Da sich die Technologie weiterentwickelt und die Nachfrage nach Datenbandbreite weiter steigt, entstehen neue Arten von Schnittstellen in Netzwerkgeräten wie Switches, Routern, Konvertern und Firewalls.
Die Datenrate ist ein äußerst wichtiger Faktor für eine Ethernet-Switch-Schnittstelle und reicht in der Regel von 1G, 10G, 25G, 40G bis 100G und darüber hinaus. Im Folgenden sind einige der wichtigsten Schnittstellentypen mit den oben beschriebenen Datenraten aufgeführt.
Die mit Abstand populärsten sind die SFP- und SFP+ Schnittstellen.
Die wichtigsten Arten von Schnittstellen in Ethernet-Netzwerken:
RJ45
RJ45 (Registered Jack type 45) - Standard für einen Kupferanschluss; ein RJ45-Anschluss an einem Switch überträgt Ethernet-Daten mit einer Geschwindigkeit von 10/100/1000/10000 BASE, kann in Datenzentren für Server, LANs verwendet werden. Das Standard-Ethernetkabel ist am häufigsten in der Kategorie Cat 5/5e/6/6a zu finden; es wird häufig für die Verbindung von zwei RJ45-Anschlüssen verwendet.
GBIC
GBIC (Gigabit Interface Converter) - ein älterer, heute kaum noch verwendeter Schnittstellentyp, der auf dem Ethernet-Standard basiert und für den Übergang von Glasfaser- zu elektrischen Medien verwendet wird, mit einem Hot-Swap-Design. Wird in Ethernet- und Fibre-Channel-Netzwerken verwendet.
Das GBIC-Modul hat einen optischen SC-Stecker, überträgt Daten mit bis zu 1,25 Gbit/s, arbeitet mit Multimode- und Singlemode-Glasfasern (2-Faser und 1-Faser) und ist auch für den CWDM-Betrieb geeignet. Die Module übertragen Daten über Entfernungen von bis zu 120 km.
Der GBIC-Standard ist nicht proprietär und wurde vom Small Form Factory Council definiert. Er wurde erstmals im November 1995 veröffentlicht. Der technische Redakteur war Robert Snively von Brocade Communications, und die Ratsmitglieder waren AMP Incorporated, Compaq Computers, Sun Microsystems und Vixel Corporation.
SFP
SFP - auf Englisch - Small Form-Factor Pluggable, eine Schnittstelle mit einer kleinen Grundfläche, die eine höhere Anschlussdichte als ein GBIC ermöglicht. Aus diesem Grund wird sie auch als Mini-GBIC bezeichnet. Sie wird für den Übergang von einem Glasfasermedium zu einem elektrischen Medium verwendet. SFP-Schnittstellen werden nicht nur in Ethernet-Netzwerken, sondern auch in SONET, Fibre Channel und anderen Industriestandards eingesetzt. Sie bieten Bitraten von 100 Mbps für Fast Ethernet bis 4 Gbps für Fibre Channel.
Die SFP-Module haben optische LC- oder SC-Anschlüsse (für optische Übertragung) und einen RJ45-Kupferanschluss für Gigabit Ethernet. Sie arbeiten mit Multimode- und Singlemode-Glasfasern und sind auch für CWDM- und DWDM-Betrieb geeignet. Sie übertragen Daten über Entfernungen von bis zu 200 km. Sie haben ein Hot-Swap-Design.
Sie unterstützen Diagnosefunktionen: DDM/DOM, die eine Echtzeitüberwachung der Betriebsparameter ermöglichen. Sie liefern Informationen über: optische Sende- und Empfangsleistung, Betriebstemperatur, Polarisationsstrom und Versorgungsspannung.
Optische SFP-Module sind üblicherweise in mehreren Kategorien erhältlich:
- SFP SX - 850 nm Wellenlänge, bis zu 550 m Entfernung,
- SFP LX - 1310 nm Wellenlänge, Entfernung bis zu 20 km,
- SFP EX - 1310 nm Wellenlänge, Entfernung bis zu 40 km,
- SFP ZX - Wellenlänge 1550 nm, Entfernung 80 km,
- SFP EZX - Wellenlänge 1550 nm, Entfernung 160 km,
- SFP BX (auch BiDi genannt) - Wellenlänge 1550 nm/1310 nm (seltener 1490 nm/1310nm).
Es sind auch Module für CWDM-Systeme erhältlich - 18 Kanäle für beide Übertragungsfenster II und III, und DWDM - 48 Kanäle für Systeme, die mit 100 GHz Mesh arbeiten, und 96 Kanäle für solche, die mit 50 GHz Mesh arbeiten. SFP 1000BASE-T - SFP-Gigabit-Ethernet-Module für den Betrieb mit Kupferkabeln.
SFP+
SFP+ - (Enhanced Small Form-Factor Pluggable) - eine optische Schnittstelle mit kleinem Formfaktor. Diese Arten von Schnittstellen werden nicht nur bei Ethernet, sondern auch bei SONET, Fibre Channel und anderen Industriestandards verwendet. Sie bieten Bitraten von 8 Gbit/s (Fibre Channel) und 10 Gbit/s (Ethernet) bis 16 Gbit/s (Fibre Channel). Die erste SFP+ Spezifikation wurde 2006 veröffentlicht und die aktuelle Version 4.1 wurde 2009 veröffentlicht.
SFP+-Module sind in Bezug auf Design und Diagnosefunktionen nahezu identisch mit SFP-Transceivern.
Optische SFP+ Module sind üblicherweise in mehreren Kategorien erhältlich:
- SFP+ SR - 850 nm Wellenlänge, bis zu 300 m Entfernung,
- SFP+ LR - 1310 nm Wellenlänge, Entfernung bis zu 10 km oder 20 km,
- SFP+ ER - Wellenlänge 1550 nm, Entfernung 40 km,
- SFP+ ZR - Wellenlänge 1550 nm, Entfernung 80 km,
- SFP+ BX- Wellenlänge 1270 nm/1330 nm, Entfernung bis zu 40 km.
Wie die SFP Module können auch SFP+ Module sowohl in CWDM- als auch in DWDM-Systemen eingesetzt werden.
XFP
XFP – 10 Gigabit Small Form Factor Pluggable-Schnittstelle. Diese Art von Schnittstelle unterstützt Bitraten von 9,95 Gbps bis 11,1 Gbps. Sie ist für den Betrieb in SONET-, Ethernet- und auch OTN-Netzen vorgesehen.
Die XFP-Spezifikation wurde von der XFP Multi Source Agreement Group (einer informellen Industriegruppe, die nicht offiziell von einer Institution unterstützt wird) erstellt. Die erste Spezifikation wurde am 27. März 2002 veröffentlicht und am 19. Juli 2002 der Öffentlichkeit zugänglich gemacht (am 31. August 2005 wurden kleinere Änderungen an der Spezifikation vorgenommen). Den Vorsitz der XFP-Gruppe hatte Robert Snively von Brocade Communications Systems inne, der technische Redakteur war Ali Ghiasi von Broadcom.
Die XFP-Module haben optische LC- oder SC-Anschlüsse. Es gibt sowohl Single- als auch Multimode-Glasfasermodelle sowie Modelle, die für den Betrieb in CWDM- oder DWDM-Wellenlängenmultiplexsystemen ausgelegt sind.
Optische XFP-Module sind üblicherweise in mehreren Kategorien erhältlich:
- XFP SR - 850 nm Wellenlänge, bis zu 300 m Entfernung,
- XFP LR - 1310 nm Wellenlänge, Entfernung bis zu 10 km oder 20 km,
- XFP ER - Wellenlänge 1550 nm, Entfernung 40 km,
- XFP ZR - Wellenlänge 1550 nm, Entfernung 80 km,
- XFP BX - Wellenlänge 1270 nm/1330 nm. Entfernung 40 km.
XENPAK
XENPAK - Standard, der im Jahr 2001 von der MSA (Multi Source Agreement) veröffentlicht wurde. Die letzte Version dieser Norm - 3.0 - stammt aus dem Jahr 2002.
XENPAK-Module haben optische SC-Anschlüsse. Sie können auch mit InfiniBand-Kupferkabeln betrieben werden, die mit CX4-Steckern ausgestattet sind (und eine maximale Entfernung von 15 m erreichen). Sie haben ein Hot-Swap-Design.
Die XENPAK-Module sind inzwischen durch kleinere Module wie XFP oder SFP+ ersetzt worden, die dieselbe Funktionalität bieten.
X2
X2 –Standard, der 2002 veröffentlicht wurde und auf dem XENPAK-Standard basiert.
X2-Module können in 10-Gigabit-Ethernet-, SONET/SDH- und Fibre-Channel-Netzwerken eingesetzt werden.
Wie der XENPAK-Prototyp wurde auch X2 inzwischen von XFP- oder SFP+ Modulen abgelöst.
SFP28
SFP28 –25Gbit/s-Schnittstelle, die sich mit SFP+ Modulen weiterentwickelt hat. Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Dokuments ist dies das Modul, das typischerweise für 25-Gbit-Ethernet- und 32-Gbit-Fibre-Channel-Verbindungen verwendet wird.
QSFP+
QSFP+ (Quad Small Form-Factor Pluggable) - sind einfach 4 SFP+ Module in einem einzigen Gehäuse. Auf der optischen Seite übertragen sie Signale in 4 unabhängigen Strömen von jeweils 10 Gbit/s.
QSFP+ Module gibt es mit MPO- und LC-Steckern. Das Modul mit MPO-Stecker verwendet 4 Glasfaserpaare für die Datenübertragung, während das Modul mit LC-Stecker über einen eingebauten Multiplexer verfügt, der es ermöglicht, 4 unabhängige Übertragungen, jede auf einer anderen Wellenlänge in derselben Faser, zu senden. Die Module in diesem Format ermöglichen Verbindungen sowohl mit Multimode- als auch mit Singlemode-Fasern. Die größten Reichweiten, die wir damit erzielen können, liegen zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Berichts bei etwa 30 km.
QSFP28
QSFP28 - So wie das QSFP+ Modul 4 SFP+ Module kombiniert, so kombiniert das QSFP28 Modul 4 SFP28 Module. Es ermöglicht die Datenübertragung in einem von zwei Standards, d.h. 100 GbE und/oder OTU4. Mit Modulen in diesem Format lassen sich Verbindungen mit 1 Lambda von 100 Gbps, 2 Lambdas von 50 Gbps oder 4 Lambdas von 25 Gbps realisieren. Sie ermöglichen den Betrieb von Diensten, die sowohl auf Singlemode- als auch auf Multimode-Glasfasern basieren, und die Übertragung über Entfernungen von bis zu 80 km, ohne den Einsatz externer optischer Verstärker.
CFP/CFP2/CFP4 100G
CFP/CFP2/CFP4 100G - Schnittstelle, die Durchsatzraten von 103,1 Gbit/s bis 111,8 Gbit/s unterstützt. Diese Module waren die ersten auf dem Markt, die die Grenze von 100 Gbit/s überschritten. Aufgrund ihrer Größe und ihres Stromverbrauchs ist diese Technologie vor allem bei Punkt-zu-Punkt-Übertragungen mit Single- oder Multimode-Fasern den QSFP28-Einsätzen unterlegen. Stattdessen sind sie die einzigen Hot-Swap-Module, mit denen eine kohärente Technologieverbindung sowohl bei 100 Gbit/s als auch bei 200 Gbit/s realisiert werden kann. Die derzeit verfügbare Technologie reduziert den Strombedarf solcher Module nicht so weit, dass sie in ein QSFP28-Gehäuse eingekapselt werden könnten.
