Funktionsweise von 10GBASE-T-SFP+-Kupfer-Transceiver-Modulen

Mit der zunehmenden Verbreitung von Netzwerkfunktionsvirtualisierung (NFV) und vereinheitlichten Daten- und Speichernetzwerken sehen sich Server heute mit erhöhten E/A-Anforderungen konfrontiert. Direct-Attach-Kabel, optische Transceiver-Module und 10GBASE-T SFP+-Module sind die Hauptlösungen für die Netzwerkanforderungen. Aber nur der neue 10G SFP+-Kupfer-Transceiver bietet das Potenzial, stromsparende Konnektivität durch Nutzung der Cat 6a/7-Kabelinfrastruktur mit Pay-as-you-grow-Flexibilität zu liefern. Eine umfassende Einführung zu 10GBASE-T-SFP+-Modulen wird in diesem Artikel unter den Aspekten Basisinformationen, Merkmale, Vorteile, Anwendungen und häufig gestellten Fragen erörtert.

10GBASE-T SFP+-Transceiver: Übersicht

Das 10G-SFP+-RJ45-Modul bietet Kompatibilität mit strukturierter Verkabelung mit Cat6a/7-Kabeln mit bis zu 100m Link-Distanz bei einer minimalen Energieeinsparung von 0,5W pro Port über den eingebetteten 10GBASE-T-RJ45-Port. Es ist das erste 10G-Kupfer-SFP-RJ45-Modul, das eine 10Gb/s-Kommunikation über Ethernet-Kupferkabel bietet, die mit den MSA-Standards SFF-8431 und SFF-8432 kompatibel ist. Darüber hinaus bietet das 10G-Kupfer-SFP-Modul eine größere Flexibilität für 10G-Kupferanwendungen mit geringer Dichte als ein 10GBASE-T-Kupfer-Switch mit festem Port, indem der vorhandene SFP+-Port für die Kupferübertragung verwendet wird. Im Folgenden werden die Merkmale eines optischen 10G-SFP+-RJ45-Transceivers vorgestellt:

• Kleinerer Formfaktor: Interoperabel mit jedem SFP+-Steckverbindersystem.

• Performance: Vollständige PHY-Präsentation.

• Innovation: Hot-Plug-fähig mit einem gesteuerten Soft-Start.

• Auto-Negotiable Abwärtskompatibilität: Er ist kompatibel mit 10/100/1000BASE-T-Netzwerken der vorherigen Generation für eine nahtlose Migration zu 10GbE.

• Kosten: Mit dem üblichen RJ-45-Stecker hat das 10G-Kupfer-SFP-Modul Vorteile gegenüber SFP+-Lösungen. Denn kupferbasierte Infrastruktur ist weitaus kostengünstiger als Glasfaser. Es ist eine kostengünstige Lösung für UTP- und STP-Kabel in einer Entfernung von bis zu 100m und ist für alle Anwendungsfälle des Netzwerkzugangs ausreichend.

Weshalb wird ein 10GBASE-T-SFP+-Kupfer-Transceiver benötigt?

10GBASE-T-Kupfer-SFP+-Transceiver, 10G-DAC-Kabel und 10G-Glasfaser-SFP+-Module sind die Hauptlösungen im 10G-Ethernet-Netzwerk. Doch warum sollte man angesichts des preiswerten SFP+-DAC und der zuverlässigen SFP+-Glasfaseroptik, die für die 10Gbps-Anwendung zur Verfügung stehen, die 10GB SFP+-Kupfer-Transceivermodule verwenden?

• Erstens gibt es elektrische RJ45-Ports an den Switches für den potenziellen Anschlussbedarf von Netzwerkkabeln. Tatsache ist jedoch, dass die elektrischen RJ45-Ports am Switch für die Netzwerkverkabelung möglicherweise nicht ausreichen, um die Anforderungen an Kupfer-Netzwerkkabel zu erfüllen. In diesem Fall können 10GBASE-T SFP+-Module den optischen Port in den elektrischen Port umwandeln, um die Anforderungen für unzureichende RJ45-Ports an den Switches zu erfüllen.

• Zweitens liegt die Länge der überwiegenden Mehrheit der Verbindungen zwischen 10m und 100m in Rechenzentrums- und Unternehmensnetzwerken. Das 10GBASE-T-SFP+-Kupfer-Modul bietet eine Datenübertragung von 10Gb/s über eine Entfernung von 100 Metern und setzt die Begrenzung des SFP+-DAC um.

• Drittens sind die 10GBASE-SFP+-Module abwärtskompatibel mit 10/100/1000Base-T-Modulen, wodurch eine Menge Budget für die Netzwerke von Datenzentren eingespart werden kann. Darüber hinaus hat das 10G-Kupfer-SFP-Modul mit dem üblichen RJ-45-Stecker die Vorteile gegenüber SFP+-Lösungen, da die kupferbasierte Infrastruktur weitaus kostengünstiger ist als Glasfaser.

• Und schließlich ist der 10GBASE-T SFP+-Kupfer-Transceiver mit 10GBASE-T-SFP+ für die Betreiber bei der Bereitstellung ihrer Netzwerksysteme von Vorteil. Beim Anschluss von 10G-Modulen an Kupfernetzwerke kann der 10GBASE-T-SFP+-Kupfer-Transceiver direkt in die Kupfernetzwerke eingefügt werden, während der 10G-SFP+-Glasfaser-Transceiver mit einem Medienkonverter verbunden werden muss, um diese Verbindung zu realisieren.

10GBASE-T SFP+ RJ45-Module: Anwendung

Wie bereits erwähnt, basiert der 10Gb SFP+-Kupfer-Transceiver auf 10GBASE-T, was den Vorteil hat, dass es sich um eine interoperable, standardbasierte Technologie handelt, die den bekannten RJ45-Stecker verwendet und Rückwärtskompatibilität mit älteren Netzwerken bietet. SFP+ auf RJ45-Transceiver können für Top-of-Rack-, Middle-of-Row- oder End-of-Row-Architekturen in Rechenzentrums- und Unternehmensnetzwerken eingesetzt werden. Die folgenden Abbildungen zeigen zwei Anwendungen für 10GBASE-T-SFP+-Module.

Szenario eins: Anschluss von Server- und/oder Speichergeräten mit 10GBASE-T RJ-45 an einen SFP+ Netzwerk-Switch.

Abbildung 1: 10GBASE-T SFP+ Kupfer-Transceiver zur Verbindung von Server und Speichergerät

Szenario zwei: Netzwerk-Upgrade auf 10G an Edge-Switches.

Abbildung 2: 10GBASE-T-SFP+-Kupfer-Transceiver am Edge-Switch

10GBASE-T-SFP+-Transceiver-Module: FAQs

F: Wie verbindet man 10-Gigabit-Ethernet-CNA/NIC Intel X550 mit 10-GbE-Switches unter Verwendung eines 10GBASE-T SFP+-Transceivers?

A: 10-Gigabit-Ethernet-CNA/NIC Intel X550 ist ein konvergierter Netzwerkadapter mit RJ45-Anschlüssen. 10GbE-Switches sind in der Regel mit SFP+-Ports ausgestattet und der Intel X550 kann nicht direkt mit 10G-Switches verbunden werden. Daher können die 10GBASE-T-SFP+-Kupfermodule unter Verwendung von Cat6a-Kupferkabeln in die 10G-Switches eingesetzt werden, um die Verbindung von 10GbE-NICs mit RJ45-Port und 10G-Switches mit SFP+-Ports zu realisieren.

F: Kann ich Cat5e-Kupferkabel zur Verbindung mit 10G-SFP+-Kupfer-Transceivern verwenden?

A: Nein. Die Standardbandbreite von Cat5e beträgt 100MHz, und sie ist für die Übertragung von Signalen unter 90M ausgelegt. Die Cat6a-Kupferkabel werden also für die 10-Gigabit-Signalübertragung benötigt.

F: Kann das 10G-Kupfer-SFP-RJ45-Modul bei niedrigen Temperaturen verwendet werden?

A: Die optischen SFP+ auf RJ45-Transceiver sind in kommerziellen und industriellen Versionen erhältlich. Die Standardprodukte sind für einen Betriebstemperaturbereich von 0~70 °C geeignet. Für einen größeren Temperaturbereich wird der Kauf von Industriemodulen empfohlen.

F: Was sind die Unterschiede zwischen einem 10GBASE-T-SFP+-Kupfer-Transceiver und einem 10Gb/s-Medienkonverter?

A: Beide dieser beiden Produkte können eine gegenseitige Umwandlung zwischen elektrischen und optischen 10G-Signalen erreichen. Im Folgenden sind drei Hauptunterschiede zwischen dem 10GBASE-T SFP+-Modul und dem 10G-Medienkonverter aufgeführt:

• Formfaktor: Das 10GBASE-T-Modul hat einen SFP+-Formfaktor und eine geringe Größe, während der 10GbE-Medienkonverter sperrig ist und eine zusätzliche Stromversorgung benötigt.

• Kosten: Im Vergleich zu 10G-Medienkonvertern ist der 10GBASE-T SFP+-Kupfer-Transceiver wesentlich billiger.

• Anwendungsperspektiven: Der Markt für 10G-Kupfer-SFP-RJ45-Module ist breiter als der Markt für 10G-Medienkonverter, da das 10GBASE-T-Modul in Chargen zu niedrigeren Preisen geliefert werden kann.

F: Kann ein 10Gb-SFP+ zu einem RJ45-Transceiver die Netzwerkübertragungsrate erhöhen?

A: Nein. Es handelt sich lediglich um einen fotoelektrischen Wandler, der das Signal nicht verarbeitet und die Signalübertragungsrate nicht erhöht.

F: Kann ein elektrisches 10-Gigabit-SFP+-Modul mit einem 1000BASE-T-Modul verbunden werden?

A: Ja, sie können in einem Ethernet-Netzwerk miteinander verbunden werden.

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