Cổng SFP là gì? Khi nào dùng uplink SFP trên switch thay vì RJ45

Cổng SFP là gì? Đó là khe cắm trên switch, router hoặc media converter nhận module SFP tháo lắp nóng, cho phép chọn giao diện quang hoặc đồng sau khi đã mua thiết bị thay vì bị khóa cứng vào RJ45. Hai điều kiện quyết định cổng dùng được hay không là tốc độ cổng (SFP chạy 1 Gbps, SFP+ chạy 10 Gbps) và danh sách module mà hãng switch cho phép. Bài dành cho kỹ sư mạng, nhà thầu và người đọc datasheet switch để mua đúng module cho đường uplink. Nội dung gồm cách nhận biết cổng, bảng so sánh với RJ45, cổng combo, cự ly từng loại module, lỗi hay gặp và khuyến nghị theo quy mô.

Cổng SFP là gì và khác cổng RJ45 ở điểm nào?

Cổng RJ45 cố định giao diện đồng, tối đa 100 m trên cáp xoắn đôi. Cổng SFP chỉ là khe rỗng; giao diện do module cắm vào quyết định: quang đa mode, quang đơn mode, một sợi, hai sợi hoặc đồng RJ45. Cùng một cổng có thể cắm module 550 m, 10 km hoặc 40 km mà không phải đổi switch.

Các con số cự ly trên theo datasheet Cisco về module SFP Gigabit Ethernet (mục 1000BASE-T, SX, LX/LH, EX, ZX). Tên gọi cũ của cổng này là mini-GBIC, vì SFP là phiên bản nhỏ gọn của GBIC; tài liệu Cisco vẫn gộp hai khái niệm trong cùng một bảng tương thích.

Cổng SFP hoạt động như thế nào?

Cổng SFP gồm khung kim loại (cage) gắn trên bo mạch và đầu tiếp xúc điện; module trượt vào cage, khóa bằng chốt. Switch giao tiếp với module qua giao diện điện chuẩn, module chuyển tín hiệu điện sang ánh sáng (hoặc ngược lại) ở phía còn lại.

Theo tài liệu lắp đặt của Cisco, module SFP là thiết bị cắm nóng (hot-pluggable) vào khe module, có thể cắm hoặc rút khi thiết bị đang chạy. Module quang dùng connector LC; module đồng 1000BASE-T dùng RJ45 và cáp Category 5 trở lên. Khái niệm module được trình bày riêng trong bài module SFP là gì. Module quang là sản phẩm laser Class 1 nhưng vẫn cần giữ nắp chụp bụi trên connector và cổng chưa dùng, vì bụi trên mặt ferrule là nguyên nhân phổ biến gây suy hao.

Tài liệu lắp đặt của Cisco yêu cầu đeo vòng chống tĩnh điện khi cầm module, không cắm hoặc rút module khi dây quang còn gắn, và lưu ý mỗi lần tháo lắp có thể làm giảm tuổi thọ module. Các bước lắp cụ thể nằm trong bài cách lắp module SFP vào switch.

Làm sao nhận biết cổng SFP, SFP+ trên switch?

Cách chắc chắn nhất là đọc datasheet hoặc bảng thông số của đúng model, nơi hãng ghi số cổng SFP (1G), cổng SFP+ (10G) và có cổng nào dùng chung với RJ45 hay không. Nhìn mặt trước, các cổng SFP và SFP+ gần như giống nhau, khác nhau ở nhãn in bên cạnh hoặc trên vỏ.

Cisco cũng nêu rõ một số mã module 1G thế hệ mới chỉ hoạt động trong cổng có khả năng 10G: các mã SFP-1G-SX, SFP-1G-LH và SFP-1G-T-X không hoạt động trong cổng chỉ 1G. Quy tắc phối SFP với SFP+ và hậu quả cụ thể được phân tích trong bài SFP và SFP+ khác nhau ở đâu.

Cổng combo là gì và khi nào RJ45 hoặc SFP bị vô hiệu?

Cổng combo (còn gọi là dual-purpose) là cặp hai giao diện ứng với cùng một cổng logic trên switch: một cổng RJ45 và một khe SFP. Tại một thời điểm chỉ một trong hai hoạt động, nên cắm đồng thời cả hai sẽ vô hiệu một giao diện.

Theo hướng dẫn phần cứng Catalyst 2960 của Cisco, mặc định switch tự chọn loại giao diện ở lần đầu cổng lên link; nếu cả hai đều được cắm thì cổng SFP được ưu tiên, và các lần sau chọn loại cổng bằng lệnh cấu hình media-type. Các hãng khác có thể cấu hình khác, nên đọc tài liệu phần cứng của model đang dùng.

Trong thực tế, sai sót thường gặp là cắm cả dây đồng lẫn module SFP vào cặp combo rồi thắc mắc vì sao cổng đồng không lên link. Danh mục thiết bị công nghiệp cũng có kiểu này, ví dụ switch công nghiệp 8 cổng gigabit kèm 2 cổng SFP dùng chung, tên sản phẩm ghi rõ hai cổng SFP là cổng dùng chung (shared); cách chia sẻ cổng của model này xem trong datasheet hãng hoặc hỏi TCNET.

Khi nào nên dùng uplink SFP thay vì RJ45?

Dùng SFP quang cho uplink khi khoảng cách giữa hai thiết bị vượt 100 m, khi hai đầu cần cách điện (khác tòa nhà, khác trạm biến áp, môi trường nhiễu điện từ mạnh) hoặc khi dự định nâng tốc độ lên 10G. Khoảng cách dưới 100 m trong cùng tòa nhà, RJ45 thường đủ và rẻ hơn.

Cisco công bố cự ly 1000BASE-SX phụ thuộc loại sợi: 220 m trên sợi 62,5 µm băng thông 160 MHz·km, 275 m trên 62,5 µm 200 MHz·km, 500 m trên 50 µm 400 MHz·km, 550 m trên OM2, và 1000 m trên OM3, OM4, OM5. Khi chọn module, hãy dùng đúng loại sợi hiện có trong tòa nhà thay vì mặc định ghi 550 m cho mọi trường hợp. Chọn theo khoảng cách chi tiết hơn nằm ở bài chọn module SFP theo khoảng cách.

Chọn module cho cổng SFP theo trình tự nào?

Trình tự đúng là bốn bước: xác nhận tốc độ cổng, xác định loại sợi và khoảng cách, chọn một sợi hay hai sợi, rồi kiểm tra module có nằm trong danh sách tương thích của hãng switch. Đảo thứ tự dễ dẫn tới mua module đẹp nhưng không dùng được.

1. Tốc độ cổng: đọc datasheet switch để biết cổng SFP là 100M, 1G hay 10G.
2. Loại sợi và cự ly: đo thực tế chiều dài tuyến, ghi rõ OM1, OM2, OM3, OM4 hay OS2. Module SX chạy trên multimode 850 nm, module LX và LH chạy trên single-mode 1310 nm.
3. Số sợi: hai sợi dùng module cặp thu phát tiêu chuẩn; một sợi dùng cặp BiDi, hai đầu phải khác nhau theo kiểu D và U vì mỗi đầu phát một bước sóng khác nhau. Chi tiết về ưu nhược của từng loại xem thêm ở bài so sánh SFP 1 sợi và 2 sợi.
4. Tương thích hãng: mỗi hãng công bố danh sách module hỗ trợ theo từng model và phiên bản phần mềm. Cisco công bố công cụ Optics-to-Device Compatibility Matrix cho mục đích này.

Sau khi đã có đủ bốn thông tin trên, việc còn lại là chọn mã cụ thể. Nhóm module hiện có tại TCNET xếp trong danh mục module quang SFP, có sẵn module 1G hai sợi, một sợi và module đồng RJ45. Khi gửi yêu cầu, hãy cho TCNET biết model switch, tốc độ cổng, loại sợi và khoảng cách để chọn đúng mã.

Cổng SFP không lên link thì kiểm tra phối ghép gì trước?

Trước khi nghi cổng SFP hỏng, hãy kiểm tra phối ghép: module có đúng tốc độ cổng không, tuyến quang có đúng loại sợi không, cặp module hai đầu có khớp nhau không. Các lỗi phối ghép dưới đây gắn với cổng và uplink; lỗi riêng của module được xử lý ở bài chuyên sâu.

• Module SFP+ cắm vào cổng chỉ SFP: cổng 1G không chạy được tốc độ 10G. Đổi sang module đúng tốc độ cổng.
• Cặp BiDi sai cặp: hai đầu cùng là D hoặc cùng là U thì không lên link, vì cả hai đầu phát cùng một bước sóng. Module GLC-BX-D phát 1490 nm và nhận 1310 nm, ngược lại với GLC-BX-U.
• Sai loại sợi: module LX/LH chạy trên sợi multimode bắt buộc có dây nhảy mode-conditioning theo tài liệu Cisco, bất kể chiều dài tuyến. Module SX chỉ được Cisco công bố cho sợi multimode.
• Công suất thu quá cao khi tuyến ngắn: module cự ly xa như ZX cần suy hao tối thiểu giữa phát và thu (Cisco nêu mức 8 dB cho GLC-ZX-SM); datasheet Cisco khuyến nghị gắn bộ suy hao 10 dB trước cổng thu khi suy hao tuyến dưới 8 dB.
• Combo đồng thời đồng và SFP: một giao diện bị vô hiệu như mục combo ở trên.
• Switch không nhận module: mỗi hãng switch có danh sách module hỗ trợ theo model và phiên bản phần mềm. Quy trình kiểm tra nằm trong bài xử lý module SFP không nhận trên switch.

Với module hỗ trợ giám sát chẩn đoán số (DDM hoặc DOM), switch có thể hiển thị công suất thu, công suất phát, nhiệt độ và điện áp của module. Khi nghi ngờ sự cố, hãy đọc các giá trị này ngay trước khi thay cáp hay đổi module: công suất thu thấp bất thường thường chỉ về sợi bẩn hoặc tuyến suy hao cao, còn công suất phát giảm dần cho thấy module xuống cấp. Cách đọc từng chỉ số có trong bài cách đọc thông số DDM trên SFP.

Chọn cổng SFP theo quy mô hệ thống

Quy mô quyết định số cổng SFP cần có, tốc độ cổng và mức độ cứng của môi trường. Văn phòng nhỏ cần ít cổng SFP; nhà máy và hệ thống camera ngoài trời cần cổng SFP để cách điện và đi xa.

• Văn phòng nhỏ, một tòa nhà: switch có 2 cổng SFP uplink 1G là đủ. Nếu tủ tầng cách tủ chính dưới 100 m, dùng RJ45; trên 100 m dùng module SX.
• Doanh nghiệp vừa, nhiều tầng hoặc nhiều tòa nhà: ưu tiên switch có 4 cổng SFP trở lên, trong đó nên có cổng SFP+ 10G cho đường lên lõi. Lập bảng loại sợi từng tuyến để chọn đúng SX, LX hoặc BiDi.
• Nhà máy, camera ngoài trời, trạm điện: chọn switch công nghiệp có nhiều cổng SFP và module chịu dải nhiệt rộng. Module cắm vào cũng phải chịu được dải nhiệt rộng tương ứng.

Câu hỏi thường gặp

Cổng SFP có dùng được cho cáp mạng RJ45 không?

Dùng được khi cắm module SFP đồng 1000BASE-T. Module này có đầu RJ45, chạy trên cáp Cat5 trở lên và đạt 100 m theo datasheet Cisco; Cisco ghi module đồng của họ hỗ trợ tự thương lượng 10/100/1000. Với cổng đồng, nếu switch sẵn có cổng RJ45 thì không cần dùng module đồng, trừ khi cổng RJ45 đã hết.

Cổng SFP có cấp nguồn PoE không?

Cổng SFP với module quang chỉ truyền dữ liệu bằng ánh sáng, không có đường dây đồng để cấp nguồn. Thiết bị cần PoE phải dùng cổng RJ45 có PoE hoặc injector. Chi tiết PoE của từng model xem datasheet switch.

Một cổng SFP có cắm được module của hãng khác không?

Về cơ khí cắm được vì module theo chuẩn chung. Về hoạt động, mỗi hãng switch công bố danh sách module hỗ trợ theo từng model; Cisco có ma trận tương thích riêng. Gửi TCNET model switch và tốc độ cổng để được tư vấn module đang có hàng. Trước khi mua số lượng lớn module bên thứ ba, đọc bài SFP third party có dùng được không.

Cổng SFP có tự nhận tốc độ không?

Tùy model. Nhiều cổng SFP 1G chỉ chạy 1000 Mbps, một số model hỗ trợ cả 100 Mbps với module 100BASE; cổng SFP+ có thể hạ về 1G với module SFP nếu switch cho phép. Phải kiểm tra datasheet từng model.

Cổng SFP dùng ngoài trời hoặc môi trường khắc nghiệt được không?

Được nếu cả switch lẫn module cùng đạt dải nhiệt và cấp bảo vệ phù hợp. Module nhóm thương mại của Cisco chỉ chịu 0 đến 70 °C; môi trường nhà máy, tủ ngoài trời cần bản công nghiệp, xem bài module SFP công nghiệp là gì.

Có nên để trống cổng SFP không dùng?

Có thể để trống, nhưng nên đậy nắp chụp bụi nếu cổng nằm ở môi trường nhiều bụi. Khi đã cắm module mà chưa nối dây quang, giữ nắp chụp ở mặt connector để tránh bẩn ferrule.