Mô-đun 10GBASE-T SFP+: Hướng dẫn triển khai bộ thu phát đồng

 

Tại sao bộ thu phát SFP+ bằng đồng lại chạy nóng hơn cáp quang và điều đó có ý nghĩa gì đối với quy hoạch cảng

 

Mỗi mô-đun thu phát RJ45 10GBASE-T đều chứa chipset PHY thực hiện xử lý tín hiệu IEEE 802.3an đầy đủ: khử tiếng vang, triệt tiêu nhiễu xuyên âm đầu xa-và sửa lỗi chuyển tiếp LDPC trên cả bốn cặp xoắn cùng một lúc. Trên các mô-đun chúng tôi hiện đang sản xuất, chipset đó là Broadcom BCM84891L hoặc Marvell AQR113C, cả hai đều được chế tạo ở bước sóng 28 nm trở xuống. Chúng tôi đo mức tiêu thụ điện năng trên máy phân tích điện năng Yokogawa WT310E trong quá trình kiểm tra chất lượng đầu vào trên mỗi lô sản xuất. BCM84891L tiêu thụ khoảng 1,5 W ở khoảng cách 30 mét trên Cat6a được chứng nhận và AQR113C có công suất khoảng 1,8 W trong cùng điều kiện.

 

Lựa chọn giữa Mô-đun đồng 10GBASE-T, DAC Twinax và Fiber SFP+

 

Mô-đun SFP+ bằng đồng 10G phù hợp khi khoảng cách liên kết của bạn vượt quá 7 mét, cơ sở hạ tầng chạy trên cáp Cat6a có cấu trúc và ứng dụng chịu được độ trễ PHY từ 2 đến 3 μs mỗi bước nhảy. Ngoài ba điều kiện đó, DAC hoặc sợi SFP+ sẽ hoạt động tốt hơn về chi phí, nhiệt độ hoặc độ trễ.

 

Dưới đây là cách phân tích quyết định trên các cấu hình triển khai mà chúng tôi thấy thường xuyên nhất từ ​​các đối tác tích hợp của mình:

 

• Dưới 5 mét, độ trễ-rất nhạy cảm. Bộ đôi DAC thụ động. Với độ trễ khoảng 0,3 μs với mức tiêu thụ điện năng gần như- bằng 0, không có trường hợp kỹ thuật nào dành cho mô-đun đồng trên các liên kết ToR-máy chủ nội bộ-đến{5}}ToR. Chúng tôi cung cấpCụm DAC từ 0,5 m đến 5 mvà đối với trường hợp sử dụng này, chúng là câu trả lời đúng.
   
• 10 đến 80 mét, nhà máy đồng hiện có, giao thông chung của doanh nghiệp. Đây chính là lúc mô-đun đồng 10GBASE-T dành cho thiết bị chuyển mạch doanh nghiệp giành được vị trí của mình. Một tòa nhà văn phòng brownfield với Cat6a đã được kết thúc ở mọi tầng thể hiện một kịch bản chung. -Cáp lại cáp quang là một dự án sáu-con số mà hầu hết ngân sách CNTT không thể đáp ứng được. Cầu thu phát đồng có khoảng cách với chi phí thấp. Nhưng nhà máy cáp phải thực sự hoạt động theo thông số kỹ thuật Cat6a chứ không chỉ mang nhãn hiệu. Thêm về điều đó dưới đây.
   
• Ngoài 100 mét hoặc bất kỳ-vải cột sống/lá có mật độ cao nào. Mô-đun SFP+ sợi quang (SR cho chế độ đa chế độ, LR cho chế độ-đơn)là lựa chọn khả thi duy nhất. Không có giải pháp đồng nào có thể cạnh tranh ở những khoảng cách này và mô-đun 10GBASE{2}}T sẽ không được đưa vào cuộc thảo luận.
   
• ToR{0}}mật độ cao với 48 cổng 10G.Hướng dẫn triển khai của Cisco dành cho SFP-10G-T-X xác nhận rằng đường bao 2,5 W trên mỗi cổng sẽ ngăn chặn toàn bộ dân số trên hầu hết các nền tảng Catalyst và Nexus, với các hạn chế về vị trí cụ thể trên mỗi khung (Câu hỏi thường gặp về Cisco SFP+ 10GBASE-T). Bộ thu phát SFP+ bằng đồng là một công cụ cổng-hỗn hợp: 8 hoặc 12 liên kết RJ45 trên bộ chuyển mạch SFP+ 48-cổng, không phải là công cụ thay thế toàn bộ khung máy.

 

Chúng tôi sẽ đưa ra một con số cụ thể cho vấn đề này: nếu gói mạng của bạn yêu cầu nhiều hơn 16 mô-đun SFP+ đồng trong một bộ chuyển mạch 1RU, thì bộ chuyển mạch 10GBASE-T chuyên dụng với các cổng RJ45 gốc sẽ có chi phí trên mỗi cổng thấp hơn và chạy mát hơn. Chúng tôi đã xây dựng các mô hình nhiệt và phép toán không thể kết thúc bằng cách khác.

 

Kết quả kiểm tra nhiệt: Giới hạn mật độ cổng theo nền tảng Switch

 

Chúng tôi đã chạy xác thực nhiệt trên mọi nền tảng chuyển mạch mà chúng tôi mã hóa mô-đun. Mô hình này nhất quán, nhưng tỷ suất lợi nhuận đủ khác nhau giữa các nhà cung cấp nên việc khái quát hóa từ nền tảng này sang nền tảng khác là một sai lầm mà chúng tôi đã thấy khách hàng mắc phải.

 

Trên Cisco Catalyst 9300-48UXM với tất cả các khe SFP+ được trang bị các mô-đun dựa trên BCM84891L- của chúng tôi, các thiết bị trong khe 3 và 4 (liền kề, giữa khối lồng) đã đạt đến nhiệt độ vỏ 68 độ trong vòng 4 giờ ở môi trường xung quanh 25 độ. Chúng tôi đã đo điều này bằng đầu dò cặp nhiệt điện loại K{13}}được liên kết với vỏ mô-đun, với lưu lượng iPerf3 hai chiều duy trì ở tốc độ 5 Gbps trên mỗi cổng. Việc chuyển sang bố cục bàn cờ (xen kẽ các mô-đun đồng với các khe trống hoặc có chứa sợi quang) đã giảm mô-đun nóng nhất xuống 57 độ trong điều kiện tải và luồng không khí giống hệt nhau.

 

Trên Arista 7050SX3-48YC8, thiết kế luồng khí từ trước-đến-phía sau mang lại khoảng không gian tản nhiệt tốt hơn đáng kể, nhưng chúng tôi vẫn đo được chênh lệch 6 độ giữa cấu hình bàn cờ và tải liền kề. Chức năng giám sát nhiệt của Arista thông qua CLI (hiển thị nhiệt độ môi trường) giúp việc xác thực các chỉ số đầu dò bên ngoài của chúng tôi dựa trên dữ liệu cảm biến bên trong trở nên đơn giản.

 

Hậu quả của việc bỏ qua điều này: "nắp cổng ngẫu nhiên" xuất hiện sáu tháng sau khi cài đặt và điền vào phiếu hỗ trợ. Chúng tôi theo dõi những trường hợp này và nguyên nhân sâu xa hầu như luôn là do nhiệt. Các mô-đun sẽ trải qua quá trình đào tạo lại PHY khi nhiệt độ điểm nối vượt qua ngưỡng thoải mái của chipset. Bản sửa lỗi không thay thế các mô-đun. Nó đang sửa đổi cách bố trí cổng.

 

Kiểu lỗi thứ hai đáng được gắn cờ là mô-đun chết sớm. Các báo cáo về quá trình triển khai trong thời gian dài- mô tả nhất quán các lỗi hàng loạt ở mốc 18 đến 30 tháng trên các mô-đun sử dụng các thế hệ PHY cũ hơn có công suất 3 W trở lên (Hướng dẫn dành cho người mua ServeTheHome SFP+). Bộ thu phát 10GBASE-T SFP+ thế hệ hiện tại ở mức 1,5 đến 2,0 W không hiển thị mẫu này trong dữ liệu thực địa của chúng tôi. Hỏi nhà cung cấp của bạn xem thế hệ chip PHY nào được cung cấp bên trong mô-đun là cách hiệu quả nhất để dự đoán liệu bạn có thấy chế độ lỗi này hay không.

 

Chất lượng cáp ảnh hưởng như thế nào đến khoảng cách liên kết 10GBASE-T SFP+ của bạn

 

 

Mô-đun SFP+ bằng đồng được định mức cho phạm vi 100 mét sẽ chỉ đạt được khoảng cách đó nếu mọi thành phần trong kênh (bảng vá lỗi, giắc cắm keystone, liên kết cố định) đáp ứng chứng nhận TIA-568-C.2 Loại 6A ở tần số 500 MHz. Đây là nơi chúng tôi gặp phải nhiều lỗi triển khai nhất được cho là do bộ thu phát nhưng thực tế lại bắt nguồn từ nhà máy cáp.

 

Ngưỡng khoảng cách thực tế mà chúng tôi chia sẻ với những khách hàng đang lên kế hoạch triển khai SFP+ đồng 10G qua cáp Cat6a: các kênh Cat6a được chứng nhận đầy đủ giữ 10G một cách đáng tin cậy ở khoảng cách 100 mét tiêu chuẩn. Cat6 không được che chắn, là thứ mà nhiều tòa nhà thực sự có mặc dù các đơn đặt hàng có liệt kê Cat6a, cao nhất là khoảng 37 đến 55 mét cho 10G ổn định, tùy thuộc vào mật độ bó và khoảng cách với dây dẫn điện. Chúng tôi đã xác nhận phạm vi này trên băng thử nghiệm của mình bằng cách sử dụng dữ liệu chứng nhận kênh Fluke DSX-8000 do khách hàng gửi và kết quả phù hợp với thông số kỹ thuật về khoảng cách của IEEE 802.3an.

 

Một cái bẫy cụ thể đã tạo ra ba yêu cầu RMA riêng biệt từ các đối tác tích hợp chỉ trong năm qua: Cáp Cat6a được mua từ năm 2015 đến năm 2018, kết thúc bằng bảng vá lỗi cấp Cat6 hoặc khối đục lỗ, sẽ thường xuyên không đạt chứng nhận 10G mặc dù vỏ cáp in "Cat6A". Cáp vẫn ổn. Phần cứng chấm dứt đã hạ cấp toàn bộ kênh. Chúng tôi đã bắt đầu yêu cầu các đối tác gửi cho chúng tôi báo cáo chứng nhận Fluke của họ trước khi chúng tôi thảo luận về cách khắc phục sự cố bộ thu phát. Nó giúp loại bỏ các chẩn đoán sai phổ biến nhất.

 

Nếu liên kết 10GBASE-T SFP+ của bạn hiển thị các lỗi CRC không liên tục hoặc từ chối đàm phán trên 5G, hãy chứng nhận kênh end-to-end trước khi mở yêu cầu hỗ trợ với bất kỳ nhà cung cấp bộ thu phát nào.

 

Đàm phán NBASE-T Multi{1}}Gig: Một tính năng mà hầu hết các bảng dữ liệu mô-đun đồng SFP+ đều bỏ qua

 

Các mô-đun 10GBASE-T SFP+ thế hệ hiện tại không chỉ đàm phán ở mức 10G mà còn ở mức 5G, 2,5G và 1G theo tiêu chuẩn IEEE 802.3bz NBASE-T. Thử nghiệm độc lập đã xác nhận rằng phần lớn các mô-đun trên thị trường hỗ trợ nhiều tốc độ{11}giga mặc dù không được đề cập đến trong bảng dữ liệu của nhà cung cấp (Hướng dẫn dành cho người mua ServeTheHome SFP+). Chúng tôi kiểm tra và ghi lại khả năng hỗ trợ bộ thu phát SFP+ nhiều{14}}gig cho mọi SKU mà chúng tôi gửi đi và ma trận tương thích được công bố trên mỗi trang sản phẩm.

 

Điều này có hai ứng dụng ngay lập tức trong việc mua sắm.

 

Các điểm truy cập WiFi 6E và WiFi 7 ngày càng được trang bị đường lên đồng 2,5G hoặc 5G. Mô-đun SFP+ đa gig đến RJ45 cho phép bộ chuyển đổi toàn bộ-SFP+ phục vụ các AP đó qua cáp đồng hiện có mà không cần thêm khung nhiều{10}gig riêng biệt. Chúng tôi đã triển khai cấu hình này trên ít nhất một chục dự án WiFi trong khuôn viên trường, nơi nó thay thế bộ chuyển mạch chuyên dụng trị giá 4.000 USD bằng mô-đun trị giá 35 USD. Sự khác biệt về chi phí chứng minh toàn bộ chu trình đánh giá.

 

Ứng dụng thứ hai là quản lý nhiệt. Đàm phán ở mức 5G thay vì 10G trên các liên kết có thông lượng duy trì ở mức dưới 4 Gbps giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng trên mỗi-mô-đun khoảng 15 đến 20%. Trên 24 mô-đun trong một công tắc duy nhất, điều đó kết hợp thành một mức giảm có thể đo lường được ở cả tải PDU và nhiệt độ lồng. Một quản trị viên lưu trữ mà chúng tôi làm việc cùng ở Thâm Quyến đã cố tình chạy đường lên NAS của cô ấy ở tốc độ 5G. Khoảng không gian thông lượng vừa đủ và lượng nhiệt tỏa ra thấp hơn cho phép cô ấy bố trí các cổng SFP+ liền kề mà không bị hạn chế về khoảng cách bàn cờ.

 

Cách FB-LINK kiểm tra và vận chuyển các mô-đun đồng 10GBASE-T

 

Thị trường bộ thu phát đồng SFP+ có-vấn đề về chất lượng được ghi chép rõ ràng. ServeTheHome đã thử nghiệm chín mô-đun từ các nhà cung cấp khác nhau và tìm thấy các đơn vị có dấu CE gian lận, bao bì không khớp và thiếu nhãn xuất xứ-của-quốc gia (Đánh giá ServeTheHome Wiitek). Khi các mô-đun mang nhãn hiệu OEM-của Cisco hoặc Arista có giá cao hơn từ 5 đến 10 lần thì việc mua theo đơn giá là điều dễ hiểu. Khoảng cách giữa mô-đun chạy trong 5 năm và mô-đun đó-không thành công vào tháng thứ 18 không hiển thị trên bất kỳ bảng thông số kỹ thuật nào.

 

Đây là những gì chúng tôi làm khác đi và tại sao việc người mua số lượng lớn đánh giá một sản phẩm lại quan trọngNhà cung cấp mô-đun 10GBASE-T SFP+.

 

Mỗi mô-đun đều đi kèm với một chipset PHY đã biết (BCM84891L hoặc AQR113C) và chúng tôi công bố chipset, phương pháp đo công suất và kết quả kiểm tra khả năng tương thích trên mỗi nền tảng- trên mỗi trang sản phẩm. Chúng tôi thực hiện các phép đo công suất QC đầu vào trên mỗi lô sản xuất chứ không phải mẫu. Phòng thí nghiệm tương thích của chúng tôi duy trì các băng ghế thử nghiệm đang hoạt động cho các nền tảng Cisco, Arista, Juniper, HPE và MikroTik, bao gồm hơn 200 mô hình chuyển mạch và chúng tôi công bố kết quả đạt/không đạt, không chỉ các tuyên bố "tương thích".

 

Chúng tôi cũng cung cấp các mẫu kỹ thuật trước khi đặt hàng số lượng lớn, với thời gian giao hàng tiêu chuẩn từ 3 đến 5 ngày làm việc tới hầu hết các điểm đến. MOQ cho các mô-đun được mã hóa-tùy chỉnh bắt đầu ở mức 100 đơn vị. Thời gian quay vòng của RMA là 15 ngày làm việc và có thể thay thế trước cho các đơn hàng trên 500 chiếc.

 

Câu hỏi hữu ích nhất mà bạn có thể hỏi bất kỳ nhà cung cấp tiềm năng nào: thế hệ chipset PHY nào được cung cấp bên trong mô-đun và mức tiêu thụ điện năng đo được ở khoảng cách tối đa định mức là bao nhiêu? Chính chúng tôi đã đặt câu hỏi này cho các đối thủ cạnh tranh trong quá trình đánh giá nguồn cung ứng. Nhà cung cấp trả lời bằng chipset và công suất cụ thể sẽ mô tả đặc điểm của sản phẩm. Nhà cung cấp trả lời "đáp ứng thông số kỹ thuật SFP+ MSA" chưa thực hiện thử nghiệm. Chúng tôi đã sớm nhận ra sự khác biệt này một cách khó khăn, khi một nhà cung cấp linh kiện giao cho chúng tôi một lô chip PHY đáp ứng bảng thông số kỹ thuật nhưng tiêu thụ nhiều hơn 0,4 W so với lô trước đó. Sự khác biệt đó đã đẩy hai nền tảng chuyển đổi không tuân thủ về nhiệt độ và chúng tôi phát hiện ra điều đó chỉ vì chúng tôi đo lường mọi lô hàng đến.

 

Tham khảo nhanh: So sánh các tùy chọn kết nối 10G

 

tham số	10GBASE-T SFP+ (Đồng)	10GBASE-SR SFP+ (Cáp quang)	SFP+ DAC (Twinax)
Đầu nối	RJ45	LC song công	Đã sửa lỗi kết thúc SFP+
Trung bình	Cặp xoắn Cat6a/Cat7	Sợi đa mode OM3/OM4	đồng Twinax
Khoảng cách tối đa	30–100 m (phụ thuộc vào cáp)	300–400 m	5–7 m thụ động
Sức mạnh điển hình	1,5–2,5 W (thế hệ hiện tại)	0.6–1.0 W	< 0.5 W
Độ trễ PHY	~2.6 μs	~0.1 μs	~0.3 μs
Nhiều{0}}giá	1G / 2.5G / 5G / 10G	Chỉ 10G	Chỉ 10G
Phù hợp nhất	Tái sử dụng đồng Brownfield, bộ chuyển mạch-cổng hỗn hợp	Xương sống, tòa nhà-liên kết, mật độ-cao	Giá-nội bộ, độ trễ thấp nhất

 

 

Để biết dữ liệu chi tiết về mức tiêu thụ điện năng theo chipset PHY và chiều dài cáp, hãy xem số đo trong phòng thí nghiệm của chúng tôi:Tiêu thụ điện năng của bộ thu phát SFP + đồng 10G theo chipset và khoảng cách. Để biết thông tin cơ bản về các thông số kỹ thuật cơ và điện của SFP + MSA chi phối khả năng tương tác của mô-đun:Giải thích thông số kỹ thuật SFP và SFP + MSA.

 

FB-LINK đã sản xuất bộ thu phát quang và đồng ở Thâm Quyến từ năm 2012, với-thử nghiệm đặc tính PHY và khả năng tương thích nội bộ trên các nền tảng chuyển mạch 200+. Các mẫu kỹ thuật sẽ được gửi trong vòng 3–5 ngày làm việc.Duyệt qua các mô-đun đồng 10GBASE-T SFP+ · Yêu cầu mẫu kỹ thuật