Was sind die Arten von 40G QSFP + optischen Modulen, DAC, AOC 

Die 40G-Netzwerkverbindungstechnologielösung umfasst optische Transceivermodule der 40G QSFP+-Serie. Die häufigsten davon sind 40GBASE-LR4 QSFP+, 40GBASE-SR4 QSFP+ und 40G LR4 PSM. Darüber hinaus haben das Hochgeschwindigkeitskabel DAC-40G QSFP+ und das aktive optische Kabel AOC-40G QSFP+ die Aufmerksamkeit von immer mehr Anwendern in der Branche auf sich gezogen. In diesem Artikel werden die oben genannten Technologielösungen vorgestellt und erläutert und anschließend eine analytische Referenz dafür bereitgestellt Benutzer können 40G-Verbindungslösungen auswählen.

Was ist der Unterschied zwischen QSFP und QSFP+?

QSFP, kurz für Quad (4-channel) Small Form-factor Pluggable, ist ein kompakter, Hot-Swap-fähiger Transceiver, der auch für Datenkommunikationsanwendungen verwendet werden kann. QSFP+ besteht aus 4 Kanälen mit einer Rate von 10 Gb/s, die Infiniband, den SFF-8436-Standard, Fibre Channel, Ethernet und weitere proprietäre Verbindungen unterstützen. QSFP+, abgekürzt von Quad Small Form Factor Pluggable Plus, ist eine erweiterte Version von QSFP. Im Vergleich zu QSFP hat QSFP+ eine höhere Bandbreite von 10Gbp/s Ethernet pro Kanal, somit kann die Datenrate der 4 Kanäle in Übereinstimmung mit Infiniband, Fibre Channel, Ethernet SAS und SONET / SDH zu 40Gbps/s kombiniert werden.

40G QSFP+-Schnittstelle

Optische QSFP+-Ports entsprechen den Protokollen von 40G Ethernet, IEEE802.3ba-2010 und dem MSA-Standard, der spezifiziert, dass entweder 12-Faser-MPO oder Duplex-LC die Schnittstelle zur Familie der optischen QSFP-Module sein können. Der erstere Stecker wird normalerweise in Modulen mit Multimode-Faser (MMF) verwendet, während letzterer in solchen mit Singlemode-Faser (SMF) verwendet wird. 40GBASE-SR4 und 40GBASE-LR4 sind Beispiele für MPO/MTP- und LC-Schnittstellenanwendungen in optischen Transceivern.

Verschiedene optische 40G-QSFP+-Transceiver

40G QSFP + LR4

Das optische 40G LR4 QSFP+-Modul wird im Allgemeinen an den LC-Anschluss angeschlossen und seine maximale Übertragungsentfernung kann 10 km über Singlemode-Glasfaser erreichen. Ein optisches QSFP 40G LR4-Modul verfügt über vier unabhängige Kanäle zum Senden und Empfangen optischer Signale, die von MUX oder DEMUX (einer optischen Komponente zur Wellenlängenteilung) zum Multiplexen und Demultiplexen verarbeitet werden müssen.

 

∆ Diagramm der Grundlagen des optischen 40G LR4 QSFP+-Moduls

In Übereinstimmung mit dem 802.3ba-Standard kann das optische 40G BASE-LR4 QSFP+-Modul mit dem LC-Faseranschluss verwendet werden und seine Übertragungsrate kann 40 Gbit / s erreichen. Dieser optische Modultyp verfügt über 4 Datenübertragungskanäle, von denen jeder Daten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 10.3125 Gbit/s übertragen kann. Wenn die vier Kanäle gleichzeitig arbeiten, kann die Netzwerkkonnektivität kombinierte 40 Gbit/s realisieren, indem 4 Wellenlängen auf einem Paar Singlemode-Glasfaser verwendet werden. 40G QSFP+ LR4 optische Transceiver-Module werden normalerweise für die Datenverbindung zwischen Rechenzentren und Internet-Austauschpunkten mit einer Übertragungsentfernung von bis zu 10 km verwendet.

40G SR4 QSFP+

40GBASE-SR4 QSFP+ entspricht dem 802.3ba D3.2 (40GBASE-SR4)-Standard und kann mit optischen MPO/MTP-Anschlüssen verwendet werden, um optische Signalverbindungen mit 40 Gbit/s zu erreichen. In ähnlicher Weise übertragen 40G SR4 QSFP+-Module optische Signale über 4 Kanäle mit der gleichen Übertragungsdatenrate wie die des QSFP+ LR4. In Rechenzentren ist die 40GBASE-SR4 Das optische QSFP+-Modul kann mit Multimode-OM3/OM4-Glasfaser arbeiten, um eine Übertragungsentfernung von 100 m (OM3) und 150 m (OM4) zu erreichen, was die Verbindung zwischen zwei Ethernet-Switches ermöglicht.

∆ Diagramm der Funktionsweise des optischen 40G SR4 QSFP+-Moduls

QSFP+ 40G SR4 optische Module werden häufig mit MPO/MTP-Schnittstellen in der 40G-Datenübertragung verbunden. Anders als das optische Modul QSFP+ 40G LR4 überträgt dieser optische 40G SR4-Transceiver das Signal über Multimode-Glasfaser-Breakout-Kabel, von denen zwei Arten sind OM3 und OM4 mit einer maximalen Übertragungsdistanz von 100 m bzw. 150 m. Wenn das Signal auf der Sendeseite ist, wandelt das Laserarray zuerst das elektrische Signal in ein optisches Signal um und sendet es parallel durch die Bändchen-Multimode-Faser. Am Empfängerende wandelt das Photodetektorarray das parallele optische Signal in ein paralleles elektrisches Signal um. Das folgende Diagramm veranschaulicht die Signalübertragung in a QSFP+ 40G SR4 optischer Transceiver.

40G LR4 PSM

Das optische Modul 40G LR4 PSM ist mit optischer/elektrischer Verbindung und digitaler Diagnoseschnittstelle gemäß dem QSFP+-Multi-Source-Protokoll ausgestattet. Als hochintegriertes optisches 4-Kanal-Modul hat 40G QSFP LR4 PSM eine höhere Portdichte und ist für den Gesamtsystembetrieb kostengünstiger. Dieses optische Modul verwendet die parallele Single-Mode-Technologie PSM (Parallel Single-Mode) und die 4-Wege-Parallel-Design-MPO/MTP-Schnittstelle kann eine stabile und effiziente Übertragung von 10 km realisieren.

 

40G LR4 PSM und 40G SR4 QSFP+ Transceiver funktionieren auf die gleiche Weise, dh das elektrische Signal wird durch das Laserarray in ein optisches Signal umgewandelt und dann wird das optische Signal durch das Photodetektorarray in ein elektrisches Signal umgewandelt. Jedoch, 40 G QSFP + LR4 PSM optische Module werden mit Singlemode-Faseranschlüssen verbunden, die dafür sorgen, dass parallele optische Signale parallel über 8 Singlemode-Fasern gesendet werden.

Zusammenfassend sind QSFP+ 40G SR4 optische Module für die Kurzstreckenübertragung in Rechenzentren geeignet, um Ethernet-Switches mit OM3/OM4-Flachfaserkabeln zu verbinden. Die optischen Module 40G LR4 QSFP+ und 40G LR4 PSM sind stattdessen Netzwerkkonnektivitätslösungen für die Übertragung über große Entfernungen. Das 40G LR4 QSFP+ ist jedoch kostengünstiger, da nur zwei Singlemode-Fasern vorhanden sind, während das optische 40G LR4 PSM-Modul acht Singlemode-Fasern benötigt.

QSFP+ 40G DAC und 40G AOC

Optische QSFP+-Module können auch mit QSFP+-Abzweigkabeln verbunden werden, um eine Datenkonnektivitätslösung mit hoher Dichte zu bilden. Entsprechend den verschiedenen Übertragungsmedien des optischen Kabels wird es im Allgemeinen in das aktive optische Kabel (AOC) und DAC (Hochgeschwindigkeits-Direktanschluss-Kupferkabel).

40G DAC ist für seine vorteilhaften Eigenschaften auf dem Markt bekannt. Es ist mit einer nahtlosen Verbindungsform des optischen 40G-Moduls und des optischen Kabels ausgestattet, was nicht nur die Kosten senkt, sondern auch dafür sorgt, dass der optische Port keinem Staub und anderen Schadstoffen ausgesetzt ist. Inzwischen verbessert das Design die Übertragungseffizienz, wodurch es in der Netzwerkverkabelung weit verbreitet ist. Materialtechnisch besteht das High-Speed-Direct-Attach-Kabel aus Kupferkern, einem Metall, das sich durch gute Wärmeableitung, Energieeinsparung und Umweltschutz auszeichnet.

40G QSFP+ zu QSFP+ DAC

Das QSFP+ 40G DAC-Kabel besteht aus einem Kupferkernkabel, das an zwei 40G QSFP+ optische Module. Die Übertragungsentfernung von Hochgeschwindigkeitskabeln ist kürzer, und im Allgemeinen beträgt die maximale Übertragungsentfernung von Quellkabeln etwa 5 m, während die Übertragungsentfernung von aktiven optischen Kabeln 15 m erreichen kann. Derzeit unterstützt unser FiberMall 40G QSFP+ DAC eine maximale Übertragungsentfernung von 7 Metern und 10G SFP+-DAC unterstützt eine maximale Übertragungsdistanz von 10 Metern.

 

 

                                                                                 Δ So wird es genutzt  40G QSFP+ zu QSFP+ Aktives Kupfer-Direktanschlusskabel 

40G QSFP+ bis 4x SFP+ DAC

40G QSFP+ auf 4x SFP+ Splitter Direct Attach Kabel offers IT-Experten eine kostengünstige Verbindungslösung für die Zusammenführung von 40G QSFP- und 10G SFP+-fähigen Hostadaptern, Switches und Servern. Dieses QSFP+ (Quad Small Form-factor Pluggable Plus) Kupfer-Direct-Attach-Kabel unterstützt die Bandbreitenübertragungsanforderungen gemäß den Spezifikationen IEEE 802.3ba (40 Gb/s) und Infiniband QDR (4×10 Gb/s pro Kanal).

Δ  FiberMall 40G QSFP+ auf 4x SFP+ Kupfer-Breakout-Kabel

40G QSFP+ zu QSFP+ AOC

Die aktiven optischen QSFP+-Kabel sind hochleistungsfähig, stromsparend, lang Reach-Verbindungslösung, die InfiniBand QDR/DDR/SDR, 12.5G/10G/8G/4G/2G-Fibre-Channel, PCIe und SAS unterstützt. Es ist mit QSFP MSA und IEEE P802.3ba kompatibel. QSFP AOC ist eine Anordnung aus 4 Vollduplex-Lanes, wobei jede Lane Daten mit Raten von bis zu 11.3 Gbit/s übertragen kann, was einer Gesamtrate von 45.2 Gbit/s entspricht. QSFP+AOC ist eine Art paralleler Transceiver, der eine erhöhte Portdichte und Einsparungen bei den Gesamtsystemkosten bietet.

Im Gegensatz zu optischen Transceivern hat das optische AOC-Kabel keine Probleme bei der Reinigung optischer Schnittstellen, da es eine nicht exponierte Schnittstelle aufweist, was die Systemstabilität erheblich verbessert und die Kosten bei strenger Raumwartung reduziert. 40G QSFP+ AOC besteht aus einer Glasfaser, die mit zwei optischen 40G QSFP+ Modulen verbunden ist. Im Vergleich zu 40G DAC-Kupferkabel hat das aktive optische 40G-AOC-Kabel in einer Datenübertragungsumgebung von mehr als 7 Metern unvergleichliche Vorteile, darunter geringere Größe, geringeres Gewicht, einfacheres Biegen, einfacheres Management, längere Signalübertragungsentfernung usw.

Aktive optische Kabel, eine Verbindungsstruktur zwischen Chips basierend auf der Light Engine-Technologie, ist die beste Lösung für die optische Hochgeschwindigkeitsverbindung in Rechenzentren. Derzeit umfassen die gängigen optischen Hochgeschwindigkeits-AOC-Verbindungsprodukte auf dem Markt 10 Gbit/s SFP+ AOC, 40 Gbit/s QSFP+ AOC, und 56G QSFP+ AOC.

QSFP+ bis 4*SFP AOC

QSFP+ zu 4*SFP+ Hochgeschwindigkeits-Aktiv-Optikkabel sind mit einer 40-Gbit/s-QSFP+-Schnittstelle und 4 10-Gbit/s-SFP+-Anschlüssen an beiden Enden ausgestattet, die über ein 12-adriges MPO-High-Density-Optikkabel verbunden sind. Die Länge des verbindenden Glasfaserkabels kann entsprechend den Anforderungen der Benutzer angepasst werden. In der Mitte des MPO-Kabels befindet sich ein optischer Splitter, um auf jedem der 40 Kanäle ein optisches 10G-Signal in ein 4G-Signal aufzuteilen.

Ein Ende des optischen Kabels ist mit einem 40G QSFP-Anschluss ausgestattet, der den Anforderungen von SFF-8436 entspricht; das andere Ende ist ein 4-adriger 10G SFP+-Anschluss, der mit SFF-8432 konform ist. Dies ist die wirtschaftlichste und einfachste Möglichkeit, eine Switch-Port-Konvertierung zu erreichen. Für die Übertragungslänge von 1 bis 100 Metern kann die Länge des optischen Kabels an beiden Enden des Splitters frei gestaltet werden. Ebenso können 120G CXP bis 3 40G QSFP+ Verbindungsprodukte das Problem der Verbindung zwischen CXP- und QSFP-Geräten lösen. Was vorgeschlagen werden muss, ist, 3 4-adrige Produkte durch das 24-adrige MPO-High-Density-Glasfaserkabel aufzufächern, um die perfekte Konvertierung abzuschließen.

Zusammenfassung

Es gibt eine Vielzahl von Netzwerklösungen auf dem Markt. Optische QSFP+ 40G-Module, QSFP+ 40G DAC und 40G AOC sind mit ihren Vorteilen beliebt und bieten eine leistungsstarke und kostengünstige Verbindung zwischen Servern und Switches in Rechenzentren. 40G BASE-LR4 QSFP+ optische Transceiver unterscheiden sich von 40GBASE-SR4 QSFP+ hauptsächlich durch ihre Schnittstellen. Das 40G QSFP+ DAC-Kabel ist bekannt für seine Stärken wie niedrigere Kosten und Stromverbrauch sowie gute Wärmeableitung. Während 40-G-AOC-Kabel längere Übertragungsdistanzen ermöglichen und hochintegrierte Array-Optik-Engine-Core-Gerätetechnologie verwenden. Möge die Analyse dieser 40G QSFP+ Netzwerklösungen für Ihre Auswahl sinnvoll sein.