらに、規格の進化に伴い、一部のモジュールでは XNUMX チャネル伝送も実現し、ポート密度と伝送容量がさらに向上しています。

伝送速度と伝送距離

QSFP モジュールのタイプが異なれば、サポートされる伝送速度も異なります。 10 Gbps から 400 Gbps まで、さまざまな速度でさまざまなシナリオのニーズを満たすことができます。 同時に、伝送距離はファイバの種類やモジュールの種類などの要因にも影響されます。短距離接続には通常マルチモード ファイバが使用されますが、長距離接続にはシングルモード ファイバが必要です。

光モジュールの種類

さまざまな伝送距離と用途に応じて、QSFP モジュールはいくつかのタイプに分類されます。 SR (ショート レンジ) モジュールは短距離の接続に適しており、LR (ロング レンジ) モジュールは中距離の伝送に適しており、ER (エクステンデッド レンジ) および ZR (ゼロ分散レンジ) モジュールは長距離の伝送に適しています。 この多様性により、QSFP はさまざまなアプリケーション シナリオに対応できるようになります。

その他機能

QSFP モジュールには、高速伝送に加えて、いくつかの追加機能も組み込まれています。ホットプラグ対応機能によりモジュールの交換がより便利になり、デジタル診断モニタリング機能により、管理者はモジュールのパフォーマンスとステータスをリアルタイムで監視できます。したがって、ネットワークのメンテナンスとトラブルシューティングが実行されます。

QSFP光モジュールの速度

QSFP: 40Gbps

最も初期の QSFP 光モジュールは 2006 年に発売され、小型化と高密度接続の概念が導入されました。 第 4 世代の QSFP は 10 チャネル伝送をサポートしており、各チャネルの速度は通常 40Gbps です。 これは、各モジュールの合計伝送速度が XNUMXGbps に達することを意味します。 この設計により、第 XNUMX 世代 QSFP 光モジュールはデータセンターの相互接続、サーバー接続、スイッチ リンクにおいて重要な役割を果たします。

QSFP+: 40Gbps および 56Gbps

データセンターの継続的な拡大とより高い伝送速度の要求により、QSFP+ 光モジュールが開発の鍵となります。 QSFP+ は、次のようなより高い伝送速度のオプションをサポートします。

• 40Gbps: チャネルあたりの伝送速度は 10Gbps で、4 チャネルの合計速度は 40Gbps に達します。 このモジュールは、高密度接続および 40G イーサネットで広く使用されています。
• 56Gbps：14チャンネルあたりの伝送速度が4Gbpsに向上し、56チャンネル合計でXNUMXGbpsに達します。 QSFP+ モジュールのこのレートは、一部の特定のアプリケーションに対してより高い帯域幅を提供します。

QSFP28: 100Gbps

デジタル時代の到来により、伝送速度に対する要求はさらに高まります。 QSFP28 標準は 2016 年にリリースされ、チャネルあたり 100 Gbps の伝送速度をサポートします。 これにより、データセンター内の高速相互接続がより効率的になり、増大するデータ処理需要への対応に役立ちます。 QSFP28 モジュールは、100 つのチャネルを使用することで、最大 XNUMX Gbps のデータ伝送速度をコンパクトなモジュールに詰め込みます(100G QSFP28).

QSFP-DD: 200Gbps および 400Gbps

データ処理の規模が拡大し続けるにつれて、高密度の接続が重要になります。 QSFP-DD 標準が誕生し、次のようなより高い伝送速度のオプションがサポートされています。

• 200Gbps：50チャンネルあたりの伝送速度は4Gbpsで、200チャンネルの合計速度はXNUMXGbpsに達します。 このモジュールは、高帯域幅の接続が緊急に必要なシナリオに適しています。
• 400Gbps: チャネルあたりの伝送速度が 100Gbps に向上し、4 チャネルの合計速度が 400Gbps に達します。 この高密度接続は、データセンターにおける大規模なデータ処理やハイパフォーマンス コンピューティングに適しています。

SFP と QSFP の比較

　 申し込み of QSFP

データセンターネットワーク

データセンターでは、高性能のデータ処理を実現するために高速相互接続が不可欠です。 QSFP モジュールは、データセンター ネットワークで重要な役割を果たし、さまざまなスイッチ、サーバー、ストレージ デバイスを接続します。 クラウド コンピューティング、大規模データ処理、人工知能のいずれであっても、QSFP モジュールはバックグラウンドでデータの高速送信を静かにサポートします。

スーパーコンピューターとハイパフォーマンスコンピューティング

スーパーコンピューターは大量のデータと複雑なコンピューティング タスクを処理する必要があり、低遅延、高帯域幅の接続が必要です。 QSFP モジュールは、高速かつ低遅延の特性を備えているため、スーパーコンピュータ内での接続に最適です。 科学研究、天気予報、新薬開発のいずれの分野でも、スーパーコンピューターは QSFP モジュールを利用して高速データ転送と協調コンピューティングを実現します。

通信ネットワーク

通信ネットワークでは、安定した接続を維持し、大量の情報を配信するために高速データ伝送が不可欠です。 QSFP モジュールは、異なる地域間の高帯域幅データ伝送をサポートするために、光ファイバー通信や都市圏ネットワークで広く使用されています。 ビデオ ストリーミングからオンライン ゲームまで、QSFP モジュールはさまざまな相互接続アクティビティに安定した効率的なネットワーク接続を提供します。

 

　 今後の展望 of QSFP

継続的に増加する伝送速度

デジタル時代のさらなる発展に伴い、高速データ伝送の需要は今後も増大し続けます。 QSFP 規格は進化し続け、より高い伝送速度をサポートします。 800Gbps、1.6Tbps、あるいはそれ以上の伝送速度に対応する QSFP モジュールは、今後も増大する伝送需要に応え続けます。

新しい光ファイバー技術の影響

光ファイバー技術の継続的な革新により、新しいタイプの光ファイバーの出現は、QSFP モジュールの性能と伝送距離に影響を与えるでしょう。 新しい光ファイバー技術は、より高品質の信号伝送を提供する可能性があり、QSFP モジュールが長距離にわたる高速データ伝送を実現できるため、その応用範囲が拡大します。

QSFP は高速データ伝送の主要コンポーネントとして、現代の通信およびデータセンター分野で重要な役割を果たしています。 第 XNUMX 世代の QSFP から QSFP-DD まで、その進化と開発は増大する伝送需要に応えてきました。 技術の継続的な革新により、QSFP モジュールは高速伝送を実現できるだけでなく、さまざまな伝送距離やアプリケーション シナリオにも適応できるようになりました。 継続的な技術開発により、より高速かつ効率的な QSFP モジュールが登場し、通信およびデータセンター分野の進歩を促進し続けることが期待されます。