什麼是SFP與SFP+光模塊?

SFP(Small Form-factor Pluggable,小型可插拔)是交換機與路由器上最常見的光模塊接口標準:模塊可熱插拔,把電訊號轉換為光訊號經光纖傳輸。SFP 主要對應 1G 速率,SFP+ 則是同一外形的 10G 升級版。本頁講解兩者的分別、SX/LX/SR/LR/BiDi/DAC 等常見規格、與單模及多模光纖的正確配搭,以及交換機相容性的實務注意事項。

SFP 與 SFP+ 的基本分別

光模塊的作用是把交換機端口的電訊號轉換為特定波長的光訊號,經光纖送到對端後再還原。SFP 是由多家廠商透過 SFF 委員會共同制定的可插拔模塊規格,取代了體積較大的 GBIC,主要承載 1G 乙太網(1000BASE-SX/LX 等);SFP+ 沿用完全相同的外形尺寸與 LC 雙工光纖接口,但電氣接口規格(SFF-8431 SFI)提升至支援 10G 乙太網(10GBASE-SR/LR 等)。兩者外觀幾乎無法憑肉眼分辨,必須查看模塊標籤上的型號與速率。

把速率提升的電路留在交換機、模塊本身保持簡單,是 SFP+ 成本得以下降的關鍵。對工程選型的實際意義是:同一個 SFP+ 槽多數向下兼容 SFP 模塊(以 1G 運作),機房升級可以分階段進行——先換交換機、沿用 1G 模塊,再逐條鏈路升級至 10G。此外還有更高速的同族規格(例如 25G 的 SFP28),外形同樣一致,本頁集中討論最常用的 1G 與 10G 兩級。

常見規格一覽

規格速率波長光纖類型典型距離典型用途
SX(1000BASE-SX)1G850 納米多模(OM2 以上)約 550 米樓內短距幹線
LX(1000BASE-LX)1G1310 納米單模10 公里跨座、長距幹線
SR(10GBASE-SR)10G850 納米多模 OM3/OM4300/400 米機房內、同廈短距 10G
LR(10GBASE-LR)10G1310 納米單模10 公里跨廈、跨座長距 10G
BiDi1G/10G兩端互補(如 1270/1330 納米)單模單芯視型號 10–40 公里光纖芯數不足時單芯雙向
DAC 直連銅纜10G 為主—(銅纜)約 7 米內同櫃設備互連

選型口訣:先定距離與光纖類型,再定速率,最後才選擇廠商。850 納米配多模、1310 納米配單模是基本配對;BiDi 用於只有單芯可用的舊幹線;DAC 則是機櫃內部連接節省空間與成本之選。

與單模、多模光纖的配搭

光模塊與光纖必須成套考慮。多模光纖(OM3/OM4,水藍或紫紅外皮)纖芯直徑 50 微米,配 850 納米的 SX/SR 模塊,模塊價格較低,但距離受限——10G 在 OM3 上限約 300 米,較舊的 OM1/OM2 跑 10G 只有數十米,翻新工程遇到舊多模幹線時必須實際核對光纖等級。單模光纖(OS2,黃色外皮)纖芯僅約 9 微米,配 1310 納米的 LX/LR 模塊,標準支距 10 公里,日後升級更高速率亦無需重新拉纖。

香港場景的一般建議:同一機房或同一樓層內的短距連接,多模加 SR 或直接用 DAC 已足夠;商廈垂直幹線、屋苑跨座連接、商場舖面回機房等一切新鋪光纖,現時普遍直接採用單模——單模光纜與多模價格已相差無幾,模塊差價亦不斷收窄,換來的是距離與升級空間。至於只預留了單芯光纖的舊管道(例如屋苑早年為有線電視鋪設的光路),BiDi 模塊可在一條纖芯上完成雙向傳輸,免卻重新拉纖的鑽牆破頂工程。

工程選型四大要點

① 兩端規格必須一致

鏈路兩端模塊須同速率、同波長、配同類光纖;BiDi 則必須兩端互補成對。一端 SR 一端 LR 是現場排錯時最常發現的低級錯誤之一。

② 確認槽位支援速率

SFP+ 槽多數向下兼容 SFP,但 1G 槽不能升級跑 10G。查規格書確認每個槽的支援速率,避免買了 10G 模塊卻插在 1G 槽上。

③ 相容編碼預先處理

部分交換機只接受特定編碼的模塊。採購時按設備型號要求供應商預先燒錄相容編碼,或確認設備可設定接受第三方模塊,到場才發現端口報錯會拖累整個工期。

④ 跳線接頭與研磨對應

SFP/SFP+ 光口一律為 LC 雙工、UPC 研磨(藍色)。往 SC 配線架或 APC 光路跨接時,須採購對應的混合跳線,切勿混插。

部署前檢查步驟

  1. 量度實際距離——按光纖路由的實際長度(非直線距離)選擇 SX/SR 抑或 LX/LR,臨界距離一律升級選長距型號。
  2. 核對光纖類型與芯數——確認現場光纖屬單模或多模、等級(OM3/OM4/OS2)及可用芯數,芯數不足時考慮 BiDi。
  3. 核對兩端設備槽位——記錄兩端交換機型號、槽位速率與相容性要求,據此指定模塊編碼。
  4. 驗證光功率——安裝後讀取模塊 DDM/DOM 數據(收發光功率、溫度),確認在正常範圍,並保留紀錄作日後對比。
  5. 標籤與文件——每個模塊與跳線標明鏈路兩端位置及規格,寫入竣工文件,日後更換時照單採購。

權威資料依據

本文核對資料:IEEE 802.3aeITU-T G.652

常見問題

SFP 模塊可以插入 SFP+ 槽嗎?
大多數情況可以。SFP 與 SFP+ 外形尺寸相同,多數 SFP+ 槽向下兼容 1G 的 SFP 模塊,插入後該端口以 1G 速率運作;但個別型號的設備不支援向下兼容,選型前應查閱設備規格書確認。相反方向則不可行:SFP+ 模塊插入只支援 SFP 的 1G 槽無法以 10G 運作,一般不會建立連接。
光模塊兩端需要使用相同規格嗎?
需要。鏈路兩端的模塊必須波長相同、速率相同、光纖類型匹配,例如兩端同為 10GBASE-LR 配單模光纖,或同為 10GBASE-SR 配多模光纖。一端 SR(850 納米多模)另一端 LR(1310 納米單模)無法建立連接。唯一例外是 BiDi 模塊:BiDi 以單芯光纖雙向傳輸,兩端必須使用互補的一對(一端發射 1270 納米、另一端發射 1330 納米,或類似組合),不可兩端同款。
短距離連接應選光模塊還是 DAC?
同一機櫃或相鄰機櫃內、距離約 7 米以內的 10G 連接,DAC(直連銅纜)通常是最具成本效益的選擇:兩端接頭與線纜一體成形,價格低於一對光模塊加跳線,功耗與延遲亦較低。距離較長、需要跨房間或日後可能改動走線的場合,則應採用光模塊加光纖,靈活性較高。
多模光纖用 SR 模塊可以傳多遠?
視乎光纖等級。10GBASE-SR 在 OM3 多模光纖上一般可達 300 米,OM4 可達約 400 米,較舊的 OM1/OM2 則只有數十米,未必滿足垂直幹線需要。1G 的 SX 模塊在多模光纖上可達約 550 米。若距離超出多模上限,應改用單模光纖配 LR 模塊,10GBASE-LR 標準支距為 10 公里,覆蓋香港絕大部分商廈與屋苑場景綽綽有餘。
為什麼有些交換機會拒絕第三方光模塊?
光模塊內置的 EEPROM 記錄了廠商識別資料,部分交換機會讀取這些資料並只接受特定編碼的模塊,插入其他模塊時報錯或停用端口。實務對策是:採購前確認模塊已寫入與目標設備相容的編碼(供應商一般可按設備型號預先燒錄),或確認設備設有允許第三方模塊的設定選項。同一批工程盡量統一模塊來源,並在交接文件記錄每個端口的模塊型號與編碼,方便日後更換。

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