SERDES (SERializer/DESerializer) là khối mạch chuyển đổi giữa dữ liệu song song (parallel) bên trong chip và dữ liệu nối tiếp (serial) truyền trên đường dây tốc độ cao. Đây là nền tảng của hầu hết các giao tiếp tốc độ cao mà bạn làm việc hàng ngày: PCIe, SATA, Ethernet (25G NIC), USB, SAS…
Tại sao cần SERDES?
Bên trong chip, dữ liệu di chuyển theo bus song song (8, 16, 32 bit) với tốc độ xung nhịp tương đối thấp. Nhưng nếu truyền song song ra ngoài qua nhiều dây, sẽ gặp vấn đề:
Skew giữa các đường dây (mỗi bit đến đích lệch thời điểm nhau).
Số chân (pin) và dây quá nhiều, tốn diện tích board và chân BGA.
Nhiễu xuyên âm (crosstalk) giữa các đường.
Giải pháp: gom dữ liệu song song lại, truyền nối tiếp trên một cặp dây vi sai (differential pair) ở tần số rất cao. Đó chính là một “lane” trong PCIe hay một cặp TX/RX trong SATA.
SERDES không phải một khối đơn lẻ mà là một cặp khối ở hai đầu link: phía phát (TX) serialize dữ liệu, phía thu (RX) deserialize lại. Sơ đồ đường dữ liệu:
(Sơ đồ luồng dữ liệu của một link SERDES)
Phía phát — Serializer (TX)
Dữ liệu song song từ logic bên trong chip (8/16/32 bit) đi vào và được “gom” thành luồng nối tiếp.
PLL/clock: tạo xung nhịp tốc độ cao (bit clock). Ví dụ PCIe Gen3 chạy 8 GT/s nghĩa là PLL phải tạo nhịp ở mức GHz.
TX equalizer (FFE / pre-emphasis, de-emphasis): đường truyền (PCB trace, connector) làm suy hao tín hiệu tần số cao nhiều hơn tần số thấp. TX “bù trước” bằng cách nhấn mạnh các transition để khi tới đích tín hiệu cân bằng lại. Đây là tham số bạn hay thấy trong PCIe gọi là TX preset.
Kênh truyền (Channel)
Cặp dây vi sai truyền nối tiếp — chính là một lane. Đây là phần “xấu”: suy hao theo tần số (insertion loss), phản xạ (return loss), nhiễu xuyên âm (crosstalk), jitter. Chất lượng channel quyết định link có train được lên tốc độ cao hay không — ví dụ lỗi khi lane chỉ train được 4x1 thay vì 4x2.
Phía thu — Deserializer (RX)
RX equalizer (CTLE + DFE): CTLE (Continuous-Time Linear Equalizer) khôi phục các tần số cao bị suy hao; DFE (Decision Feedback Equalizer) khử phần đuôi tín hiệu (ISI – inter-symbol interference) từ các bit trước đó.
CDR (Clock and Data Recovery): điểm mấu chốt của SERDES. Tín hiệu nối tiếp truyền đi không kèm clock riêng (embedded clock), nên RX phải tự khôi phục xung nhịp từ chính các transition của dữ liệu. Đây là lý do cần mã hóa dòng (line coding) như 8b/10b (PCIe Gen1/2, SATA) hoặc 128b/130b (PCIe Gen3+) — để đảm bảo đủ transition cho CDR bám.
Serial → parallel: tách luồng nối tiếp trở lại bus song song cho logic phía sau.
Một số khái niệm SERDES bạn sẽ gặp khi debug:
Eye diagram: cách trực quan đánh giá chất lượng SERDES — “mắt” càng mở (cao và rộng) thì biên độ và biên thời gian (timing margin) càng tốt.
Link training: lúc PCIe/Ethernet thương lượng tốc độ và tinh chỉnh TX preset / RX EQ. Lỗi training thường do channel kém, contact hở (như case bus 86 bạn từng phân tích), hoặc EQ chưa tối ưu.
PRBS / loopback test: ở môi trường manufacturing, đo BER bằng pattern giả ngẫu nhiên (PRBS) qua loopback là cách kiểm tra chất lượng SERDES của một lane.
PCIe fan-out switch là một con chip switch PCIe dùng để lấy một link PCIe upstream (thường từ CPU root complex) rồi “trải” (fan-out) ra thành nhiều downstream port để kết nối đồng thời tới nhiều thiết bị endpoint.
Bản chất nằm ở chỗ PCIe là kiến trúc point-to-point – mỗi link chỉ nối trực tiếp hai thiết bị, và root complex của CPU chỉ có số lane giới hạn (vd Gen4/Gen5 x16). Khi cần kết nối nhiều thiết bị hơn số lane native cho phép, ta đặt một con switch vào giữa: nó có 1 upstream port và N downstream port, định tuyến TLP (Transaction Layer Packets) giữa upstream và các downstream dựa trên address/ID routing.
Hình 1. Một upstream link x16 được fan-out thành nhiều downstream x4 tới các endpoint.
Ví dụ điển hình ngay trong domain của bạn: một storage server có cả chục ổ U.2 NVMe nhưng CPU không đủ lane để cấp x4 native cho từng ổ. Backplane NVMe nhiều khe vì vậy luôn có một (hoặc nhiều) con switch lấy x16 upstream rồi fan-out thành nhiều downstream x4. HBA/retimer/NIC cũng thường treo dưới switch theo kiểu này.
Một số điểm kỹ thuật đáng lưu ý khi debug:
Oversubscription – tổng bandwidth downstream thường lớn hơn upstream (vd 24 ổ × x4 = 96 lane downstream nhưng chỉ x16 upstream). Bình thường không sao, nhưng khi nhiều ổ I/O nặng đồng thời thì bottleneck nằm ở upstream link, không phải ở ổ.
Link training từng port độc lập – mỗi downstream port của switch train riêng. Đây chính là chỗ hay sinh ra các lỗi kiểu bạn vẫn gặp: port train xuống 4×1 thay vì 4×2/4×4, hoặc degrade speed (Gen4 → Gen1) do contact pin, signal integrity, hoặc seating của card/ổ. Khi đọc log, cần phân biệt rõ lỗi nằm ở link upstream switch ↔ CPU hay ở downstream switch ↔ endpoint – vì hướng xử lý (RMA chassis vs RMA drive/card) khác hẳn nhau.
Lspci topology – khi debug, switch hiện ra dưới dạng bridge: một upstream bridge + nhiều downstream bridge, endpoint nằm sau các downstream bridge đó. Đọc cây lspci -tv sẽ thấy rõ ổ nào treo dưới switch nào, hữu ích để khoanh vùng xem một loạt ổ cùng fail có phải do chung một con switch không.
NTB (Non-Transparent Bridging) – một số switch hỗ trợ multi-host / dual-controller, cho phép hai host cùng “nhìn” vào một miền PCIe qua bridge không trong suốt. Liên quan tới các bài dual-controller storage.
NTB là tính năng thú vị nhất của PCIe switch, và đúng là phần cốt lõi đằng sau kiến trúc dual-controller mà các unit bạn đang test sử dụng. Để hiểu NTB, trước hết cần đối chiếu với bridge thường:
Một transparent bridge (TB) – chính là downstream port bình thường của switch – thì “trong suốt”: root complex nhìn xuyên qua nó và enumerate được mọi thiết bị phía sau. Cả cây PCIe chỉ có một root complex, một address domain, một chủ sở hữu duy nhất. Đây là lý do bạn không thể cắm hai CPU/host vào cùng một cây PCIe – cả hai sẽ cùng đòi làm root complex, cùng enumerate, cùng đòi sở hữu config space và address space → xung đột ngay.
Non-transparent bridge (NTB) giải quyết đúng vấn đề đó. Thay vì hiện ra như một bridge để nhìn xuyên qua, NTB trình diện với mỗi bên như một endpoint (một thiết bị có BAR). Quá trình enumerate của Host A dừng lại ngay tại NTB – nó chỉ thấy “một endpoint”, không cố enumerate cây phía bên kia. Host B cũng vậy. Nhờ đó hai domain PCIe độc lập (hai root complex) có thể nối với nhau mà không bên nào giẫm chân bên nào.
Hình 2. NTB nối hai domain PCIe độc lập; mỗi bên chỉ thấy NTB như một endpoint.
Vậy hai bên trao đổi dữ liệu với nhau bằng cách nào? NTB cung cấp một cơ chế address translation giữa hai domain. Mỗi bên có các BAR window map vào không gian địa chỉ của mình; khi một bên ghi vào window đó, NTB dịch địa chỉ sang địa chỉ tương ứng trong domain bên kia rồi forward transaction qua. Ngoài ra còn ba thành phần phụ trợ quan trọng:
Doorbell registers: một bên ghi vào doorbell để phát interrupt/tín hiệu sang bên kia (“dữ liệu đã ghi xong, xử lý đi”).
Scratchpad registers: thanh ghi dùng chung cả hai bên đọc/ghi được, dùng để handshake, trao đổi trạng thái.
Requester ID translation: vì hai domain đánh số Bus/Device/Function riêng, NTB phải dịch cả requester ID để completion route ngược về đúng chỗ.
Ví dụ cụ thể — write-cache mirroring trong dual-controller array (đúng kiến trúc Pure):
Một array có Controller A và Controller B, mỗi controller có CPU/root complex riêng, nối với nhau qua switch có NTB. Khi Controller A nhận một write từ host, trước khi ACK về cho host, nó bắt buộc phải mirror dữ liệu sang NVRAM của Controller B — để nếu A chết đột ngột thì B vẫn còn dữ liệu, không mất write (đảm bảo durability). Luồng diễn ra đúng như hình trên: A DMA dữ liệu qua NTB window → NTB dịch địa chỉ → dữ liệu hạ cánh vào NVRAM của B → A rung doorbell báo B. Độ trễ chỉ cỡ micro-giây vì đi thẳng qua PCIe, không phải đóng gói qua TCP/IP hay thậm chí RDMA. Khi failover, B đã có sẵn dữ liệu và tiếp quản các ổ.
Khi debug, đây cũng là lý do trên một số unit bạn thấy trong lspci có một “endpoint” lạ với vài BAR lớn nằm giữa hai miền — đó chính là NTB, không phải card hỏng.
Giờ phân tích điểm mạnh / điểm yếu:
Điểm mạnh
Độ trễ cực thấp & băng thông cao: giao tiếp PCIe native, không có overhead protocol stack. Lý tưởng cho mirroring cache, heartbeat, coordination giữa hai controller.
Cách ly lỗi (fault isolation) — đây chính là lý do tồn tại của NTB: hai domain độc lập, nên một bên crash/reset/re-enumerate hay reboot không kéo bên kia sập theo. Mỗi controller boot độc lập được. Với HA storage đây là yêu cầu sống còn.
Offload bằng phần cứng: DMA engine + doorbell + scratchpad cho phép trao đổi không tốn nhiều CPU.
Rẻ và đơn giản hơn so với gắn thêm cặp RDMA NIC chỉ để nối hai host ở cự ly gần trong cùng chassis.
Điểm yếu
Phức tạp về phần mềm: phải cấu hình BAR window, LUT (lookup table) cho address translation, quản lý mapping — driver không hề tầm thường.
Window/LUT có giới hạn: cửa sổ dịch địa chỉ có kích thước và số entry hữu hạn, nên không “phơi” tùy ý toàn bộ RAM bên kia được; map vùng nhớ lớn/động khá vướng.
Phụ thuộc vendor nặng: NTB của Broadcom/PLX, Microchip (Switchtec), Intel… khác nhau về thanh ghi và cấu hình. Linux có lớp ntb chung nhưng phần cứng bên dưới vẫn không portable.
Cự ly ngắn: PCIe là short-reach, chỉ trong chassis hoặc cáp ngoài ngắn — không dùng cho khoảng cách xa.
Xử lý lỗi & hot-plug xuyên bridge phức tạp: phải chặn không cho fatal error của một bên lan sang bên kia; error containment cần thiết kế cẩn thận.
Bề mặt tin cậy/bảo mật: NTB cho một host một “cửa sổ” ghi thẳng vào bộ nhớ host kia — hai bên buộc phải tin nhau hoàn toàn.
Khó mở rộng: về cơ bản là point-to-point giữa 2 domain; multi-host NTB có tồn tại nhưng độ phức tạp tăng nhanh.
Một lưu ý cho bức tranh hiện tại: với nhu cầu chia sẻ/gộp bộ nhớ giữa nhiều host, CXL đang dần thay thế NTB ở các thiết kế mới (cache-coherent, mô hình lập trình sạch hơn). Nhưng cho bài toán mirroring low-latency giữa hai controller trong cùng array thì NTB vẫn rất phổ biến và đáng tin trên các nền tảng đang sản xuất.
Để truy cập vào bộ chuyển mạch, thường ta sẽ truy cập từ xa bằng Telnet hoặc đăng nhập HTTP qua trình duyệt web. Tuy nhiên, ta có thể sử dụng cổng Console trên Switch để quản trị Switch mà không cần mạng. Trong bài viết này, ta sẽ tìm hiểu chi tiết xem cổng Console là gì? Chức năng của nó như thế nào và cách sử dụng nó ra sao!
Cổng Console là gì?
Cổng Console trên Switch là một cổng vật lý được tích hợp trên thiết bị, thường là cổng RJ-45 hoặc Mini-USB, được sử dụng để kết nối với máy tính hoặc thiết bị ngoại vi thông qua cáp console. Loại cổng này còn được gọi với cái tên khác như “cổng điều khiển”.
Chức năng của cổng Console là để các quản trị viên đăng nhập vào bộ chuyển mạch mà không cần kết nối mạng. Loại cổng này thường được sử dụng với mục đích như:
Cho phép quản trị viên kết nối với Switch từ xa thông qua giao diện dòng lệnh. Điều này giúp quản trị viên có thể thực hiện các tác vụ quản lý và cấu hình mà không cần phải trực tiếp tiếp cận thiết bị.
Cổng Console là một phương tiện quan trọng để thiết lập các thông số cơ bản và cấu hình mạng ban đầu.
Trong tình huống cần khôi phục thiết lập gốc hoặc giải quyết sự cố lớn, cổng Console là công cụ quan trọng để thực hiện quy trình khôi phục từ xa.
Cáp Console
Cáp Console là một loại cáp được sử dụng để kết nối thiết bị mạng, như Switch, Router, hoặc thiết bị mạng khác, với máy tính hoặc máy tính xách tay. Cáp này được thiết kế để tạo liên kết giữa cổng Console trên thiết bị mạng và cổng serial hoặc USB trên máy tính.
Cáp Console thường có một đầu kết nối phù hợp với cổng Console trên thiết bị mạng (thường là RJ-45 hoặc Mini-USB) và một đầu kết nối với cổng serial hoặc USB trên máy tính.
Phần mềm Terminal
Khi đã thiết lập kết nối thông qua cổng Console, bạn cần sử dụng phần mềm terminal để truy cập và tương tác với giao diện dòng lệnh của thiết bị mạng. Có 2 phần mềm Terminal phổ biến nhất là: PuTTY và SecureCRT
Phần mềm PuTTY:
Miễn phí và mã nguồn mở.
Hỗ trợ nhiều giao thức truy cập như SSH, Telnet, và Serial.
Giao diện đơn giản và dễ sử dụng.
Chạy trên nền Windows, nhưng cũng có thể sử dụng trên Linux.
Phần mềm SecureCRT:
Có phiên bản thương mại và cung cấp nhiều tính năng mạnh mẽ.
Hỗ trợ nhiều giao thức bảo mật như SSH, Telnet, và Serial.
Giao diện đồ họa chất lượng cao với nhiều tùy chọn tùy chỉnh.
Tích hợp tính năng kịch bản và tự động hóa.
Cách đăng nhập vào Switch bằng cổng Console
Để sử dụng cổng Console, ta sẽ thực hiện theo các bước sau:
Kết nối cổng Console trên Switch với máy tính sử dụng cáp Console phù hợp.
Mở phần mềm terminal trên máy tính. Trong phần mềm terminal, chọn loại kết nối là “Serial” hoặc “SSH” tùy thuộc vào cách bạn kết nối với Switch.
Nhập địa chỉ IP của Switch nếu sử dụng kết nối SSH hoặc chọn cổng Serial tương ứng. Cấu hình các thông số kết nối như tốc độ baud, bits dữ liệu, parity, stop bits theo yêu cầu của Switch.
Nhấn nút “Open” hoặc “Connect” để mở kết nối. Màn hình terminal sẽ hiển thị cửa sổ đăng nhập. Nhập tên đăng nhập và mật khẩu để truy cập vào giao diện dòng lệnh của Switch.
Thiết lập thông số kết nối
khi thiết lập kết nối thông qua cổng Console, quan trọng nhất là cấu hình đúng các thông số kết nối. Dưới đây là thông tin về các chỉ số và cách thiết lập.
Tốc độ Baud (Baud Rate): Đây là tốc độ truyền dữ liệu giữa thiết bị và máy tính. Thông thường, tốc độ baud phải được đặt cùng nhau ở cả hai đầu của kết nối. Một giá trị phổ biến là 9600 baud, nhưng tùy thuộc vào thiết bị, bạn có thể cần điều chỉnh giá trị này.
Bits Dữ liệu (Data Bits): Số bits dữ liệu xác định số bit thông tin được truyền trong mỗi ký tự. Thông thường, giá trị này là 8 bits, nhưng cũng có thể là 7 bits hoặc 9 bits tùy thuộc vào cấu hình thiết bị.
Parity (Chẵn Lẻ): Parity là một bit kiểm tra được thêm vào ký tự để kiểm tra lỗi truyền dẫn. Có ba loại parity chính: chẵn (even), lẻ (odd), và không có parity. Bạn cần đảm bảo rằng cả thiết bị và máy tính cùng sử dụng loại parity tương tự.
Stop Bits: Stop bits xác định kết thúc của mỗi ký tự và được thêm vào sau dữ liệu và parity. Thông thường, giá trị này là 1 stop bit, nhưng cũng có thể là 1.5 hoặc 2 stop bits.
Over the past years, there have emerged various optical module form factor types with the growth of new technology and high-speed interconnects, among which QSFP56, as a member of the QSFP family, is a solution for 200G applications. What‘s the difference between QSFP56 with other QSFP family form factors? Is QSFP56 the same as QSFP56-DD? If you are wondering about these questions, this article is for you.
Figure 1: Transceiver form factor
QSFP56—Form Factor of 200G Transceivers
To make clear what QSFP56 is, let’s take a look at the QSFP form factor first. Quad Small Form-Factor Pluggable (QSFP) was developed after SFP, which was originally designed to replace the single-channel SFPs with high-density optical modules. Due to the fact that it denotes four lanes for up to 4 wavelengths, it provides higher bandwidth capacity compared with the SFP modules.
Developed on the basis of QSFP, 40G QSFP+ arose and then 100G QSFP28 came into use for high-density applications. With the rising of data traffic in data centers and advanced network applications, the market is urgent to achieve higher-speed general availability. There is more addition to QSFP family form factors, such as 200G QSFP56 and 400G QSFP56-DD.
Figure 2：Types of QSFP form factor
As an evolution of the previous 40G QSFP+ and 100G QSFP28, Quad 50 Gigabits Small Form-factor Pluggable (QSFP56) is the one designed for 200G Ethernet. QSFP56 denotes 4 x 50 to 56Gb/s in a QSFP form factor. Sometimes it can also be referred to as 200G QSFP for sake of simplicity. QSFP56 optical modules are similar to QSFP ones in terms of size and form factor. Classified by distance, QSFP56 modules can be divided into QSFP56 CR, SR, DR, FR, LR, which enables different transmission distances over a single mode fiber (SMF) or multimode fiber (MMF).
Generally, two QSFP56 modules can be used with an SMF or MMF to realize a 200G link. QSFP56 AOC/DAC is also a way to realize a 200G link by connecting QSFP56 ports on two devices in a simplified linking process. For bridging 200G QSFP56 ports with other speeds, there are 200G QSFP56 to 2x100G QSFP28 breakout cables and 200G QSFP56 to 4x50G SFP56 breakout cables to achieve 2x100G or 4x50G connections.
QSFP56 vs QSFP28 vs QSFP+
Seen from their industry names, QSFP56, QSFP28 and QSFP+ are very similar in that they share the same QSFP form factor as their postfix shows, and they have the same size as each other. However, their data center and connectivity capabilities are different. Below is a table listing the basic parameters of QSFP56, QSFP28, and QSFP+.
Industry name
Year
original meaning
Number of Electric Lanes
Number of Optical Lanes
Bit Rate/Lane
Modulation
Line Rates
QSFP+
2013
Quad Small Form-factor Pluggable Plus
4
4
10Gbps
NRZ
40G
QSFP28
2016
Quad Small Form-factor Pluggable 28
4
4
25Gbps
NRZ
100G
QSFP56
2017
Quad 50 Gigabits Small Form-factor Pluggable
4
4
50Gbps
PAM4
200G
From the comparison chart, it can be distinctly seen that compared with QSFP+ and QSFP28, the QSFP56 form factor performs a higher network speed as 200G QSFP supporting 4×50G channels. While QSFP+ is an evolution of QSFP to support 4×10G channels carrying 10G Ethernet, 10G fiber channel or QDR InfiniBand. It introduced the concept of multiplexing four lanes to increase the bandwidth, capable of handling 40Gbps line rates at 10GBaud NRZ per lane. QSFP28 supports 4×25G channels and contains 4-lane optical transmitter and 4-lane optical receiver as QSFP+ does.
The most significant change from QSFP+ and QSFP28 to QSFP56 is that QSFP56 made the change from NRZ encoding to PAM4 encoding. Though QSFP56 still uses 4 lanes as QSFP28, the modulation is doubled to 50G per channel, which enables more data on existing fiber, accordingly, more suitable for hyper-scale data center networks.
Shift from QSFP56 to QSFP56-DD (400G QSFP-DD)
With data centers undergoing rapid growth, the rising demand for data volume is pushing network components to support higher bandwidth and higher density. The latest iteration of optical module form factor is from QSFP56 to QSFP56-DD, which is also called 400G QSFP-DD. DD here refers to double density, representing reaching 400G (with 50G PAM4) by doubling data lanes of QSFP56, from 4 lanes to 8 lanes.
Though QSFP56-DD has the double density, its size is similar to QSFP56. 400G QSFP56-DD port is backward compatible with the QSFP transceiver which means as long as the switch supports, QSFP56 can work on the QSFP56-DD port. When using a QSFP56 module in an QSFP56-DD port, this port will be configured for a data rate of 200G, instead of 400G.
The QSFP56-DD form factor is now recognized by the 400G market as the 400G form factor that gets the most concern. Despite that nowadays 400G Ethernet is seen as a futureproofing solution for the next-generation data center, there is still a need for 200G QSFP56 for some organizations deploying 200G Ethernet.
Modem, Switch và Router là các thiết bị mạng chính, đóng vai trò quan trọng và không thể thiếu trong hệ thống mạng. Tuy nhiên, không phải ai cũng biết cách phân biệt và hiểu rõ về tính năng của từng thiết bị này. Trong bài viết dưới đây, SSS Việt Nam sẽ giúp cho bạn đọc hiểu rõ về các thiết bị này. Hãy cùng theo dõi nhé.
Khái niệm Modem, Switch và Router
Switch mạng là gì?
Switch là thiết bị chuyển mạch được sử dụng để cung cấp thêm cổng mở rộng và khả năng mở rộng của router. Thiết bị này sử dụng địa chỉ MAC để chuyển tiếp, gửi dữ liệu đến điểm đích. Các thiết bị switch thường được kết nối với router, bởi thiết bị này không có khả năng định tuyến do chúng không được kết nối trực tiếp với với modem trừ khi DHCP server ở nơi khác trên mạng. Thiết bị này cung cấp tốc độ mạng nhanh hơn, an toàn hơn.
Hình ảnh mô phỏng kết nối các thiết bị trong hệ thống mạng
Ứng dụng của switch
-Quản lý tốt luồng dữ liệu trên toàn mạng, ngăn chặn các nguồn truy cập trái phép.
-Sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng SOHO (Small Office/Home Office). Các SOHO thường sử dụng duy nhất một switch duy nhất để truy cập các dịch vụ băng thông rộng khác nhau.
-Kết nối tất cả các thiết bị trong cùng một hệ thống mạng
-Có thể truyền thông tin, dữ liệu đến bất kỳ thiết bị nào.
-Kết nối và xây dựng hệ thống mạng của doanh nghiệp để đảm bảo đường truyền ổn định, mạnh mẽ, bảo mật và an toàn.
Modem là từ viết tắt của modulate and modulate, là thiết bị được sử dụng để điều chế tín hiệu tương tự nhau để mã hóa thành dữ liệu số. Đồng thời giải điều chế tín hiệu mạng để giải mã tín hiệu số. Thiết bị này thường được các nhà cung cấp dịch vụ mạng Internet cấp cho người đăng ký mạng truy cập vào Internet. Trong một số trường hợp, ta có thể kết hợp modem và router với nhau. Giúp cho chúng có thể hoạt động ổn định trong một phạm vi nhất định. Đảm bảo đường truyền ổn định, mạnh mẽ cho người sử dụng.
Router là gì?
Là một trong những thiết bị quan trọng, không thể thiếu trong hệ thống mạng. Còn được gọi với cái tên khác như thiết bị định tuyến, bộ định tuyến. Thiết bị này cho phép gửi các gói tin, dữ liệu dọc theo mạng. Router có thể kết nối với 2 hay nhiều mạng khác nhau. Thông thường sẽ là mạng LAN, WAN hoặc là một LAN và mạng ISP của nó.
Nói cách khác, Router là thiết bị được sử dụng để chia sẻ Internet tới các thiết bị khác trong cùng lớp mạng. Router có thể định vị được cổng ra/vào, nơi có 2 hoặc nhiều hơn các mạng kết nối. Đồng thời, thiết bị này sẽ quyết định lựa chọn và duy trì đường truyền dẫn thông tin từ một mạng đến mạng khác.
Phân biệt Modem, Switch và Router
Điểm chung giữa Modem, Switch và Router
-Là các thiết bị điện tử hình hộp nhỏ được lắp đặt trực tiếp trong hệ thống mạng
-Cho phép kết nối với các máy tính lại với nhau và liên lạc với nhau thông qua Internet Protocol.
-Đều có các cổng vật lý, cung cấp các điểm kết nối với các máy tính, nguồn điện…
-Có đèn LED hiển thị tình trạng hoạt động
Điểm khác biệt của Modem, Switch và Router
Sự khác biệt của Router với modem
Như đã chia sẻ ở trên, trong mô hình 3 lớp của OSI, Router nằm ở lớp thứ 3, được sử dụng để kết nối và định tuyến các mạng với nhau. Khi sử dụng tại nhà, Router được sử dụng để kết nối với hệ thống mạng cục bộ do đơn vị cung cấp dịch vụ mạng cung cấp, một đầu sẽ kết nối với các switch (mạng cục bộ).
Thông thường, cổng Internet trên router sẻ kết nối với modem, các cổng còn lại sẽ kết nối các switch. Còn Modem chỉ có 1 cổng đồng trục duy nhất để kết nối với đơn vị cung cấp dịch vụ Internet và một cổng Ethernet duy nhất để kết nối với cổng mạng trên router. Do đó, Modem thường được sử dụng để kết nối với các nhà cung cấp dịch vụ Internet qua đường dây thoại hoặc cáp quang.
Phân biệt giữa Switch và Router
Trong mô hình 3 lớp của OSI, router hoạt động ở lớp thứ 3 trong khi switch hoạt động ở lớp 2. Hiện nay cũng có một số thiết bị chuyển mạch switch hoạt động ở lớp thứ 3 và có khả năng định tuyến.
Router có thể kết nối với nhiều máy tính với nhau và cho phép chia sẻ một kết nối Internet. Còn switch chỉ cho phép bạn kết nối nhiều máy tính trong mạng cục bộ. Vậy nên, trình tự kết nối giữa 3 thiết bị này đó là modem-router-switch.
Sự phát triển của công nghệ mạng ngày nay đã buộc các thiết bị hỗ trợ đi kèm phải cải tiến để thích ứng linh hoạt nhằm tạo ra một mạng lưới khép kín, thống nhất. Chính vì thế, Module quang đã xuất hiện. Bởi vì các Module quang được sử dụng rộng rãi để kết nối với các thiết bị mạng như bộ chuyển mạch, NIC (card giao diện mạng) và bộ chuyển đổi nên chúng trở nên rất quan trọng trong kết nối quang.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu Module quang SFP là gì, chúng được sử dụng để làm gì và các câu hỏi thường gặp về Module quang. Cùng theo dõi nhé!
Nội Dung Bài Viết
Module quang là gì?
Module quang hay còn được gọi là SFP module (Small Form Factor Module), là những thiết bị nhỏ có chức năng nhận và truyền tín hiệu. Chúng có thể được cắm nóng ở đầu của các thiết bị như Switch, Media Converter, Router,… và được kết nối với cáp đồng hoặc cáp quang ở đầu kia.
Mô-đun SFP là một giao thức tiêu chuẩn phổ biến được nhiều nhà sản xuất thiết bị viễn thông và mạng hỗ trợ, bao gồm SONET, Fibre Channel, Gigabit Ethernet và nhiều tiêu chuẩn truyền dẫn khác.
Tìm hiểu về Module quang là gì ta biết được Module này thường được sử dụng kết hợp với cáp quang hoặc cáp đồng trục. Hỗ trợ bước sóng đa chế độ lên đến 1310nm và bước sóng đơn chế độ lên đến 1550nm. Kích thước nhỏ làm cho nó lý tưởng cho hầu hết các khu vực làm việc, từ lớn đến nhỏ. SFP+ một phiên bản mới hơn của SFP, đã được phát triển để cung cấp tốc độ truyền dữ liệu cao lên đến 10 Gbps.
Quá trình hình thành và phát triển của SFP module
Module quang được hình thành và phát triển phù hợp với sự tiến bộ của công nghệ. Trước khi sử dụng công nghệ đồng, người ta chỉ cần sử dụng RJ45 + cat5,6 để kết nối các thiết bị mạng với nhau. Tuy nhiên, khi công nghệ đồng không còn phù hợp để sử dụng cho con người, công nghệ quang học đã ra đời và dần thay thế công nghệ đồng trước đó.
Tại thời điểm chưa biết cách tạo ra Module quang là gì, công nghệ quang học hỗ trợ mọi người đáp ứng nhu cầu Internet tốc độ cao của họ, nhưng nó tạo ra vấn đề về kết nối giữa các dây quang và các cổng đường lên và đường xuống của thiết bị mạng, vì vậy SFP được tạo ra để giải quyết vấn đề này.
Các loại Module quang phổ biến nhất
Có nhiều loại Module SFP khác nhau với các tiêu chuẩn kết nối cơ bản. Tùy thuộc vào loại cáp được sử dụng, nó có thể được phân loại là chế độ đơn hoặc chế độ đa, cho phép người dùng chọn bộ thu phát thích hợp dựa trên số lượng kết nối quang học cần thiết cho mạng.
Hơn nữa, các mô-đun quang được phân loại dựa trên tốc độ truyền có sẵn của chúng, dao động từ 100Mbps đến 4Gbps hoặc cao hơn. Khoảng cách làm việc cũng được phân loại, và có thể từ 500 mét đến hơn 100 km tùy thuộc vào thông số kỹ thuật của sản phẩm.
Tìm hiểu Module quang là gì ta thấy các liên kết WDM cũng có sẵn trên các mô-đun CWDM SFP và DWDM SFP. Nó cũng được chia thành truyền dữ liệu quang và cáp. Cổng SFP thường được tìm thấy trong bộ chuyển mạch Ethernet, bộ định tuyến, tường lửa và thẻ NIC. Module giao tiếp với các thiết bị mạng thông qua cáp mạng cáp quang hoặc cáp đồng như Cat5e. Bộ thu phát quang SFP video 3G và 12G video SFP có thể được sử dụng trong camera HD hoặc hệ thống giám sát.
Dưới đây là bảng phân loại để bạn dễ dàng hình dung:
Loại SFP
Loại thu phát
Connector
Khoảng cách truyền
Tốc độ
SFP Fiber Module
SX, MX, LX, EX, ZX, EZX, BX
LC Duplex
100m-160km thông qua MMF hoặc SMF
100Mbps/1000Mbps
CWDM/DWDM SFP
LC Duplex
10km-120km thông qua SMF
SFP Copper Module
1000BASE-T
RJ45
100m qua cáp xoắn đôi
1000Mbps
10/100BASE-T
RJ45
100m qua cáp xoắn đôi
100Mbps
10/100/1000BASE-T
RJ45
100m qua cáp xoắn đôi
1000Mbps
Công dụng của Module quang là gì?
Công dụng chính của Module cáp quang SFP là chuyển đổi tín hiệu quang sang tín hiệu điện. Nó được chia thành hai phần: truyền và nhận. Thành phần phát chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang và gửi đến thành phần nhận. Tín hiệu quang được chuyển đổi trở lại thành tín hiệu điện tại đây để thiết bị mạng có thể đọc được. Nhờ đó, Module SFP giúp giao tiếp tốc độ cao giữa các bộ chuyển mạch và các thành phần mạng khác như bộ định tuyến, bộ chuyển đổi, DSLAM và các thiết bị khác.
Những lưu ý khi mua Module quang SFP là gì?
Lựa chọn đầu tiên của đại đa số khách hàng khi mua thiết bị thu phát quang SFP luôn là các thương hiệu chất lượng như Cisco và Finisar. Tuy nhiên, thị trường vật liệu quang học đã mở rộng đáng kể trong những năm gần đây, vì vậy khi bạn hiểu nhu cầu sử dụng Module quang là gì, bạn có thể lựa chọn sản phẩm từ các thương hiệu khác miễn là chúng đáp ứng yêu cầu của bạn.
Khả năng tương thích
Nếu các bạn dự định mua một Module quang SFP từ bên thứ ba, khả năng tương thích là một yếu tố quan trọng cần phải được xem xét kỹ lưỡng. Trước khi đặt hàng, hãy kiểm tra với nhân viên bán hàng để xem loại mô-đun Module quang bạn muốn mua có tương thích với thiết bị của bạn hay không. Trong một số trường hợp, bạn cũng có thể nhận được xác nhận từ bộ phận kỹ thuật nội bộ của công ty hoặc các trung tâm kiểm tra quang học.
SFP module mới và cũ
Sẽ không có gì phải nói nếu bạn chọn đơn vị cung cấp uy tín, nhưng nếu bạn tìm một sản phẩm giá rẻ trong một thị trường quá bát nháo, bạn có thể mua phải những sản phẩm cũ không đảm bảo chất lượng. Do đó, trước khi mua, hãy đảm bảo rằng bạn biết Module quang là gì và đang mua các Module quang mới bằng cách kiểm tra bề mặt của đầu nối xem có bị trầy xước không. Đây là phương pháp cơ bản nhất.
Một phương pháp đơn giản khác là kiểm tra công suất quang học và so sánh kết quả với thông số kỹ thuật. Nếu kết quả khác biệt đáng kể, bạn có thể đã mua phải SFP Module đã qua sử dụng.
Giá thành Module
Module quang SFP của bên cung cấp thứ ba rẻ hơn đáng kể so với Module quang SFP của các thương hiệu như Cisco hoặc các thương hiệu nổi tiếng khác như Finisar, DELL, Juniper… Bạn sẽ không cần quan tâm đến giá cả nếu biết tìm hiểu kỹ các loại Module quang là gì vì không có nhiều sự khác biệt giữa các Module có cùng thông số từ các thương hiệu nổi tiếng và thương hiệu OEM. Tuy nhiên, các thương hiệu lớn luôn là lựa chọn tốt nhất, đặc biệt là trong những môi trường chịu áp lực cao.
Sự ổn định nhiệt khi làm việc
Các Module quang SFP thường được tìm thấy trong các trung tâm dữ liệu hoặc trên các thiết bị chuyển mạch nơi có thể có sự chênh lệch nhiệt độ đáng kể. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp có thể ảnh hưởng đến công suất và độ nhạy quang học. Do đó, nhiệt độ ổn định là yếu tố quan trọng để đảm bảo Module quang hoạt động ổn định lâu dài.
Chất lượng, nguồn gốc sản phẩm và dịch vụ hỗ trợ sau bán hàng
Khi tìm hiểu Module quang là gì, hãy nhớ không ai có thể đảm bảo rằng sản phẩm bạn nhận được có chất lượng hoàn hảo, bất kỳ thiết bị nào được bán ra trên thị trường đều có một tỷ lệ lỗi nhất định và sẽ có một thiết bị hoạt động bất thường trong số hàng triệu thiết bị. Các Module quang SFP có tuổi thọ trung bình là 5 năm nên sản phẩm có thể tốt trong năm đầu tiên nhưng có thể không hoạt động tốt vào năm sau.
Do đó, điều quan trọng là phải lựa chọn một nhà cung cấp có uy tín có khả năng xử lý các hư hỏng tiềm ẩn. Hơn nữa, phải cung cấp các chứng chỉ xuất xứ sản phẩm như CO, CQ để đảm bảo niềm tin cho người dùng.
Một số câu hỏi thường gặp
Tìm hiểu Module quang là gì, bạn nên biết các điều sau:
Chức năng DDM, DOM, RGD là gì?
Các ký hiệu DDM, DOM và RGD trên mô-đun SFP thường bị hiểu sai thành tên sản phẩm. Tuy nhiên đây là những ký hiệu dùng để chỉ loại công nghệ hỗ trợ của SFP Module. Vậy ý nghĩa của các ký hiệu trong Module quang là gì?
DDM (Giám sát chẩn đoán kỹ thuật số) là công nghệ cho phép người dùng theo dõi các thông số thời gian thực như công suất đầu vào, công suất đầu ra và nhiệt độ trong các Module quang.
DOM (giám sát quang kỹ thuật số): nó tương tự như DDM, cho phép người dùng cấu hình các thông số của mô-đun SFP.
RGD là viết tắt của bộ thu phát quang “siêu bền” phù hợp cho các ứng dụng mạng công nghiệp như tự động hóa sản xuất, trạm biến áp và hệ thống giao thông thông minh.
Tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng Module quang là gì, bạn nên chú ý để chọn đúng loại Module quang mình cần.
SFP single mode và SFP multi mode có gì khác nhau?
Loại cáp quang được sử dụng: SFP single mode có lõi nhỏ hơn SFP multi mode, cho phép băng thông không giới hạn và suy hao thấp hơn. Trong khi SFP multi mode có thể lan truyền nhiều chế độ ánh sáng khác nhau.
Khoảng cách truyền: Các SFP single mode thường được sử dụng để truyền dữ liệu trên khoảng cách xa lên đến 120km, trong khi SFP multi mode thường được sử dụng trong các ứng dụng truyền dẫn tầm xa.
Giá thành: do sử dụng các bộ phát quang khác nhau, các SFP single mode đắt hơn đáng kể so với các SFP multi mode.
SFP có khác gì SFP+ không?
Tìm hiểu Module quang là gì, bạn có biết SFP có khác gì SFP+ không? Nếu chưa biết, hãy xem phần sau:
SFP và SFP+ giống hệt nhau về kích thước và thiết kế. Sự khác biệt chính giữa SFP và SFP+ là SFP thường được sử dụng trong các ứng dụng 100Base hoặc 1000Base, trong khi SFP+ thường được sử dụng trong các ứng dụng Gigabit Ethernet. Khoảng cách truyền và tốc độ dữ liệu của chúng cũng khác nhau. Ví dụ, SFP hỗ trợ bộ thu phát Fibre Channel với tốc độ truyền dữ liệu lên đến 4Gbps trong khi SFP+ có tốc độ thu phát lên đến 10,3125Gbps.
Sử dụng module SFP cắm vào khe SFP+ được không?
Trong nhiều trường hợp, khi biết Module quang là gì, ta thấy cổng SFP+ có thể chấp nhận mô-đun quang SFP, nhưng tốc độ giảm xuống 1G chứ không phải 10G. Tuy nhiên, vì SFP+ không hỗ trợ tốc độ dưới 1G nên không thể cắm vào cổng SFP. Hơn nữa, trong khi hầu hết các cổng SFP+ trên thiết bị chuyển mạch Cisco hỗ trợ SFP, nhiều cổng SFP+ của Brocade và các thương hiệu khác chỉ hỗ trợ SFP+ quang.
Cách để nâng cao độ bền của Module quang là gì?
Để tránh tình trạng bị oxy hóa, bạn nên bảo vệ cổng quang, giữ sạch cổng tiếp xúc, tránh để cổng SFP tiếp xúc lâu ngày ngoài không khí, không làm xước bề mặt đầu, vỏ…
Sử dụng đúng mô-đun SFP và giữ cho bộ thu phát hoạt động bình thường: tháo nhẹ nhàng để tránh hỏng hóc cơ học.
Duy trì độ ẩm ở mức chấp nhận được tại nơi làm việc.
