Aide-mémoire OEM sur l'optique 10GbE

10 Gigabit Ethernet

Autrefois technologie exotique et haut de gamme, le 10GbE est aujourd'hui une technologie courante et largement déployée dans les centres de données et les campus. Le 10 Gigabit Ethernet a toutefois connu un processus de développement assez long pour arriver là où il est aujourd'hui, et avec de nombreuses plateformes et modules 10GbE plus anciens encore utilisés, il existe un certain nombre de types d'optiques différents encore utilisés aujourd'hui, à la fois sur les anciennes plateformes et les plateformes de production actuelles.

Types de modules

De gauche à droite :

XENPAK - l'optique enfichable 10GbE originale. Présente des connecteurs SC
X2 - le successeur du XENPAK. L'optique X2 a eu une utilisation limitée sur le marché, Cisco étant le seul utilisateur majeur de produits basés sur X2. Présente les connecteurs SC
XFP - la première des optiques 10GbE à petit facteur de forme. Les optiques XFP ont été principalement adoptées dans les routeurs et sont encore presque exclusivement utilisées dans les routeurs. Présente les connecteurs LC
SFP+ - une optique 10GbE utilisant le même facteur de forme physique qu'une SFP gigabit. Pour cette raison, de nombreux petits commutateurs 10GbE basés sur des SFP+ utilisent des ports 1G/10G, ce qui leur confère un degré de flexibilité supplémentaire. Les optiques SFP+ sont devenues, de loin, les plus utilisées de toutes les optiques compatibles avec le 10 gigabits. Présente des connecteurs LC

Ces facteurs de forme comportent de nombreux types différents de spécifications optiques et électriques ; la seule exigence est que le type d'optique corresponde. Il est parfaitement acceptable de connecter un X2 à un SFP, ou un XENPAK à un SFP+, ou toute autre combinaison.

Normes optiques

Électricité/Cuivre

10GBase-CX1/10GBase-CU
10GBase-CX1, également appelé câble à attachement direct (DAC), est la norme SFP+ en cuivre. La norme prévoit une distance maximale de 10 mètres, bien que Cisco n'offre actuellement que des longueurs allant jusqu'à 5 mètres. Il s'agit en fait d'un câble avec des extrémités SFP+, et non d'un module avec un câble séparé.

Notez que le câble est intégré de manière permanente dans les extrémités SFP+. Pour cette raison, les deux appareils doivent présenter des ports SFP+. Bien que les câbles ne soient pas très pratiques à utiliser en raison de cette intégration, les modules CX1 sont utilisés en raison de leur coût très faible (150 à 200 $ par câble), de leur très faible consommation d'énergie (0,25 W par câble) et de leur pénalité négligeable en termes de latence. En raison de ces caractéristiques, les DAC sont principalement utilisés pour la connectivité entre les serveurs et le commutateur du haut du rack, ou pour les interconnexions entre les appareils d'un même rack.

10GBase-T/NBase-T
L'un des principaux objectifs du 10GbE était de développer une norme de connectivité utilisable avec le câblage Ethernet standard et les extrémités RJ45. La norme 10GBase-T en est issue et, au cours des dernières années, les progrès technologiques ont permis de déployer des interfaces 10GBase-T avec la même densité que les produits basés sur la technologie SFP+. Comme pour la norme 10GBase-CU, la majorité des déploiements 10GBase-T se font entre un serveur et un commutateur au sommet du rack.

Fin 2014, une extension du 10GBase-T a été proposée, appelée NBase-T, et à la mi-2015, la commutation NBase-T est entrée sur le marché. NBase-T ajoute deux vitesses intermédiaires, 2,5 et 5 Gbps, aux vitesses disponibles prises en charge. Les facteurs déterminants de la NBase-T sont la compatibilité avec les installations de câblage Cat5e (2,5G maximum) et Cat6 (5G maximum) existantes à la distance maximale standard de 100 m, tout en étant capable de prendre en charge des débits de données supérieurs à 1Gbps pour les utilisateurs intensifs et les points d'accès sans fil 802.11ac (et au-delà) à haute performance.

En raison des exigences en matière de puissance, il n'existe actuellement aucun module SFP 10GBase-T ou NBase-T enfichable ; tous les produits actuels sur le marché sont uniquement des interfaces fixes.

Fibre multimode

10GBase-SR
Le 10GBase-SR est la spécification originale de l'optique multimode et reste de loin la plus utilisée. Comme elle utilise un seul assemblage laser à l'état solide peu coûteux fonctionnant à 850 nm, c'est aussi le moins cher des modules optiques disponibles pour une plate-forme 10GbE. Cependant, le 10GBase-SR est très sensible au type de fibre. Vous trouverez ci-dessous une liste des spécifications des câbles et des distances maximales avec les optiques SR.

En raison de ces limites de distance, il est fortement recommandé que tous les nouveaux déploiements de fibres multimodes utilisent des fibres OM3 ou de qualité supérieure pour s'assurer que les déploiements 10GbE ne rencontrent pas de problèmes de distance.

10GBase-LRM
La norme 10GBase-LRM a été développée pour les déploiements où de longues distances de fibre multimode traditionnelle de 62,5 microns sont utilisées et ne peuvent pas être mises à niveau. Un laser unique fonctionnant à 1310nm est utilisé avec un câble spécial de conditionnement de mode pour atteindre une distance maximale de 220m sur une fibre de 62,5 microns.

Fibre monomode

10GBase-LR
Le 10GBase-LR peut atteindre jusqu'à 10 km sur une fibre monomode. Il n'y a pas non plus de distance minimale pour LR, il convient donc également aux connexions courtes sur fibre monomode.

10GBase-ER
10GBase-ER peut atteindre jusqu'à 40km sur une fibre monomode. En raison de la puissance du laser, une atténuation est nécessaire pour les liaisons de moins de 20 km.

10GBase-ZR
L'optique ZR peut atteindre jusqu'à 80 km sur une fibre monomode. En raison de la puissance d'émission très élevée, une atténuation significative est nécessaire pour les liaisons plus courtes. L'utilisation d'optiques ZR doit être précédée d'un test de puissance optique de la portée de la fibre en question afin de garantir un déploiement sans problème. Il est intéressant de noter que le 10GBase-ZR n'est pas une norme IEEE, bien que la plupart des fournisseurs proposent une option ZR.

10G sur DWDM
Avec le 10GbE, il est possible d'obtenir des modules optiques qui sortent aux longueurs d'onde DWDM, permettant des déploiements DWDM beaucoup plus simples, et avec ces optiques, aucun matériel transpondeur supplémentaire n'est nécessaire. Les innovations actuelles en matière d'optiques 10GbE/DWDM comprennent une accordabilité totale de la bande C pour faciliter la mise en réserve, la commande et l'approvisionnement des canaux DWDM, ainsi que des fonctions telles que la correction d'erreur directe (FEC) et la prise en charge OTN/G.709 directement intégrées à l'optique.

Ethernet 40 et 100 Gigabit

QSFP 28

Le module QSFP 28 utilise le même facteur de forme physique que l'optique QSFP+ pour 40GbE, mais supporte 4 voies de 25Gbps, permettant un débit total de 100Gbps. Le module QSFP 28 devient rapidement la norme pour le 100GbE sur fibre multimode, car le petit facteur de forme permet une densité de port élevée, comme l'exige la commutation des centres de données, et l'utilisation d'assemblages optiques à 4 voies permet la mise à niveau de tout système 40GBase-SR4 vers le 100GbE sans qu'il soit nécessaire de mettre à niveau l'installation physique.

L'avenir : 25 et 50 Gigabit Ethernet

Dans les environnements de centres de données à hautes performances, le besoin de performances réseau au niveau des serveurs met déjà à rude épreuve la connectivité 10GbE, en particulier lorsque de nouvelles technologies telles que le stockage basé sur l'objet et les SAN virtuels sont ajoutées au mélange. C'est pour remédier à cette situation que les normes Ethernet 25 et 50 gigabits ont été créées et arrivent aujourd'hui sur le marché. Ces normes utilisent les mêmes technologies sous-jacentes que celles développées pour les normes 100GBase-SR4 et LR4. Une connexion 25GbE utilise une seule voie de 25Gbps, et 50GbE utilise une paire de voies de 25Gbps. Les premiers déploiements de 25 et 50GbE utilisent une optique QSFP 28 avec des câbles de séparation - pour 25GbE, il s'agit des mêmes câbles que ceux utilisés pour convertir une interface 40GbE en 4x 10GbE. À terme, le 25GbE sera disponible dans un format SFP+, tandis que le 50GbE conservera le format QSFP.

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