تفاوت انواع ماژول های فیبر نوری

ماژول‌های نوری (Optical Transceivers) اجزای اساسی در زیرساخت‌های مخابراتی و شبکه‌های مبتنی بر فیبر نوری محسوب می‌شوند. این ماژول‌ها سیگنال‌های الکتریکی را به سیگنال‌های نوری تبدیل کرده و امکان انتقال داده با پهنای باند بالا، مسافت‌های طولانی و میزان نویز بسیار پایین را فراهم می‌آورند. چهار فرم‌فاکتور اصلی مورد بررسی در این نوشتار یعنی SFP، XFP، XENPAK و X2 عمدتاً برای پشتیبانی از نرخ‌های ۱ گیگابیت بر ثانیه و ۱۰ گیگابیت بر ثانیه در استاندارد Ethernet توسعه یافته‌اند. با این حال، این ماژول‌ها از نظر ابعاد فیزیکی، مصرف توان الکتریکی، تراکم پورت، هزینه تولید، سازگاری با تجهیزات و وضعیت کنونی در بازار تفاوت‌های اساسی دارند. در ادامه، هر یک از این ماژول‌ها به صورت مجزا معرفی و سپس مقایسه‌ای جامع ارائه می‌گردد.

۱. SFP (Small Form-factor Pluggable)

SFP یکی از پرکاربردترین و استانداردترین فرم‌فاکتورهای ماژول نوری است. این ماژول از ابعاد بسیار کوچک برخوردار بوده و قابلیت hot-pluggable (اتصال و جداسازی در حال کار دستگاه) را داراست.

• نسخه استاندارد SFP عمدتاً نرخ‌های ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه تا ۱ گیگابیت بر ثانیه (و در برخی موارد تا ۴٫۲۵ گیگابیت بر ثانیه) را پشتیبانی می‌کند.
• نسخه بهبودیافته آن یعنی SFP+ برای نرخ ۱۰ گیگابیت بر ثانیه و در برخی کاربردها بالاتر طراحی شده است.

ویژگی‌های کلیدی:

• کوچک‌ترین ابعاد در میان فرم‌فاکتورهای رایج → امکان دستیابی به تراکم بسیار بالای پورت
• مصرف توان پایین (معمولاً ۱ تا ۲ وات و در برخی مدل‌ها کمتر از ۱ وات)
• هزینه تولید و خرید نسبتاً پایین
• سازگاری گسترده با فیبرهای Single-mode و Multi-mode و طیف وسیعی از مسافت‌ها

 

۲. XFP (10 Gigabit Small Form-factor Pluggable)

XFP به طور اختصاصی برای نرخ انتقال ۱۰ گیگابیت بر ثانیه طراحی شده و نسبت به SFP+ ابعاد بزرگ‌تری دارد. این ماژول در اوایل دهه ۲۰۰۰ میلادی معرفی شد و از پروتکل‌های متعددی از جمله 10G Ethernet، SONET/SDH و Fibre Channel پشتیبانی می‌کند. ویژگی‌های کلیدی:

• عملکرد پایدار در نرخ ۱۰ گیگابیت بر ثانیه
• قابلیت پوشش مسافت‌های طولانی (بسته به نوع لیزر و فیبر)
• وجود مدارهای الکترونیکی پیشرفته‌تر (مانند CDR و EDC) درون خود ماژول

محدودیت‌ها نسبت به SFP+:

• ابعاد بزرگ‌تر → تراکم پورت کمتر
• مصرف توان بالاتر (معمولاً ۳٫۵ تا ۴٫۵ وات)
• هزینه بالاتر

۳. XENPAK

XENPAK نخستین فرم‌فاکتور استاندارد صنعتی برای ۱۰ گیگابیت اترنت بود که در سال ۲۰۰۱ توسط گروه MSA (Multi-Source Agreement) تعریف گردید. این ماژول از ابعاد قابل توجهی برخوردار است و عمدتاً در تجهیزات قدیمی‌تر مورد استفاده قرار می‌گرفت. ویژگی‌های کلیدی:

• پشتیبانی از مسافت‌های بسیار طولانی (تا ۸۰ کیلومتر در فیبر Single-mode با طول موج ۱۵۵۰ نانومتر)
• ساختار مقاوم مناسب برای کاربردهای صنعتی و backbone
• سازگاری با استاندارد IEEE 802.3ae (نسل اول 10 Gigabit Ethernet)

محدودیت‌ها:

• ابعاد بسیار بزرگ → تراکم پورت بسیار پایین
• مصرف توان بالا (معمولاً ۸ تا ۱۲ وات یا بیشتر)
• تولید آن در حال حاضر به شدت محدود شده و تقریباً منسوخ محسوب می‌شود.

۴. X2

X2 فرم‌فاکتوری بهبودیافته و کوچک‌تر از XENPAK است که در سال‌های ۲۰۰۳–۲۰۰۴ معرفی شد. این ماژول نیز برای نرخ ۱۰ گیگابیت بر ثانیه طراحی گردید و از رابط الکتریکی متفاوتی (SCA-2) استفاده می‌کند. ویژگی‌های کلیدی:

• ابعاد حدود ۳۰ درصد کوچک‌تر از XENPAK
• پشتیبانی مشابه از انواع فیبر و مسافت‌های طولانی
• امکان سازگاری نسبی با برخی اسلات‌های XENPAK (در تجهیزات خاص)

محدودیت‌ها:

• همچنان بزرگ‌تر از XFP و SFP+
• مصرف توان بالا (مشابه XENPAK)
• مانند XENPAK، در حال حاضر منسوخ شده و کاربرد بسیار محدودی دارد.

مقایسه کلی

در سال ۲۰۲۶، SFP+ به عنوان فرم‌فاکتور غالب و استاندارد صنعتی برای ماژول‌های ۱۰ گیگابیت بر ثانیه و حتی نرخ‌های بالاتر (۲۵G، ۵۰G و ۱۰۰G در قالب‌های تکامل‌یافته) شناخته می‌شود. این ماژول به دلیل ابعاد کوچک، مصرف توان پایین، تراکم پورت بالا و هزینه مناسب، انتخاب اول در طراحی و ارتقای شبکه‌های مدرن، دیتاسنترها و زیرساخت‌های ابری است. ماژول‌های XFP همچنان در برخی تجهیزات قدیمی‌تر (به‌ویژه در بخش روترها) مشاهده می‌شوند، اما XENPAK و X2 عملاً از رده خارج شده و تنها در شبکه‌های میراثی (legacy) که هنوز ارتقا نیافته‌اند، مورد استفاده قرار می‌گیرند. در فرآیند انتخاب ماژول نوری، علاوه بر نرخ داده و مسافت مورد نیاز، باید موارد زیر را نیز مد نظر قرار داد:

• سازگاری الکتریکی و مکانیکی با پورت دستگاه
• محدودیت‌های فیزیکی رک و تراکم پورت
• مصرف توان و مدیریت حرارتی
• برنامه‌ریزی برای ارتقاهای آتی شبکه