Media converter e moduli SFP: come la luce diventa rete Ethernet
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Ogni collegamento in fibra ha bisogno, alle due estremità, di un componente che trasformi gli impulsi elettrici in impulsi di luce e viceversa. Nelle reti Ethernet questo compito è svolto dai ricetrasmettitori ottici: moduli SFP inseriti negli apparati, oppure piccoli apparecchi autonomi chiamati media converter.
Il ricetrasmettitore: il punto in cui la luce diventa dati
Un ricetrasmettitore ottico contiene due parti: un trasmettitore, cioè un laser che converte il segnale elettrico in impulsi di luce, e un ricevitore, un fotodiodo che fa l’operazione inversa. Di solito usa due fibre, una per trasmettere e una per ricevere, collegate con connettori LC affiancati.
Il ricetrasmettitore determina le caratteristiche del collegamento: velocità, tipo di fibra supportata, lunghezza d’onda della luce e distanza massima raggiungibile.
Il modulo SFP
L’SFP (Small Form-factor Pluggable) è un modulo ottico grande più o meno come una chiavetta USB, che si inserisce in una porta dedicata di switch, router e altri apparati di rete. Il vantaggio è la flessibilità: la stessa porta può accogliere moduli diversi a seconda del collegamento, e un modulo guasto si sostituisce in pochi secondi senza cambiare l’apparato.
I formati principali si distinguono per velocità:
| Formato | Velocità tipica | Uso tipico |
|---|---|---|
| SFP | 1 Gbps | collegamenti di accesso, piccole reti aziendali |
| SFP+ | 10 Gbps | collegamenti tra switch, server, accessi a 10 Gbps |
| SFP28 | 25 Gbps | data center, reti mobili |
| QSFP (varie versioni) | da 40 a oltre 400 Gbps | data center e dorsali |
Lunghezza d’onda, fibra e portata
Ogni modulo è progettato per un tipo di fibra e per una certa distanza, e i due estremi del collegamento devono essere compatibili.
- Moduli per fibra multimodale: usano luce a 850 nm e coprono distanze brevi, da qualche decina a qualche centinaio di metri. Sono diffusi dentro gli edifici e nei data center.
- Moduli per fibra monomodale: usano luce a 1310 o 1550 nm e raggiungono distanze da 10 km fino a 80 km e oltre. Sono quelli usati nelle reti degli operatori.
La differenza tra i due tipi di fibra è spiegata nell’articolo su fibra monomodale e multimodale; le lunghezze d’onda corrispondono alle finestre di trasmissione in cui la fibra attenua meno.
Moduli BiDi: una sola fibra per le due direzioni
I moduli BiDi (bidirezionali) trasmettono e ricevono sulla stessa fibra, usando due lunghezze d’onda diverse: per esempio uno trasmette a 1310 nm e riceve a 1550 nm, e il modulo all’altro capo fa l’opposto. Si usano sempre in coppia e dimezzano il numero di fibre necessarie, un vantaggio quando le fibre disponibili sono poche. È lo stesso principio di separazione per lunghezza d’onda che, su scala molto più grande, sta alla base del WDM.
Il media converter
Il media converter è un piccolo apparecchio autonomo, con un alimentatore proprio, che ha da un lato una porta ottica (spesso proprio uno slot SFP) e dall’altro una porta Ethernet in rame. Serve quando si deve collegare la fibra a un apparato che non ha porte ottiche: un computer, un vecchio switch, un router domestico.
È comune nei collegamenti aziendali, per unire due edifici con una tratta in fibra, per superare i 100 metri del cavo Ethernet in rame o per evitare disturbi elettrici tra impianti diversi. In alcuni collegamenti FTTH punto-punto svolge il ruolo che nelle reti PON ha l’ONT.
L’ONT in formato SFP
Esistono anche moduli che contengono un intero ONT per reti GPON o XGS-PON in formato SFP. Inseriti in un router con porta SFP, permettono di collegare la fibra direttamente al router senza l’ONT esterno. Il loro uso su una linea domestica dipende però dalla rete dell’operatore: il modulo deve essere compatibile e registrato come un ONT, e oggi, per le connessioni FTTH, l’ONT è considerato parte della rete dell’operatore.
Domande frequenti
Un modulo SFP funziona in qualsiasi apparato con porta SFP?
Non sempre. Il formato fisico è standard, ma alcuni produttori di apparati accettano solo moduli riconosciuti o certificati. Prima di acquistarlo conviene verificare la compatibilità con il modello di apparato.
Qual è la differenza tra SFP e SFP+?
La forma è la stessa, cambia la velocità: 1 Gbps per l’SFP, 10 Gbps per l’SFP+. Molte porte SFP+ accettano anche moduli SFP, lavorando però a 1 Gbps.
Si possono collegare due moduli di tipo diverso ai capi della stessa fibra?
Solo se sono compatibili tra loro: stessa velocità, stesso tipo di fibra e lunghezze d’onda corrispondenti. Due moduli BiDi, per esempio, devono essere una coppia complementare.