SFP-Transceiver

Im Datenblatt eines Switches steht „vier SFP+-Ports", und damit weiß man noch nicht, was sich daran anschließen lässt. Ein SFP-Transceiver ist ein steckbares Sende- und Empfangsmodul, das einen solchen Port auf ein Übertragungsmedium umsetzt — SFP steht für Small Form-factor Pluggable und bezeichnet die Bauform des Moduls, nicht das Kabel und nicht die Übertragungsart. Genau darin liegt die häufigste Fehlannahme des Begriffs.

Ausführliche Erklärung

Ein Transceiver ist eine Umsetzung, kein Verstärker. Auf der einen Seite sitzt eine elektrische Schnittstelle zum Gerät, auf der anderen eine Laserdiode und eine Fotodiode — bei Kupfermodulen stattdessen eine Anschlussbuchse mit der nötigen Signalaufbereitung. Dass diese Umsetzung steckbar ist statt fest verbaut, ist der ganze Zweck der Bauform: Ein Switch, dessen Ports fest auf Multimode ausgelegt wären, könnte keine Singlemode-Strecke bedienen. Mit einem Schacht kann er beides, und die Entscheidung fällt nicht beim Gerätekauf, sondern beim Anschließen.

Die Bauformen sind nicht in einer Norm festgelegt, sondern in einem Multi-Source Agreement — einer Herstellervereinbarung, die sicherstellt, dass Module verschiedener Anbieter mechanisch und elektrisch in dieselben Schächte passen. Gepflegt werden diese Dokumente heute in der SFF-Arbeitsgruppe der SNIA.

Die Familie der Bauformen

Das Q in QSFP steht für Quad: Das Gehäuse ist breiter und führt vier parallele Spuren statt einer. Ein 100-Gigabit-Modul ist damit technisch kein schnelleres SFP28, sondern viermal 25 Gbit/s nebeneinander — was auch erklärt, warum sich ein QSFP28-Port über ein Breakout-Kabel in vier getrennte 25-Gigabit-Strecken auflösen lässt.

Im Wohn- und Gebäudebereich sind SFP und SFP+ die beiden Bauformen, die tatsächlich vorkommen. Alles darüber gehört ins Rechenzentrum, und wenn es in einem Angebot für ein Heimkino auftaucht, lohnt die Rückfrage, was diese Bandbreite dort übertragen soll.

Die vier Ebenen

Die Kette vom Gerät zum Kabel besteht aus vier Gliedern, die jeweils eigene Bezeichnungen tragen. Sie zu trennen ist keine Pedanterie — es ist der Unterschied zwischen einer Bestellung, die funktioniert, und einer, die es nicht tut.

Beide Zeilen laufen über denselben Port, übertragen dieselbe Datenrate und enden am selben Steckertyp. Trotzdem reicht die eine Strecke vierhundert Meter und die andere zehn Kilometer, und die Kabel sind nicht gegeneinander austauschbar. Der Unterschied steckt allein in den mittleren beiden Zeilen.

Daraus folgt die Reihenfolge, in der geplant wird. Zuerst steht die Strecke fest — Länge, Verlegeweg, Medium. Danach ergibt sich der Transceiver, denn er muss zu diesem Medium und dieser Länge passen. Und der Port muss nur eines können, nämlich diesen Transceiver aufnehmen. Wer umgekehrt vorgeht und vom Gerät aus denkt, landet regelmäßig bei Modulen, die zur bereits verlegten Faser nicht passen.

Was Module noch unterscheidet

Drei Punkte tauchen in der Praxis auf, sobald mehr als ein Hersteller im Spiel ist.

Diagnosewerte. Module nach SFF-8472 liefern dem Gerät ihre optische Sende- und Empfangsleistung, Temperatur und Betriebsspannung. Das ist bei der Fehlersuche an einer verlegten Faser das mit Abstand wertvollste Werkzeug, weil sich damit ohne Messgerät sagen lässt, ob zu wenig Licht ankommt — und das wiederum ist der Normalfall bei einer verschmutzten oder zu eng gebogenen Strecke.

Herstellerkennung. Jedes Modul trägt eine Kennung in einem Speicherbaustein, und viele Switch-Hersteller lassen nur Module zu, die sich als eigene ausweisen. Kompatible Module von Drittanbietern existieren und sind verbreitet, aber die Zulässigkeit ist eine Frage des Geräts und nicht des Moduls. Sie gehört vor der Bestellung geklärt.

BiDi-Betrieb. Übliche Optiken brauchen zwei Fasern, eine je Richtung. BiDi-Module arbeiten mit zwei verschiedenen Wellenlängen über eine einzige Faser und werden deshalb immer paarweise gekauft, mit vertauschten Wellenlängen an den beiden Enden. Wo eine bestehende Strecke nur eine nutzbare Faser hat, ist das der Ausweg.

Häufiges Missverständnis

„Wir legen SFP" ist der Satz, der die ganze Verwechslung enthält. SFP lässt sich nicht legen, weil es kein Kabel ist — gelegt wird eine Faser einer bestimmten Klasse, und das Modul kommt Jahre später und womöglich vom nächsten Gewerk. Die Formulierung hat schon Leerrohre produziert, in denen die falsche Faser liegt.

Verwandt und ebenso hartnäckig ist „das SFP-Kabel". Gemeint ist damit fast immer ein DAC — ein Kupferkabel mit fest angespritzten Modulgehäusen an beiden Enden. Es sieht aus wie zwei Transceiver, ist aber ein einziges, unteilbares Teil mit fester Länge, das man weder kürzen noch anders konfektionieren kann.

Und schließlich die Reichweite. „SFP+ macht zehn Kilometer" stimmt für ein 10GBASE-LR-Modul auf Singlemode und für kein anderes. Die Entfernung ist eine Eigenschaft der Kombination aus Optik und Faser und steht nirgends auf dem Port.

Nicht zu verwechseln mit

• Dem Kabel: Faserklassen wie OM4 oder OS2 beschreiben das Medium, siehe Faserklassen OM und OS. Ein Modul ist kein Kabeltyp und ein Kabeltyp keine Bauform.
• Der Übertragungsart: 10GBASE-SR und 10GBASE-LR sind Ethernet-Bezeichnungen nach IEEE 802.3 und beschreiben Wellenlänge, Modulation und Reichweite. Dieselbe Übertragungsart gibt es in mehreren Bauformen.
• Dem Steckverbinder am Modul: LC Duplex ist die Kupplung, nicht der Transceiver. Ob die Endflächen dahinter gerade oder angeschrägt geschliffen sind, ist noch einmal eine eigene Frage, siehe UPC und APC.
• DAC und AOC: vorkonfektionierte Kabel mit angespritzten Modulgehäusen. Sie belegen denselben Schacht, sind aber keine Transceiver im hier beschriebenen Sinn — siehe AOC und DAC.
• Dem Port: Der Schacht heißt Cage und ist leer. Ein Gerät mit SFP+-Ports hat ohne Module gar keine nutzbare Schnittstelle.

In der Planung

Ein Heimkino im Untergeschoss soll über Glasfaser an den Technikraum im Erdgeschoss angebunden werden, weil dort die Quellgeräte stehen und die Videoübertragung über das Netzwerk läuft. Der Systemintegrator fragt, welche Module er einplanen soll.

Am Anfang steht die Strecke und nicht das Modul — wie lang ist sie, wo verläuft sie, und ist sie nach dem Bau noch zugänglich? Erst daraus ergibt sich das Medium, und das Medium bindet für die gesamte Lebensdauer des Hauses, während die Module zwanzig Sekunden zum Tauschen brauchen. Deshalb wird an dieser Stelle das Kabel entschieden und nicht der Transceiver.

Die Verfahrensfrage hat danach zwei Teile. Zum einen die Übertragungsart zum gewählten Medium, also die passende Optik zu Faser und Länge; hier sind die kurzen Strecken eines Wohnhauses so unkritisch, dass die Auswahl fast von selbst fällt. Zum anderen die Bauform, und die bestimmt das Gerät — ein Switch mit SFP+-Schächten legt fest, welche Module überhaupt in Frage kommen, und begrenzt damit auch die Datenrate nach oben.

Erst zuletzt die Geräte selbst, und dabei gehören zwei Punkte in die Bestellung. Erstens die Frage der Herstellerfreigabe, weil sie über die Supportfähigkeit entscheidet. Und zweitens ein Ersatzmodul je Bauform im Schrank — ein Transceiver ist das einzige Teil dieser Kette, das man im Fehlerfall ohne Werkzeug tauschen kann, und dieser Vorteil ist nur etwas wert, wenn ein Ersatzteil da ist.

Verknüpfte Inhalte

Welches Kabel an einem Modul hängt und wie weit es reicht, steht bei den Faserklassen OM und OS; die Grundlagen der Faser beim Lichtwellenleiter. Die Schliffart der Endfläche behandelt UPC und APC, die vorkonfektionierten Sonderformen mit fest angespritzten Modulgehäusen AOC und DAC. Was an Netzwerkinfrastruktur im Haus zusammenkommt, führt die Seite zu den Grundlagen des Heimnetzwerks aus; die Kupfer-Gegenstücke stehen bei den Kabelkategorien und beim 8P8C-Steckverbinder.

Quellen

Die Bauformen sind in Multi-Source Agreements festgelegt — INF-8074i für SFP, SFF-8431 für SFP+, SFF-8402 für SFP28 und SFF-8665 für QSFP28; die Management- und Diagnoseschnittstelle in SFF-8472. Die Übertragungsarten und ihre Reichweiten stammen aus IEEE 802.3. Die Vier-Ebenen-Trennung folgt dem internen Rohstoffpapier zur Kabeldatenbank.