Modulo 10GBASE-T SFP+: guida alla distribuzione del ricetrasmettitore in rame

 

Perché un ricetrasmettitore SFP+ in rame è più caldo della fibra e cosa significa per la pianificazione portuale

 

Ogni modulo ricetrasmettitore 10GBASE-T RJ45 contiene un chipset PHY che esegue l'elaborazione completa del segnale IEEE 802.3an: cancellazione dell'eco, soppressione della diafonia far-end e correzione degli errori diretti LDPC su tutti e quattro i doppini intrecciati contemporaneamente. Sui moduli che attualmente produciamo, il chipset è un Broadcom BCM84891L o un Marvell AQR113C, entrambi fabbricati a 28 nm o meno. Misuriamo l'assorbimento di potenza su un analizzatore di potenza Yokogawa WT310E durante il controllo qualità in entrata su ogni lotto di produzione. Il BCM84891L assorbe circa 1,5 W a 30 metri su Cat6a certificato, e l'AQR113C assorbe circa 1,8 W nelle stesse condizioni.

 

Scelta tra un modulo in rame 10GBASE-T, DAC Twinax e fibra SFP+

 

Un modulo SFP+ in rame da 10G è la soluzione giusta quando la distanza del collegamento supera i 7 metri, l'infrastruttura funziona su cavi strutturati Cat6a e l'applicazione tollera da 2 a 3 μs di latenza PHY per hop. Al di fuori di queste tre condizioni, il DAC o la fibra SFP+ lo supereranno in termini di costi, prestazioni termiche o latenza.

 

Ecco come si articola la decisione tra le configurazioni di distribuzione che vediamo più frequentemente dai nostri partner di integrazione:

 

• Sotto i 5 metri, sensibile alla latenza-. Twinax DAC passivo. Con una latenza di circa 0,3 μs con un assorbimento di potenza vicino-zero, non esiste alcun caso tecnico per i moduli in rame sui collegamenti intra-server rack-a-ToR. ForniamoGruppi DAC da 0,5 ma 5 me per questo caso d'uso sono la risposta corretta.
   
• Da 10 a 80 metri, impianto di rame esistente, traffico aziendale generale. È qui che trova posto un modulo in rame 10GBASE-T per switch aziendali. Un edificio per uffici dismesso con Cat6a già terminato su ogni piano rappresenta uno scenario comune. Il ricablaggio per la fibra è un progetto a sei cifre che la maggior parte dei budget IT non può giustificare. Il ricetrasmettitore in rame colma questa lacuna a una frazione del costo. Ma l'impianto di cablaggio deve effettivamente funzionare secondo le specifiche Cat6a, non limitarsi a portare l'etichetta. Ne parleremo più avanti.
   
• Oltre i 100 metri o qualsiasi tessuto-foglia/dorso ad alta densità. Moduli fibra SFP+ (SR per multimodale, LR per mono-modalità)sono l'unica opzione praticabile. Nessuna soluzione in rame compete a queste distanze e un modulo 10GBASE-T non dovrebbe essere in discussione.
   
• ToR ad alta-densità con 48 porte da 10G.La guida all'implementazione di Cisco per SFP-10G-T-X conferma che l'involucro da 2,5 W per porta impedisce il popolamento completo sulla maggior parte delle piattaforme Catalyst e Nexus, con specifiche restrizioni sugli slot per chassis (Domande frequenti su Cisco SFP+ 10GBASE-T). Il ricetrasmettitore SFP+ in rame è uno strumento di porte-miste: 8 o 12 collegamenti RJ45 su uno switch SFP+ a 48-porte, non una sostituzione dell'intero chassis.

 

Inseriremo un numero specifico su questo: se il tuo piano di rete richiede più di 16 moduli SFP+ in rame in un singolo switch 1RU, uno switch 10GBASE-T dedicato con porte RJ45 native costerà meno per porta e funzionerà a temperature più basse. Abbiamo costruito i modelli termici, e i conti non chiudono altrimenti.

 

Risultati dei test termici: limiti di densità delle porte per piattaforma switch

 

Abbiamo eseguito la convalida termica su ogni piattaforma di switch per la quale codifichiamo i moduli. Il modello è coerente, ma i margini differiscono abbastanza tra i fornitori che generalizzare da una piattaforma all’altra è un errore che abbiamo visto commettere dai clienti.

 

Su un Cisco Catalyst 9300-48UXM con tutti gli slot SFP+ popolati con i nostri moduli basati su BCM84891L-, le unità negli slot 3 e 4 (adiacenti, al centro del blocco gabbia) hanno raggiunto una temperatura del case di 68 gradi in quattro ore a una temperatura ambiente di 25 gradi. Abbiamo misurato questo valore con sonde a termocoppia di tipo K-collegate all'involucro del modulo, con traffico iPerf3 bidirezionale sostenuto a 5 Gbps per porta. Il passaggio a un layout a scacchiera (alternando moduli in rame con slot vuoti o popolati in fibra) ha fatto scendere il modulo più caldo a 57 gradi in condizioni identiche di carico e flusso d'aria.

 

Su un Arista 7050SX3-48YC8, il design del flusso d'aria dalla parte anteriore-a-posteriore offre un margine termico notevolmente migliore, ma abbiamo comunque misurato un delta di 6 gradi tra le configurazioni con carico adiacente e a scacchiera. Il monitoraggio termico di Arista tramite CLI (mostra temperatura ambiente) ha reso semplice la convalida delle letture della nostra sonda esterna rispetto ai dati del sensore interno.

 

La conseguenza dell'ignorare questo: "flap delle porte casuali" che compaiono sei mesi dopo l'installazione e riempiono i ticket di supporto. Teniamo traccia di questi casi e la causa principale è quasi sempre termica. I moduli eseguono un ciclo di riqualificazione PHY quando la temperatura di giunzione supera la soglia di comfort del chipset. La correzione non sta sostituendo i moduli. Sta rivedendo il layout del porto.

 

Il secondo modello di guasto che vale la pena segnalare è la morte prematura del modulo. I report provenienti da distribuzioni di lunga durata-descrivono costantemente errori batch al limite dei 18-30 mesi sui moduli che utilizzano generazioni PHY precedenti che disegnano 3 W o superiori (ServeTheHome SFP+ Guida all'acquisto). Gli attuali ricetrasmettitori SFP+ di-generazione 10GBASE-T da 1,5 a 2,0 W non mostrano questo modello nei nostri dati sul campo. Chiedere al tuo fornitore quale generazione di chip PHY viene fornita all'interno del modulo è il modo più efficace per prevedere se vedrai questa modalità di errore.

 

In che modo la qualità del cavo influisce sulla distanza del collegamento 10GBASE-T SFP+

 

 

Un modulo SFP+ in rame valutato per 100 metri raggiungerà quella distanza solo se ogni componente nel canale (patch panel, keystone jack, collegamenti permanenti) soddisfa la certificazione TIA-568-C.2 Categoria 6A a 500 MHz. È qui che riscontriamo la maggior parte degli errori di implementazione che vengono attribuiti al ricetrasmettitore ma che in realtà hanno origine nell'impianto di cablaggio.

 

Le soglie di distanza pratiche che condividiamo con i clienti che pianificano un'implementazione SFP+ in rame 10G su cablaggio Cat6a: i canali Cat6a completamente certificati mantengono il 10G in modo affidabile alla distanza standard di 100 metri. Cat6 non schermato, che è ciò che effettivamente hanno molti edifici nonostante gli ordini di acquisto elenchino Cat6a, arriva a circa 37-55 metri per 10G stabile, a seconda della densità del fascio e della vicinanza ai conduttori di alimentazione. Abbiamo confermato questa gamma sul nostro banco di prova utilizzando i dati di certificazione del canale Fluke DSX-8000 inviati dai clienti e i risultati sono in linea con le specifiche di distanza IEEE 802.3an.

 

Una trappola specifica che ha generato tre richieste RMA separate da parte dei partner di integrazione solo nell'ultimo anno: il cavo Cat6a acquistato tra il 2015 e il 2018, terminato con pannelli di connessione o blocchi punchdown di grado Cat6, spesso non riuscirà alla certificazione 10G nonostante sulla guaina del cavo sia stampato "Cat6A". Il cavo va bene. L'hardware di terminazione ha declassato l'intero canale. Abbiamo iniziato a chiedere ai partner di inviarci i loro rapporti di certificazione Fluke prima ancora di discutere della risoluzione dei problemi del ricetrasmettitore. Elimina in anticipo le diagnosi errate più comuni.

 

Se il tuo collegamento 10GBASE-T SFP+ mostra errori CRC intermittenti o si rifiuta di negoziare al di sopra del 5G, certifica il canale end-to-end prima di aprire un caso di supporto con qualsiasi fornitore di ricetrasmettitori.

 

Negoziazione NBASE-T Multi-Gig: una caratteristica che la maggior parte delle schede tecniche dei moduli in rame SFP+ omettono

 

I moduli SFP+ di-generazione 10GBASE-T negoziano non solo a 10G ma anche a 5G, 2.5G e 1G secondo lo standard IEEE 802.3bz NBASE-T. Test indipendenti hanno confermato che la maggior parte dei moduli sul mercato supporta velocità multi-giga nonostante nessuna menzione nelle schede tecniche dei fornitori (ServeTheHome SFP+ Buyer's Guide). Testiamo e documentiamo il supporto del ricetrasmettitore SFP+ multi-giga per ogni SKU che spediamo e la matrice di compatibilità viene pubblicata su ogni pagina del prodotto.

 

Ciò ha due applicazioni immediate nel procurement.

 

I punti di accesso WiFi 6E e WiFi 7 vengono sempre più forniti con uplink in rame 2.5G o 5G. Un modulo multi-gig SFP+ a RJ45 consente a uno switch all-SFP+ di servire tali AP su rame esistente senza aggiungere uno chassis multi-gig separato. Abbiamo implementato questa configurazione su almeno una dozzina di progetti WiFi di campus in cui ha sostituito uno switch dedicato da 4.000 dollari con un modulo da 35 dollari. La differenza di costo ha giustificato l'intero ciclo di valutazione.

 

La seconda applicazione è la gestione termica. La negoziazione a 5G anziché a 10G su collegamenti in cui il throughput sostenuto rimane inferiore a 4 Gbps riduce l'assorbimento di potenza per-modulo di circa il 15-20%. Attraverso 24 moduli in un unico switch, il tutto si traduce in una riduzione misurabile sia del carico della PDU che della temperatura della gabbia. Un amministratore di archiviazione con cui lavoriamo a Shenzhen gestisce deliberatamente i suoi uplink NAS su 5G. L'headroom di throughput è adeguato e la potenza termica inferiore le consente di popolare le porte SFP+ adiacenti senza il vincolo di spaziatura della scacchiera.

 

Come FB-LINK testa e fornisce moduli in rame 10GBASE-T

 

Il mercato dei ricetrasmettitori in rame SFP+ presenta un problema di qualità ben-documentato. ServeTheHome ha testato nove moduli di diversi fornitori e ha trovato unità con marchi CE falsi, imballaggi non corrispondenti ed etichette del paese-di-origine mancanti (Recensione Wiitek di ServeTheHome). Quando i moduli con marchio OEM-di Cisco o Arista comportano un sovrapprezzo da 5 a 10 volte superiore, è comprensibile l'acquisto solo in base al costo unitario. Il divario tra un modulo che funziona per cinque anni e uno che fallisce in batch-al mese 18 non è visibile in nessuna scheda tecnica.

 

Ecco cosa facciamo in modo diverso e perché è importante per gli acquirenti di grandi volumi valutare aFornitore di moduli 10GBASE-T SFP+.

 

Ogni modulo viene fornito con un chipset PHY noto (BCM84891L o AQR113C) e pubblichiamo il chipset, la metodologia di misurazione della potenza e i risultati dei test di compatibilità per piattaforma su ciascuna pagina del prodotto. Eseguiamo misurazioni della potenza di controllo qualità in entrata su ogni lotto di produzione, non su un campione. Il nostro laboratorio di compatibilità mantiene banchi di test attivi per le piattaforme Cisco, Arista, Juniper, HPE e MikroTik, che coprono oltre 200 modelli di switch e pubblichiamo risultati pass/fail, non solo dichiarazioni di "compatibilità".

 

Forniamo anche campioni tecnici prima degli ordini di volume, con un tempo di consegna standard compreso tra 3 e 5 giorni lavorativi per la maggior parte delle destinazioni. Il MOQ per i moduli con codifica-personalizzata inizia da 100 unità. Il tempo di consegna RMA è di 15 giorni lavorativi con sostituzione anticipata disponibile per ordini superiori a 500 unità.

 

La domanda più utile che puoi porre a qualsiasi potenziale fornitore: quale generazione di chipset PHY viene fornita all'interno del modulo e qual è l'assorbimento di potenza misurato alla distanza massima nominale? Abbiamo posto questa domanda noi stessi ai concorrenti durante le valutazioni degli approvvigionamenti. Un fornitore che risponde con un chipset e un wattaggio specifici ha caratterizzato il prodotto. Un fornitore che risponde "soddisfa le specifiche SFP+ MSA" non ha eseguito i test. Abbiamo imparato questa distinzione nel modo più duro fin dall'inizio, quando un fornitore di componenti ci ha spedito un lotto di chip PHY che soddisfacevano il foglio delle specifiche ma consumavano 0,4 W in più rispetto al lotto precedente. Questa differenza ha spinto due piattaforme di switch fuori dalla conformità termica e l'abbiamo notato solo perché misuriamo ogni lotto in entrata.

 

Riferimento rapido: opzioni di connettività 10G a confronto

 

Parametro	10GBASE-T SFP+ (rame)	10GBASE-SR SFP+ (fibra)	SFP+DAC (Twinax)
Connettore	RJ45	LC duplex	Risolte le terminazioni di SFP+
Medio	Doppino intrecciato Cat6a/Cat7	Fibra multimodale OM3/OM4	Rame Twinax
Distanza massima	30–100 m (a seconda del cavo)	300–400 m	5–7 m passivo
Potenza tipica	1,5–2,5 W (generazione attuale)	0.6–1.0 W	< 0.5 W
Latenza PHY	~2.6 μs	~0.1 μs	~0.3 μs
Multi-tariffa	1G / 2.5G / 5G / 10G	Solo 10G	Solo 10G
Migliore adattamento	Riutilizzo del rame dismesso, switch-porte miste	Spina dorsale, inter-edificio, alta-densità	Intra-rack, latenza più bassa

 

 

Per dati dettagliati sul consumo energetico in base al chipset PHY e alla lunghezza del cavo, consultare le misurazioni del nostro laboratorio:Consumo energetico dei ricetrasmettitori SFP+ in rame 10G in base al chipset e alla distanza. Per informazioni generali sulle specifiche meccaniche ed elettriche SFP+ MSA che regolano l'interoperabilità dei moduli:Spiegazione delle specifiche SFP e SFP+ MSA.

 

FB-LINK produce ricetrasmettitori ottici e in rame a Shenzhen dal 2012, con -caratterizzazione PHY interna e test di compatibilità su 200+ piattaforme di switch. I campioni tecnici vengono spediti entro 3-5 giorni lavorativi.Sfoglia i moduli in rame 10GBASE-T SFP+ · Richiedi campioni tecnici