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Esquema resumen de conectores ópticos Cisco 10GbE

Ethernet de 10 Gigabit (10 GbE)

Aunque en el pasado era una tecnología punta y exótica, el 10 GbE se ha convertido ahora en una tecnología convencional ampliamente extendida en los centros de datos y en los entornos de campus.  No obstante el Ethernet de 10 Gigabit  ha tenido un proceso más bien extenso de desarrollo hasta llegar a donde está ahora, y con muchas plataformas y módulos 10GbE más antiguas aún en uso, hay toda una serie de tipos de óptica distintos que están en uso en la actualidad, tanto en plataformas de producción actuales como heredadas.

Tipos de módulo

tipos de módulo10 GIG Optics Module Types

De izquierda a derecha:

XENPAK : los conectores de fibra óptica originales 10GbE. Conectores Presents SC

X2 : el sucesor del XENPAK. Los conectores de fibra óptica X2 tienen un uso limitado en el mercado, con Cisco como principal usuario de productos basados en X2.  Conectores Presents SC

XFP: el primero de los conectores 10GbE mucho más reducido.  Los conectores XFP se adoptaron principalmente para los routers y todavía hoy se encuentran casi exclusivamente en routers.  Conectores Presents LC

SFP+ : conectores 10GbE que utilizan el mismo factor de forma física que un SFP gigabit. Debido a esto, muchos de los switches basados en 10GbE de SFP pequeñas utilizan puertos 1G/10G, ofreciendo un grado añadido de flexibilidad. Los conectores SFP+ se han convertido con mucho en los conectores más habituales de todos los conectores de 10 gigabit.  Conectores Presents LC

Dentro de esto formatos se encuentran muchos tipos distintos de especificaciones eléctricas y ópticas; el único requisito es que coincida el tipo de óptica. Es perfectamente aceptable conectar un X2 a un SFP, o un XENPAK a un SFP+ o cualquier otra combinación.

Estándares ópticos

Cobre/Eléctrico

10GBase-CX1/10GBase-CU
El 10GBase-CX1, también conocido como un cable de conexión directo (DAC), es el estándar de cobre SFP+. El estándar tiene una distancia máxima de 10 metros, aunque Cisco en la actualidad solo ofrece longitudes de hasta 5m. Se trata en realidad de un cable con extremos SFP+, no un módulo con un cable separado.

10 gbase-CX1
Cisco 10GBase-CX1-SFP+ cable

Observe que el cable está permanentemente integrado en los extremos SFP+. Debido a esto, ambos dispositivos deben presentar los puertos SFP+. Aunque el trabajo con cables es algo inconveniente debido a esta integración, los módulos CX1 se utilizan debido a su muy bajo costo ($150-$200 por cable), consumo extremadamente bajo (0,25W por cable) y una penalización por latencia desdeñable.  Debido a estas características, los DAC se utilizan principalmente para la conectividad de servidores a switch Top-of-Rack o para interconexiones entre dispositivos del mismo rack.

10GBase-T/NBase-T
Uno de los objetivos principales para 10GbE era el de desarrollar un estándar de conectividad para su uso con el cableado Ethernet estándar y los extremos RJ45.  El estándar 10GBase-T se creó de esto y en los últimos años, los avances en tecnología han permitido que se desplieguen las interfaces 10GBase-T con la misma densidad que los productos basados en SFP+.  Al igual que 10GBase-CU, la mayoría de los despliegues 10GBase-T son de servidor a switch Top-of-Rack.

A finales de 2014, se propuso una extensión a 10GBase-T denominada NBase-T, y a mediados de 2015, el switch NBase-T entró en el mercado.  NBase-T añade dos velocidades intermedias, 2,5 y 5Gbps, a las velocidades disponibles admitidas.  Los factores detrás de NBase-T son la compatibilidad con las plantas de cableado existentes Cat5e (2,5G máximo) y Cat6 (5G máximo) en la distancia máxima estándar de 100m mientras son capaces de soportar las tarifas de datos más allá de 1Gbps para usuarios principales y puntos de acceso inalámbricos 802.11ac (y más allá) de alto rendimiento. 

Debido a las demandas de tensión no existen en la actualidad conectores de módulos 10GBase-T o NBase-T SFP todos los productos actuales del mercado son solo interfaces fijas.

Fibra multimodal

10GBase-SR
10GBase-SR es la especificación de conectores ópticos multimodales original y todavía es con mucho la más utilizada habitualmente. Como utiliza un conjunto de láser en estado sólido de bajo coste que funciona a 850nm, se trata también del menos caro de los módulos ópticos disponibles para una plataforma 10GbE. No obstante, 10GBase-SR es muy sensible al tipo de fibra. A continuación figura una lista de especificaciones de cable y distancia máxima con componentes ópticos SR.

Tamaño de núcleo
(micrones)

Ancho de banda modal
(MHz*km)

Máx
máxima

Notas

62,5

160

26m

Esto es fibra multimodal estándar.

62,5

200

33m

 

50

400

66m

 

50

500

82m

 

50

2000

300m

También conocida como: OM3 o fibra optimizada 10GbE

 

Debido a estos límites de distancia, se recomienda encarecidamente que cualquier nuevo despliegue de fibra multimodal utilice OM3 o una fibra de grado superior para asegurar que cualquier despliegue 10GbE no pase a tener ningún problema con la distancia.

10GBase-LRM
El estándar 10GBase-LRM  se desarrolló para despliegues en que las ejecuciones más extensas de fibra multimodal tradicional de 62,5 micrones están en uso y no se pueden actualizar.  Se utiliza un láser sencillo que funciona a 1310nm junto con un cable condicionador de modo especial para conseguir una distancia máxima de 220m por encima de una fibra de 62,5 micrones.

Fibra unimodo

10GBase-LR
10GBase-LR puede alcanzar hasta 10km por fibra unimodo. No hay distancia mínima para LR tampoco, así que es adecuada para conexiones cortas por fibra unimodo también.

10GBase-ER
10GBase-ER puede alcanzar hasta 40km por fibra unimodo. Debido a esta potencia láser, se requiere atenuación para enlaces inferiores a 20km.

10GBase-ZR
Los conectores ZR pueden alcanzar hasta 80km por fibra unimodo. Debido a la muy alta potencia de transmisión, se necesita una atenuación significativa para conexiones más cortas. El uso de los conectores ZR debe ir precedido por una prueba de potencia óptica de la fibra en cuestión para garantizar así un despliegue sin problemas. Es interesante observar que 10GBase-ZR no es en realidad un estándar IEEE, aunque la mayoría de vendedores ofrecen una opción ZR.

10G por DWDM
Con 10GbE, es posible obtener módulos de óptica que producen longitudes de onda DWDM, permitiendo despliegues DWDM mucho más sencillos, con estos conectores no se necesita ningún hardware transpondedor adicional. Las innovaciones actuales en los conectores 10GbE/DWDM incluyen plena sintonización de banda C para facilidad de provisión, ordenación y moderación de los canales DWDM así como características como reenvío de corrección de errores (FEC) y compatibilidad con OTN/G.709 integrada directamente en el conector.

Ethernet de 40 y 100 Gigabit

QSFP 28
El módulo QSFP 28 utiliza el mismo factor de forma física que el conector QSFP+ para 40GbE, pero admite 4x carriles de 25Gbps, permitiendo 100Gbps de capacidad total.  QSFP 28 se está convirtiendo rápidamente el estándar para 100GbE por fibra multimodo, ya que el factor de la reducción permite una densidad de puerto alta como la que necesitan los switch de centros de datos, el uso de conjuntos de conectores de 4 carriles permite la actualización de cualquier sistema 40GBase-SR4 a 100GbE sin necesidad de actualizar la planta física.

Esperamos fervientemente el Ethernet de 25 y 50 Gigabit

En entornos de centros de datos de alto rendimiento, la necesidad para rendimiento de red en el nivel de servidor ya está tensando la conectividad 10GbE, especialmente una vez que las nuevas tecnología como la del almacenamiento basado en objetos y los SAN virtuales se añaden a la mezcla.  Para dirigir esto, se crearon los estándares de Ethernet de 25 y 50 gigabit y están ahora llegando al mercado.  Estos estándares utilizan la misma tecnología subyacente que se desarrolló por vez primera para los estándares 100GBase-SR4 y LR4.  Una conexión de 25GbE utiliza un carril de 25Gbps y 50GbE utiliza un par de carriles de 25Gbps.  Los desarrollos iniciales de 25 y 50GbE utilizan un conector QSFP 28 con cables de éxito para 25GbE, estos son los mismos cables utilizados para convertir una interfaz de 40GbE en 4x 10GbE.  Al final 25GbE estará disponible en un factor de forma SFP+ mientras que el 50GbE retendrá el factor de forma QSFP.