Compatibilidade de SFP e GBIC: módulos codificados e cabos DAC

Comprar um módulo óptico parece simples até ele chegar, entrar na porta e o link não subir. A compatibilidade de SFP depende de três coisas que costumam ser confundidas: o formato do módulo (SFP, SFP+, SFP28, QSFP), o lado óptico (comprimento de onda, tipo de fibra e alcance) e a codificação gravada na memória do módulo, que alguns equipamentos conferem antes de liberar a porta.

Este guia passa pelas três, explica onde entram os cabos DAC e AOC e mostra como ler o DOM, a telemetria do módulo, no Huawei, no Cisco, no Juniper, no Mikrotik e no Linux. No fim há uma tabela de sintomas para usar quando o módulo não sobe. Os comandos de Cisco, Juniper e Mikrotik vêm da documentação oficial de cada fabricante e foram montados como quem documenta e testa em laboratório.

Resposta rápida: compatibilidade de SFP quando o módulo não sobe

1. Formato errado para a porta. Porta SFP de 1G não roda SFP+ a 10G. Porta SFP+ costuma aceitar SFP de 1G, mas às vezes só com a velocidade fixada.
2. Lado óptico diferente nas pontas. 850 nm de um lado e 1310 nm do outro, fibra multimodo com módulo monomodo ou dois módulos BiDi iguais em vez de um par.
3. Codificação recusada. O equipamento lê o fabricante gravado no módulo e bloqueia a porta. No Cisco isso aparece como gbic-invalid e a porta vai para err-disabled.
4. Sinal fora da faixa. Pouca luz por causa de fibra suja ou longa demais, ou luz demais num módulo de longo alcance usado em enlace curto.
5. Leia o DOM nos dois lados antes de trocar peça: temperatura, Tx, Rx e alarmes contam quase tudo.

A compatibilidade de SFP começa pelo formato: SFP, SFP+, SFP28 e QSFP

No dia a dia, muita gente chama qualquer transceptor de GBIC. O GBIC de verdade é o módulo antigo e maior, de 1G, que deu lugar ao SFP. Hoje a conversa sobre compatibilidade de SFP envolve uma família inteira de módulos com o mesmo encaixe e velocidades bem diferentes, e é aí que nasce boa parte das trocas erradas.

A regra prática: um módulo mais lento costuma funcionar numa porta mais rápida do mesmo formato físico, mas o contrário não acontece. Mesmo o caso que costuma dar certo depende do hardware. Alguns switches com portas SFP+ não aceitam SFP de 1G em todas as portas, e outros só sobem o link com a velocidade configurada na mão. Confira a lista de módulos suportados do equipamento antes de comprar, e não a do módulo.

Comprimento de onda, fibra e alcance

Com o formato certo, o próximo passo da compatibilidade de SFP é o lado óptico. As duas pontas precisam falar o mesmo comprimento de onda, no mesmo tipo de fibra, dentro da faixa de potência que o receptor aceita. Os nomes SX, LR, ER e ZR são uma boa pista, mas o que vale é a folha de dados do módulo.

Os alcances da tabela são valores comuns de mercado, não garantia. O que define se o enlace fecha é o orçamento de potência: a potência de transmissão menos as perdas da fibra, das emendas e dos conectores precisa ficar acima da sensibilidade do receptor. Para medir essas perdas no caminho, o OTDR ajuda muito, e o guia de como ler o traço do OTDR mostra como ler conector, fusão e curva no traço.

Luz demais também derruba o link

Um erro comum é usar um módulo ZR, de 80 km, num enlace de poucos quilômetros porque era o que havia no estoque. O receptor de um módulo de longo alcance espera sinal fraco. Com fibra curta, a luz chega forte demais, satura o receptor e o link fica instável ou nem sobe. A saída é um atenuador óptico do valor indicado ou um módulo de alcance menor.

BiDi: os módulos vêm em par

O BiDi usa uma fibra só. Um lado transmite num comprimento de onda e recebe no outro, e a ponta remota faz o inverso. Por isso existem duas versões do mesmo módulo, muitas vezes marcadas como U e D (upstream e downstream) ou pelo par de comprimentos de onda. Dois módulos iguais nas duas pontas não conversam: os dois transmitem na mesma cor e escutam a cor que ninguém manda.

Módulos codificados e compatibilidade de SFP: o que o switch confere

Todo módulo tem uma pequena memória com dados de identificação: fabricante, código do produto, número de série, tipo de módulo e, quando há suporte, os limites de alarme do DOM. O formato dessa memória segue os acordos MSA: SFF-8472 para SFP e SFP+ e SFF-8636 para QSFP28. Alguns equipamentos leem esses campos e só liberam a porta se o fabricante ou o código for um dos que eles reconhecem. É isso que o mercado chama de módulo codificado: um módulo de terceiro gravado para se apresentar como o equipamento espera.

Na prática, a compatibilidade de SFP de terceiros varia muito por fabricante e por versão de software. Cisco é o caso mais conhecido de bloqueio, com a porta indo para err-disabled. Em outros fabricantes, o módulo costuma funcionar e o equipamento só registra um aviso de módulo não certificado, o que pode pesar num chamado de suporte. Mikrotik mantém uma página própria de compatibilidade de interfaces e em geral é mais tolerante.

Cabos DAC e AOC

O DAC (Direct Attach Cable) é um cabo de cobre twinax com um módulo fixo em cada ponta. Serve para ligações curtas, como switch com servidor ou dois switches no mesmo rack. Os passivos chegam a poucos metros; os ativos vão um pouco além. O AOC (Active Optical Cable) é a mesma ideia com fibra no meio e alcança dezenas de metros.

Para a compatibilidade de SFP, o DAC tem uma pegadinha: são dois módulos num cabo só. Se as pontas ligam fabricantes diferentes, cada ponta precisa ser aceita pelo seu equipamento. Fornecedores de módulos codificados vendem DAC com codificação diferente em cada lado justamente para isso. Em portas de 40G e 100G, alguns equipamentos ainda pedem ajuste de autonegociação ou de FEC para o DAC subir, então registre o que funcionou em cada modelo.

Em uplinks agregados, mantenha o mesmo tipo de módulo em todos os membros. Misturar DAC e óptica num mesmo bundle funciona em alguns casos, mas complica o diagnóstico. Veja como montar o bundle no post de agregação de link entre a OLT MA5800 e o switch Huawei e no de LACP no Juniper.

Como ler o DOM em cada fabricante

Para investigar a compatibilidade de SFP sem tirar o módulo da porta, comece pelo DOM. O DOM (Digital Optical Monitoring), também chamado DDM, é a telemetria do módulo: temperatura, tensão, corrente do laser, potência transmitida (Tx) e potência recebida (Rx), cada uma com limites de alarme e de aviso. Nem todo módulo tem DOM. Módulos de cobre (RJ45) e DAC passivos normalmente não mostram potência. Quando o comando volta vazio, comece desconfiando do módulo, não do comando.

Huawei (switches da linha S)

display interface XGigabitEthernet0/0/1 transceiver
display interface XGigabitEthernet0/0/1 transceiver verbose

A primeira linha mostra o resumo: tipo de módulo, comprimento de onda, distância e fabricante. Com verbose aparecem os dados de fabricação e o diagnóstico com temperatura, tensão, corrente, Tx e Rx e os limites. A sintaxe exata varia entre famílias de equipamento Huawei; nos roteadores da linha NE a sintaxe pode mudar, então consulte o manual do seu modelo.

Cisco IOS e IOS XE

show inventory
show interfaces TenGigabitEthernet1/1/1 transceiver detail
show interfaces status err-disabled

show inventory lista os módulos com código e número de série, útil para saber o que está instalado sem ir ao rack. show interfaces ... transceiver detail traz as leituras de DOM e os limites de alarme e de aviso; o comando só tem dados se o módulo suportar DOM. O show interfaces status err-disabled mostra as portas bloqueadas e o motivo. Se está começando no Cisco, os comandos básicos do Cisco IOS ajudam a se situar.

Juniper Junos

show chassis hardware
show chassis pic fpc-slot 0 pic-slot 0
show interfaces diagnostics optics xe-0/0/0

show chassis hardware lista os transceptores com part number e número de série. show chassis pic detalha os módulos de uma PIC, inclusive o tipo e o fabricante de cada porta. show interfaces diagnostics optics mostra a corrente do laser, a potência de saída, a potência média recebida, a temperatura e o estado de cada alarme e aviso. Troque os números de FPC e PIC pelos do seu equipamento.

Mikrotik RouterOS

/interface ethernet monitor sfp-sfpplus1 once

                name: sfp-sfpplus1
              status: link-ok
                rate: 10Gbps
  sfp-module-present: yes
         sfp-rx-loss: no
            sfp-type: SFP/SFP+/SFP28/SFP56
     sfp-vendor-name: FABRICANTE-X
      sfp-wavelength: 1310nm
     sfp-temperature: 38C
        sfp-tx-power: -2.311dBm
        sfp-rx-power: -6.870dBm

O monitor mostra se o módulo está presente, se há perda de sinal (sfp-rx-loss), o fabricante, o comprimento de onda, a temperatura e as potências. O parâmetro once imprime uma vez e volta ao prompt, em vez de ficar atualizando a tela. A saída acima é um exemplo resumido.

Um caso frequente no Mikrotik é colocar um SFP de 1G numa porta SFP+ e o link não subir. Fixar a velocidade resolve em boa parte dos casos:

/interface ethernet set sfp-sfpplus1 auto-negotiation=no speed=1G-baseX

O valor 1G-baseX vale para RouterOS v7.12 em diante, quando o parâmetro speed passou a usar esses nomes. Em versões antigas a sintaxe era outra. Faça o mesmo ajuste do outro lado se ele também estiver com autonegociação.

Linux

ethtool -m enp1s0f0

Em servidor com placa de rede SFP+, o ethtool -m lê a memória do módulo e, quando há suporte do driver e do módulo, as leituras de DOM. É a forma mais rápida de conferir o que foi instalado num servidor de cache ou num roteador Linux.

Compatibilidade de SFP no Cisco: módulo de terceiro recusado

Quando o switch Cisco não reconhece o módulo, o log mostra uma mensagem de módulo não suportado e outra de gbic-invalid, e a porta entra em err-disabled. A Cisco documenta dois comandos para liberar o uso em casos assim:

configure terminal
no errdisable detect cause gbic-invalid
service unsupported-transceiver
end

no errdisable detect cause gbic-invalid impede que a porta seja bloqueada por esse motivo. service unsupported-transceiver permite que o switch use o módulo não reconhecido. A própria Cisco recomenda consultar a matriz de interoperabilidade antes e lembra que o suporte técnico pode recusar chamados que envolvem módulos de terceiros. Use com consciência.

Se a porta caiu por um módulo que já foi trocado, não é preciso esperar ninguém dar shutdown e no shutdown. Configure a recuperação automática dessa causa:

configure terminal
errdisable recovery cause gbic-invalid
errdisable recovery interval 300
end

Com isso, a cada 300 segundos o switch tenta reativar portas bloqueadas por gbic-invalid. Se o módulo continuar sendo recusado, a porta volta para err-disabled, então o comando não esconde o problema, só evita trabalho manual depois da troca.

Tabela de erros comuns

Quase todo problema de compatibilidade de SFP cai numa destas linhas. Leia o DOM dos dois lados antes de trocar o módulo: se um lado transmite normal e o outro não recebe nada, o problema está no caminho, não no módulo.

Roteiro antes de trocar peça

1. Confirme se o formato do módulo e o da porta combinam e se a velocidade bate.
2. Confira se as duas pontas usam o mesmo comprimento de onda e o mesmo tipo de fibra.
3. Leia o DOM: o Tx de um lado aparece como Rx do outro, descontada a perda da fibra?
4. Limpe os conectores com o material próprio e teste de novo.
5. Veja o log do equipamento atrás de mensagens de módulo não suportado.
6. Só então troque o módulo, de preferência por um que já funcionou naquele modelo.

Perguntas frequentes

GBIC e SFP são a mesma coisa?

Não exatamente. O GBIC é o formato antigo e maior, de 1G; o SFP é o sucessor menor, também chamado mini-GBIC. No mercado brasileiro, muita gente chama qualquer módulo de GBIC, mas na hora de comprar vale o nome técnico do formato.

Posso usar SFP de 1G numa porta SFP+?

Na maioria dos equipamentos sim, mas não em todos e nem em todas as portas. Confira a lista de módulos suportados. Se o módulo é reconhecido e o link não sobe, fixe a velocidade em 1G nos dois lados.

Módulo de terceiro funciona em Cisco?

Depende do modelo e da versão. Se o switch recusar, a porta vai para err-disabled por gbic-invalid. A Cisco documenta o service unsupported-transceiver, mas o suporte pode recusar chamados com módulos de terceiros.

Qual a diferença entre DAC e AOC?

O DAC é cabo de cobre com os módulos fixos nas pontas, para poucos metros, barato e de baixo consumo. O AOC usa fibra no meio e chega a dezenas de metros. Nos dois casos, cada ponta precisa ser aceita pelo equipamento em que está ligada.

Por que o BiDi precisa de um par?

Porque cada ponta transmite num comprimento de onda e recebe no outro, numa fibra só. Dois módulos iguais transmitem na mesma cor e nenhum dos dois escuta o que o outro manda.

Como o DOM ajuda na compatibilidade de SFP?

O DOM é a telemetria do módulo: temperatura, tensão, corrente do laser, potência transmitida e recebida, com limites de alarme. Se o módulo é reconhecido e mostra leituras, a dúvida de compatibilidade sai da frente e sobra a fibra ou a configuração da porta.

Conclusão

A compatibilidade de SFP se resolve em camadas: primeiro o formato e a velocidade da porta, depois o comprimento de onda, a fibra e o alcance, e por fim a codificação que o equipamento confere. Quando o link não sobe, o DOM dos dois lados responde a maior parte das dúvidas em poucos minutos.

Para não tropeçar duas vezes na compatibilidade de SFP, mantenha uma planilha com o módulo, o código do fornecedor e o modelo e a versão do equipamento em que cada um funcionou. Ela poupa compras erradas, viagens ao POP e discussões com o suporte.

Leitura recomendada: Compatibilidade de GBICs e Cabos Twinax, do Brasil Peering Forum (CC BY-NC 4.0), uma lista colaborativa de módulos e cabos testados em equipamentos de vários fabricantes.