10GBASE-T SFP+ 모듈: 구리 트랜시버 배포 가이드

 

구리 SFP+ 트랜시버가 파이버보다 더 뜨겁게 작동하는 이유와 포트 계획에 미치는 영향

 

모든 10GBASE-T RJ45 트랜시버 모듈에는 완전한 IEEE 802.3an 신호 처리(에코 제거, 원단 누화 억제, 4개 연선 쌍 전체에 대한 LDPC 전달 오류 수정)를 동시에 실행하는 PHY 칩셋이 포함되어 있습니다. 현재 우리가 제조하는 모듈에서 해당 칩셋은 Broadcom BCM84891L 또는 Marvell AQR113C이며 둘 다 28nm 이하에서 제작됩니다. 우리는 모든 생산 로트에서 QC를 받는 동안 Yokogawa WT310E 전력 분석기의 전력 소비를 측정합니다. BCM84891L은 인증된 Cat6a에서 30미터에서 약 1.5W를 소비하고, AQR113C는 동일한 조건에서 약 1.8W를 소비합니다.

 

10GBASE-T 구리 모듈, DAC Twinax 및 광섬유 SFP+ 중에서 선택

 

10G 구리 SFP+ 모듈은 링크 거리가 7미터를 초과하고 인프라가 구조화된 Cat6a 케이블링에서 실행되며 애플리케이션이 홉당 2~3μs의 PHY 대기 시간을 허용하는 경우에 적합합니다. 이 세 가지 조건을 제외하면 DAC 또는 광섬유 SFP+는 비용, 발열 또는 대기 시간 측면에서 더 나은 성능을 발휘합니다.

 

통합 파트너로부터 가장 자주 볼 수 있는 배포 구성 전반에 걸쳐 결정이 어떻게 분류되는지는 다음과 같습니다.

 

• 5미터 미만에서는 지연 시간에-민감합니다. 패시브 DAC 트윈액스. 거의 -전력 소모가 없는 약 0.3μs의 지연 시간에서는 내부 -랙 서버-와-ToR 링크의 구리 모듈에 대한 기술적인 사례가 없습니다. 우리는 공급합니다0.5m에서 5m까지의 DAC 어셈블리, 이 사용 사례에서는 정답입니다.
   
• 10~80미터, 기존 구리 공장, 일반 기업 트래픽. 엔터프라이즈 스위치용 10GBASE-T 구리 모듈이 그 자리를 차지합니다. Cat6a가 이미 모든 층에 종료된 브라운필드 사무실 건물은 일반적인 시나리오를 나타냅니다. 광케이블 재-케이블 설치는 대부분의 IT 예산으로는 감당할 수 없는 6천만 달러 규모의 프로젝트입니다. 구리 트랜시버는 적은 비용으로 이러한 격차를 해소합니다. 그러나 케이블 플랜트는 단순히 라벨을 부착하는 것이 아니라 실제로 Cat6a 사양에 따라 작동해야 합니다. 자세한 내용은 아래를 참조하세요.
   
• 100미터 이상 또는 고밀도-등뼈/나뭇잎 직물. Fiber SFP+ 모듈(멀티모드용 SR, 싱글-모드용 LR)유일한 실행 가능한 옵션입니다. 이 거리에서는 구리 솔루션과 경쟁할 수 없으며 10GBASE-T 모듈은 논의 대상이 되어서는 안 됩니다.
   
• 10G 포트 48개를 갖춘 고밀도 ToR입니다.{0}}SFP-10G-T-X에 대한 Cisco의 배포 가이드에서는 포트당 2.5W 엔벨로프가 섀시당 특정 슬롯 제한을 통해 대부분의 Catalyst 및 Nexus 플랫폼에서 전체 구성을 방지함을 확인합니다(Cisco SFP+ 10GBASE-T FAQ). 구리 SFP+ 트랜시버는 혼합-포트 도구입니다. 즉, 전체 섀시 교체가 아닌 48-포트 SFP+ 스위치에 8개 또는 12개의 RJ45 링크가 있습니다.

 

이에 대해서는 구체적인 숫자를 명시하겠습니다. 네트워크 계획에 단일 1RU 스위치에 16개 이상의 구리 SFP+ 모듈이 필요한 경우 기본 RJ45 포트가 있는 전용 10GBASE{4}}T 스위치가 포트당 비용이 더 저렴하고 발열이 적습니다. 우리는 열 모델을 구축했으며, 그렇지 않으면 수학이 끝나지 않습니다.

 

열 테스트 결과: 스위치 플랫폼별 포트 밀도 제한

 

우리는 모듈을 코딩하는 모든 스위치 플랫폼에 대해 열 검증을 실행했습니다. 패턴은 일관되지만 공급업체마다 마진이 충분히 다르기 때문에 한 플랫폼에서 다른 플랫폼으로 일반화하는 것은 고객이 저지르는 실수입니다.

 

모든 SFP+ 슬롯이 BCM84891L- 기반 모듈로 채워진 Cisco Catalyst 9300-48UXM에서 슬롯 3과 4(인접한 케이지 블록 중앙)의 장치는 주변 온도 25도에서 4시간 이내에 케이스 온도 68도에 도달했습니다. 포트당 5Gbps 양방향 iPerf3 트래픽이 지속되는 환경에서 모듈 케이스에 결합된 K-형 열전대 프로브를 사용하여 이를 측정했습니다. 체커보드 레이아웃(빈 슬롯 또는 섬유로 채워진 슬롯이 있는 교대로 구리 모듈)으로 전환하면 동일한 부하 및 공기 흐름 조건에서 가장 뜨거운 모듈이 57도까지 떨어졌습니다.

 

Arista 7050SX3-48YC8에서 전면-에서 후면으로의 공기 흐름 설계는 눈에 띄게 향상된 열 헤드룸을 제공하지만 인접 로드 구성과 체커보드 구성 사이의 델타는 여전히 6도인 것으로 측정되었습니다. CLI(환경 온도 표시)를 통한 Arista의 열 모니터링을 통해 내부 센서 데이터에 대해 외부 프로브 판독값을 간단하게 검증할 수 있었습니다.

 

이를 무시한 결과: 설치 후 6개월 후에 나타나는 "무작위 포트 플랩"과 지원 티켓 채우기. 우리는 이러한 사례를 추적하는데 근본 원인은 거의 항상 열입니다. 접합 온도가 칩셋의 쾌적 임계값을 넘으면 모듈은 PHY 재훈련을 순환합니다. 수정 사항은 모듈을 교체하는 것이 아닙니다. 포트 레이아웃을 수정하고 있습니다.

 

표시할 가치가 있는 두 번째 실패 패턴은 조기 모듈 사망입니다. 장기 실행 배포의 보고서는{1}}3W 이상을 소비하는 이전 PHY 세대를 사용하는 모듈에서 18~30개월 시점의 배치 실패를 일관되게 설명합니다(ServeTheHome SFP+ 구매자 가이드). 1.5~2.0W의 최신-세대 10GBASE-T SFP+ 트랜시버는 현장 데이터에서 이 패턴을 나타내지 않습니다. 모듈 내부에 어떤 PHY 칩 세대가 포함되어 있는지 공급업체에 문의하는 것이 이러한 오류 모드가 나타날지 여부를 예측하는 가장 효과적인 방법입니다.

 

케이블 품질이 10GBASE-T SFP+ 링크 거리에 미치는 영향

 

 

100미터 등급의 구리 SFP+ 모듈은 채널의 모든 구성 요소(패치 패널, 키스톤 잭, 영구 링크)가 500MHz에서 TIA-568-C.2 카테고리 6A 인증을 충족하는 경우에만 해당 거리에 도달합니다. 여기서는 트랜시버로 인해 발생하지만 실제로는 케이블 공장에서 발생하는 배포 실패가 가장 많이 발생하는 곳입니다.

 

Cat6a 케이블 연결을 통해 10G 구리 SFP+ 배포를 계획하는 고객과 공유하는 실제 거리 임계값: 완전히 인증된 Cat6a 채널은 표준 100미터 거리에서 10G를 안정적으로 유지합니다. Cat6a를 나열한 구매 주문에도 불구하고 실제로 많은 건물에 있는 비차폐 Cat6은 번들 밀도 및 전원 도체와의 근접성에 따라 안정적인 10G의 경우 약 37~55미터에 이릅니다. 고객이 제출한 Fluke DSX-8000 채널 인증 데이터를 사용하여 테스트 벤치에서 이 범위를 확인했으며 결과는 IEEE 802.3an 거리 사양과 일치합니다.

 

지난 해에만 통합 파트너로부터 3개의 개별 RMA 요청을 생성한 특정 트랩: 2015년에서 2018년 사이에 구매하고 Cat6 등급 패치 패널 또는 펀치다운 블록으로 종단 처리된 Cat6a 케이블은 "Cat6A"를 인쇄하는 케이블 재킷에도 불구하고 자주 10G 인증에 실패합니다. 케이블은 괜찮습니다. 터미네이션 하드웨어가 전체 채널을 다운그레이드했습니다. 우리는 트랜시버 문제 해결에 대해 논의하기 전에 파트너에게 Fluke 인증 보고서를 보내달라고 요청하기 시작했습니다. 이는 가장 일반적인 오진을 사전에 제거합니다.

 

10GBASE-T SFP+ 링크에 간헐적인 CRC 오류가 표시되거나 5G 이상에서 협상을 거부하는 경우 트랜시버 공급업체에 지원 케이스를 열기 전에 채널 끝-을-인증하세요.

 

NBASE-T 멀티-Gig 협상: 대부분의 SFP+ 구리 모듈 데이터시트에서 생략되는 기능

 

현재-세대 10GBASE-T SFP+ 모듈은 IEEE 802.3bz NBASE-T 표준에 따라 10G뿐만 아니라 5G, 2.5G, 1G에서도 협상됩니다. 독립적인 테스트를 통해 공급업체 데이터시트(ServeTheHome SFP+ 구매자 가이드)에 언급이 없음에도 불구하고 시장에 있는 대부분의 모듈이 멀티{11}Gig 속도를 지원하는 것으로 확인되었습니다. 우리는 배송하는 모든 SKU에 대해 멀티{14}}Gig SFP+ 트랜시버 지원을 테스트하고 문서화하며 호환성 매트릭스는 각 제품 페이지에 게시됩니다.

 

이는 조달에 두 가지 즉각적인 적용이 있습니다.

 

WiFi 6E 및 WiFi 7 액세스 포인트는 점점 더 2.5G 또는 5G 구리 업링크와 함께 제공됩니다. 멀티{5}}RJ45 모듈에 대한 멀티기가 SFP+를 사용하면 별도의 멀티기가 섀시를 추가하지 않고도 모든-SFP+ 스위치가 기존 동선을 통해 해당 AP에 서비스를 제공할 수 있습니다. 우리는 4,000달러짜리 전용 스위치를 35달러짜리 모듈로 교체한 최소 12개의 캠퍼스 WiFi 프로젝트에 이 구성을 배포했습니다. 비용 차이는 전체 평가 주기를 정당화했습니다.

 

두 번째 응용 분야는 열 관리입니다. 지속 처리량이 4Gbps 미만으로 유지되는 링크에서 10G 대신 5G로 협상하면{4}모듈당 전력 소모량이 약 15~20% 감소합니다. 단일 스위치의 24개 모듈을 통해 PDU 로드 및 케이지 온도가 모두 측정 가능한 수준으로 감소합니다. 선전에서 함께 일하는 한 스토리지 관리자는 의도적으로 NAS 업링크를 5G에서 실행합니다. 처리량 헤드룸이 적절하고 열 출력이 낮아 체커보드 간격 제약 없이 인접한 SFP+ 포트를 채울 수 있습니다.

 

FB-LINK가 10GBASE-T 구리 모듈을 테스트하고 배송하는 방법

 

SFP+ 구리 트랜시버 시장에는-잘 문서화된 품질 문제가 있습니다. ServeTheHome은 다양한 공급업체의 모듈 9개를 테스트한 결과 허위 CE 표시, 포장 불일치, 원산지-원산지 라벨 누락이 있는 제품을 발견했습니다(ServeTheHome Wiitek 검토). Cisco 또는 Arista의 OEM{1}}브랜드 모듈이 5~10배의 가격 프리미엄을 갖고 있는 경우 단가만으로 구매하는 것은 이해할 수 있습니다. 5년 동안 실행되는 모듈과 18개월차에 일괄 처리가 실패하는 모듈 사이의 간격은-어떤 사양 시트에도 표시되지 않습니다.

 

여기에 우리가 하는 일이 다르며, 대량 구매자가 제품을 평가하는 데 중요한 이유는 다음과 같습니다.10GBASE-T SFP+ 모듈 공급업체.

 

모든 모듈은 알려진 PHY 칩셋(BCM84891L 또는 AQR113C)과 함께 제공되며, 각 제품 페이지에 칩셋, 전력 측정 방법 및{2}}플랫폼별 호환성 테스트 결과를 게시합니다. 우리는 샘플이 아닌 모든 생산 로트에서 들어오는 QC 전력 측정을 실행합니다. 당사의 호환성 연구소는 Cisco, Arista, Juniper, HPE 및 MikroTik 플랫폼에 대한 활성 테스트 벤치를 유지 관리하여 200개 이상의 스위치 모델을 포괄하며 "호환" 주장뿐만 아니라 통과/실패 결과도 게시합니다.

 

또한 대량 주문 전에 엔지니어링 샘플을 제공하며, 대부분의 목적지까지 표준 리드 타임은 영업일 기준 3~5일입니다. 맞춤형{3}}코딩 모듈에 대한 MOQ는 100개 단위부터 시작됩니다. RMA 처리 기간은 영업일 기준 15일이며 500개 이상 주문 시 사전 교체가 가능합니다.

 

잠재 공급업체에게 물어볼 수 있는 가장 유용한 질문은 어떤 PHY 칩셋 세대가 모듈 내부에 탑재되어 있는지, 그리고 정격 최대 거리에서 측정된 전력 소모량은 얼마입니까? 우리는 소싱 평가 중에 경쟁사에 직접 이 질문을 했습니다. 특정 칩셋과 전력량으로 응답하는 공급업체는 제품을 특성화했습니다. "SFP+ MSA 사양을 충족합니다"라고 대답한 공급업체는 테스트를 수행하지 않은 것입니다. 우리는 한 구성 요소 공급업체가 사양 시트를 충족하지만 이전 로트보다 0.4W 더 많은 전력을 소비하는 PHY 칩 배치를 우리에게 배송했을 때 이러한 차이를 초기에 어렵게 배웠습니다. 이러한 차이로 인해 두 개의 스위치 플랫폼이 열 적합성을 벗어나게 되었는데, 우리는 들어오는 모든 로트를 측정하기 때문에 이를 발견했습니다.

 

빠른 참조: 10G 연결 옵션 비교

 

매개변수	10GBASE-T SFP+(구리)	10GBASE-SR SFP+(광섬유)	SFP+ DAC(Twinax)
커넥터	RJ45	LC 듀플렉스	고정 SFP+ 끝
중간	Cat6a / Cat7 연선	OM3/OM4 다중 모드 광섬유	트윈액스 구리
최대 거리	30~100m(케이블에 따라 다름)	300–400 m	5~7m 패시브
일반적인 전력	1.5~2.5W(현재 세대)	0.6–1.0 W	< 0.5 W
PHY 지연 시간	~2.6 μs	~0.1 μs	~0.3 μs
다중-요금	1G / 2.5G / 5G / 10G	10G 전용	10G 전용
최적의 핏	브라운필드 구리 재사용, 혼합-포트 스위치	백본, 인터{0}}빌딩, 고밀도-	내부-랙, 최저 지연 시간

 

 

PHY 칩셋 및 케이블 길이에 따른 자세한 전력 소비 데이터는 실험실 측정값을 참조하세요.칩셋 및 거리에 따른 10G 구리 SFP+ 트랜시버 전력 소비. 모듈 상호 운용성을 관리하는 SFP+ MSA 기계 및 전기 사양에 대한 배경 정보:SFP 및 SFP+ MSA 사양 설명.

 

FB-LINK는 2012년부터 선전에서 광 및 구리 트랜시버를 제조해 왔으며, -스위치 플랫폼 전체에 대한 자체 PHY 특성화 및 호환성 테스트를 진행해 왔습니다. 엔지니어링 샘플은 영업일 기준 3~5일 이내에 배송됩니다.10GBASE-T SFP+ 구리 모듈 찾아보기 · 엔지니어링 샘플 요청