وحدة SFP: الرابط الرئيسي لاتصالات الشبكة

في العصر الرقمي اليوم ، جعل التطوير السريع لاتصالات الشبكة نقل بيانات فعال المفتاح. وراء هذا ، وحدة SFP ، كمكون مهم في معدات الشبكة ، يلعب دورًا لا غنى عنه. من خلال أدائها الفريد وخصائصه ، وضعت أساسًا متينًا لبناء اتصالات شبكات عالية السرعة ومستقرة.

1. ما هي وحدة SFP؟

SFP ، وهذا هو ، عامل النموذج صغير قابلة للتجميع. بحكم التعريف ، إنها وحدة بصرية تتبع معايير محددة ، تستخدم بشكل أساسي لتحقيق التحويل المتبادل للإشارات البصرية والإشارات الكهربائية بين أجهزة الشبكة. هذه الوحدة صغيرة الحجم ، وعادة ما يكون حجم الإبهام فقط ، ولكنها تحتوي على وظائف قوية.

يمكن اعتبار ولادة وحدة SFP ابتكارًا رئيسيًا في مجال اتصالات الشبكة. قبل الظهور ، كان GBIC (محول واجهة Gigabit) مكونًا أكثر شيوعًا اتصال الشبكة. ومع ذلك ، فإن وحدة GBIC كبيرة في الحجم ولها قيود معينة في تحسين كثافة ميناء المعدات. ظهور وحدات SFP قد حل هذه المشكلة بشكل جيد. يتم تقليل حجمها بنحو نصف مقارنة بوحدات GBIC ، والتي تتيح أكثر من ضعف عدد المنافذ التي يتم تكوينها على نفس لوحة الجهاز ، مما يحسن بشكل كبير من كثافة المنفذ للجهاز وتسهيل توسيع الشبكة وترقيةها. ​

2. مبدأ العمل من وحدات SFP
يعتمد مبدأ العمل في وحدات SFP على تكنولوجيا الاتصالات البصرية. في نهاية الإرسال ، يقوم بتحويل الإشارة الكهربائية من جهاز الشبكة إلى إشارة بصرية وينقلها عبر الألياف البصرية. على وجه التحديد ، يتم أولاً إدخال الإشارة الكهربائية في دائرة القيادة داخل الوحدة. بعد عمليات دائرة القيادة وتضخّم الإشارة الكهربائية ، يتحكم في الليزر لتحويل الإشارة الكهربائية إلى الإشارة البصرية المقابلة ، ثم يرسل الإشارة البصرية إلى الخارج عبر الألياف البصرية. ​

في الطرف المتلقي ، تكون العملية عكس ذلك. يكون الكشف الضوئي في وحدة SFP مسؤولاً عن استلام الإشارة البصرية من الألياف البصرية وتحويلها إلى إشارة كهربائية. بعد ذلك ، يتم تضخيم الإشارة الكهربائية بواسطة مضخم القسم ، ثم يتم تشكيلها واستعادتها بواسطة دائرة المعالجة اللاحقة ، وأخيراً يتم إخراج الإشارة الكهربائية المعالجة إلى جهاز الشبكة.

ثالثا. تصنيف وحدات SFP
(ط) التصنيف بالسرعة
100Base SFP: عادة ما تمثل سرعة الإرسال 100 ميجابت في الثانية و 155 ميغابت في الثانية ، وقد تم استخدامها على نطاق واسع في سيناريوهات مثل Ethernet السريع و SDH/SONET و ATM. ومع ذلك ، مع التطوير السريع لتكنولوجيا الشبكة ، تمت ترقية معظم الأجهزة إلى 1G أو سرعات أعلى ، وما زال عدد قليل فقط من الموردين يوفرون هذا النوع من الوحدة النمطية. ​
1000Base SFP: يُعرف أيضًا باسم وحدة معدل 1G أو Gigabit ، هو نوع جهاز الإرسال والاستقبال الأكثر شعبية في مجال اتصال البيانات ، مع العديد من الموردين في السوق والخيارات الغنية. ​
2G SFP: يتضمن قناة ألياف 2G وسرعات نقل 2.5 جرام ، مناسبة لمفاتيح SAN 2X FC ومعدات SDH/SONET. ​
10G SFP: كإصدار تم ترقيته من وحدة SFP ، فإنه يدعم معدلات نقل البيانات تصل إلى 10 جيجابت في الثانية وتم استخدامها على نطاق واسع في سيناريوهات التطبيق مع متطلبات النطاق الترددي العالي ، مثل اتصالات الشبكة الداخلية في مراكز البيانات ، والحوسبة عالية الأداء وغيرها من المجالات. إن مظهره وحجمه هما نفس وحدات SFP العادية ، ولكن تم تحسين أدائها بشكل كبير. ​
25G SFP28: يمكن أن يحقق انتقال بيانات عالي السرعة من 25 جيجابت في الثانية ، وتلبية الطلب الحالي على النطاق الترددي العالي لبعض التطبيقات الناشئة ، والظهور تدريجياً في سيناريوهات مثل الترابط عالية السرعة في مراكز البيانات.
​
(2) التصنيف حسب الطول الموجي
850nm SFP: ينتمي إلى وحدة SFP متعددة الأوضاع ذات الطول الموجي النموذجي 850nm. في هذا الطول الموجي ، تكون مسافة نقل الإشارة للألياف الضوئية متعددة الأوضاع قصيرة نسبيًا ، أقل من 2 كيلومترات. ومع ذلك ، فإنه يعمل بشكل جيد في سيناريوهات تطبيق المسافات العالية وعالية النطاق الترددي ، مثل اتصالات المسافات قصيرة داخل مراكز البيانات. ​
1310NM SFP: إنه نوع طول موجة شائع لوحدات SFP أحادية الوضع. يمكن أن تحقق الألياف الضوئية ذات الوضع الواحد مع وحدة SFP ذات الطول الموجي 1310nm مسافة نقل تزيد عن 2 كيلومترات ، وغالبًا ما تستخدم في اتصالات الشبكة المتوسطة وقصيرة ، مثل روابط العمود الفقري لشبكة الحرم الجامعي.
1550nm SFP: أيضًا الطول الموجي لوحدة SFP أحادية الوضع ، مقارنة بطول موجة 1310nm ، فإن الطول الموجي 1550nm له انخفاض انتقال الإرسال في الألياف الضوئية أحادية الوضع ومسافة نقل أطول ، والتي يمكن أن تحقق شبكات طويلة من الشبكات ذات المساحات الطويلة مثل شبكات المساحات الطويلة مثل المقطع الشبكي المسبق مثل المقطع الشبكي المقطع. العمود الفقري. ​

(3) التصنيف بواسطة وسيط انتقال
Multimode SFP: يدعم الأسلاك الألياف البصرية متعددة الأدوار مثل OM1 و OM2 و OM3 و OM4 و OM5. يختلف أداء الألياف البصرية المتعددة من الدرجات المختلفة. كلما ارتفعت الدرجة ، كلما كان الأداء أفضل مثل النطاق الترددي ومسافة الإرسال. غالبًا ما يتم استخدام وحدات SFP متعددة الأدوار في بيئات الشبكة ذات المسافات القصيرة وعلى نطاق واسع وحساسية التكلفة ، مثل LANS الداخلية للمؤسسات وترابط المسافات القصيرة داخل مراكز البيانات. ​

SFP أحادي الوضع: مناسبة لأسلاك الألياف الضوئية الواحدة (SMF) 9/125μm ، والتي يمكن أن توفر أقصى مسافة نقل الارتباط. بشكل عام ، مسافة نقلها النموذجية هي 10 كم أو 20 كم. في بعض سيناريوهات التطبيق الخاصة ، يمكن أن تصل إلى 180 كم. غالبًا ما يتم استخدامه في نقل البيانات الطويلة ذات السعة الكبيرة ، مثل الترابط بين مركز البيانات عبر المدينة ، وروابط العمود الفقري لشبكة الشبكة الواسعة ، إلخ.
كابل النحاس SFP: يستخدم هذا النوع من الوحدة النمطية كابلات النحاس التقليدية ، مثل كابلات الشبكة أو DAC (كبل إرفاق مباشر) لنقل الإشارات. بالمقارنة مع انتقال الألياف الضوئية ، فإن وحدات SFP كابل النحاس أقل تكلفة ومناسبة لسيناريوهات الإرسال القصير وحساسة التكلفة ومنخفضة السرعة ، مثل اتصالات الأجهزة قصيرة المسافات في بعض شبكات المؤسسات الصغيرة. ​

رابعا. مزايا وحدات SFP
(ط) الميزات الساخنة القابلة للتبديل
تحتوي وحدة SFP على وظيفة قابلة للتبديل ساخنة ، مما يعني أنه أثناء تشغيل معدات الشبكة ، يمكن إدخال الوحدة النمطية مباشرة أو فصلها دون إيقاف تشغيل قوة الجهاز. توفر هذه الميزة راحة كبيرة لصيانة الشبكة وترقيةها ، وتقلل بشكل كبير من وقت انقطاع الخدمة الناجم عن وقت تعطل المعدات ، ويحسن توافر الشبكة وموثوقيتها.

(2) حجم مضغوط
وحدة SFP صغيرة الحجم ولها كثافة منفذ عالية. تتيح هذه الميزة أجهزة الشبكة من توفير المزيد من واجهات الشبكة ضمن مساحة محدودة ، وبالتالي تلبية الطلب المتزايد على اتصالات الشبكة. أخذ المفاتيح كمثال ، يمكن أن توفر المفاتيح باستخدام وحدات SFP المزيد من المنافذ في نفس حجم الهيكل ، مما يجعل نشر الشبكة أكثر مرونة وكفاءة ، وخاصةً لسيناريوهات مثل مراكز البيانات ذات مساحة محدودة. ​

(3) عالية التكلفة فعالية
من ناحية ، نظرًا للإنتاج على نطاق واسع من وحدات SFP ، هناك العديد من الموردين في السوق والمنافسة الشرسة ، مما يجعل سعره بأسعار معقولة نسبيًا. من ناحية أخرى ، عند ترقية الشبكة ، يحتاج المستخدمون فقط إلى استبدال وحدات SFP المقابلة دون استبدال معدات الشبكة بأكملها ، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة ترقيات الشبكة.
​
(رابعا) التوافق الواسع
تتبع وحدات SFP اتفاقية موحدة متعددة المصادر (MSA) ، والتي تتيح وحدات SFP التي تنتجها الشركات المصنعة المختلفة لاستخدامها على أجهزة الشبكة مع نفس الواجهة. يوفر هذا التوافق الواسع للمستخدمين المزيد من المرونة في اختيار أجهزة الشبكة والوحدات النمطية. يمكن للمستخدمين اختيار وحدات SFP عالية الجودة من العلامات التجارية المختلفة وفقًا لاحتياجاتهم وميزانياتهم دون الحاجة إلى القلق بشأن مشكلات التوافق. في الوقت نفسه ، فإنه يعزز أيضًا منافسة السوق ويعزز التقدم المستمر لتكنولوجيا وحدة SFP وتقليل التكاليف.

خامسا سيناريوهات تطبيق وحدات SFP
(ط) مركز البيانات
في مراكز البيانات ، تقوم وحدات SFP بالمهمة المهمة لنقل وتبادل البيانات عالية السرعة. لا يمكن فصل عدد كبير من اتصالات الشبكة داخل مراكز البيانات ، مثل بين الخوادم ، بين الخوادم والمفاتيح ، وبين المفاتيح ، عن وحدات SFP. على سبيل المثال ، غالبًا ما تستخدم وحدات SFP 10G لاتصالات الارتباطات عالية السرعة بين المفاتيح الأساسية ومفاتيح التجميع داخل مراكز البيانات لتلبية احتياجات التبادل السريع ونقل البيانات الضخمة داخل مراكز البيانات ؛ بينما يتم استخدام وحدات 25G SFP28 في بعض سيناريوهات مركز البيانات مع متطلبات عرض النطاق الترددي الأعلى ، مثل العلاقة بين مجموعات الحوسبة عالية الأداء وأجهزة التخزين ، لضمان أن يتم نقل البيانات بطريقة عالية السرعة واستقرار وضمان تشغيل مراكز البيانات الفعالة. ​

(2) شبكة المؤسسة
في شبكات المؤسسات ، تلعب وحدات SFP أيضًا دورًا رئيسيًا. من شبكة المكتب داخل المؤسسة إلى شبكة الحرم الجامعي ، يتم استخدام وحدات SFP لتحقيق الاتصالات بين الأجهزة المختلفة. على سبيل المثال ، في شبكة الحرم الجامعي للمؤسسات ، يمكن استخدام وحدة SFP 1G لتوصيل مفاتيح الأرضيات والمفاتيح الأساسية في مبنى المكاتب لإنشاء رابط العمود الفقري لشبكة الحرم الجامعي المستقر والموثوق ؛ أثناء داخل المكتب ، يمكن استخدام وحدة SFP متعددة الأوضاع لتوصيل أجهزة الكمبيوتر المكتبية ومفاتيح الوصول لتلبية احتياجات المكاتب اليومية للموظفين لعرض النطاق الترددي للشبكة.

(3) شبكة الاتصالات

في مجال شبكات الاتصالات السلكية واللاسلكية ، تعد وحدات SFP مكونات مهمة لتحقيق نقل البيانات عالي السعة عالي السعة. تتطلب شبكات العمود الفقري وشبكات المنطقة الحضرية من مشغلي الاتصالات السلكية واللاسلكية نقل وتبادل البيانات لمسافات طويلة. أصبحت وحدات SFP أحادية الوضع الخيار الأول في شبكات الاتصالات بسبب مزايا النقل لمسافات طويلة. غالبًا ما يتم استخدام وحدات SFP أحادية الوضع بطول موجة قدرها 1550 نانومتر لاتصالات الشبكة بين المدن المختلفة في شبكة العمود الفقري للاتصالات لتحقيق نقل البيانات عبر الإقليمية ؛ وفي شبكة منطقة متروبوليتان ، تُستخدم وحدات SFP أيضًا على نطاق واسع في الاتصالات بين الأجهزة المحلية المختلفة للتأكد من أن شبكة الاتصالات يمكن أن توفر للمستخدمين بشكل ثابت ومختلف خدمات الاتصالات المختلفة مثل الصوت والبيانات والفيديو. ​

كمكون رئيسي في مجال اتصالات الشبكة ، تلعب وحدات SFP دورًا لا يمكن الاستغناء عنه في بناء شبكات حديثة عالية السرعة ومستقرة مع مزاياها الفريدة ومجموعة واسعة من سيناريوهات التطبيق. مع استمرار التقنية في التقدم ، ستستمر وحدات SFP في الابتكار والتطوير ، مما يجعل مساهمات أكبر لتحسين تكنولوجيا اتصالات الشبكة.