Módulo transceptor óptico 100GBASE-SR BD: características y aplicaciones

Con el auge de la computación en la nube y las redes 5G, los centros de datos tienden a desarrollarse a tasas más altas y la demanda de módulos transceptores ópticos de 100G está aumentando. Hoy en día, los módulos ópticos de 100G ocupan una gran proporción del costo de construcción de la red. En el entorno de aplicación dentro de los centros de datos, más del 90 % de los enlaces de fibra en los centros de datos pequeños y medianos tienen menos de 100 metros de largo. En los grandes centros de datos, más del 70 % de los enlaces de fibra tienen menos de 100 metros de largo y más del 80 % tienen menos de 125 metros de largo. La fibra multimodo puede satisfacer las necesidades de la mayoría de los enlaces, por lo que el módulo multimodo 100G tiene la mayor demanda. El módulo multimodo QSFP28 100G tiene tres soluciones principales: 100GBASE-SR BD, 100GBASE-SR4, 100GBASE-SWDM4 y 100G QSFP28 BiDi SR1.2.

1. Especificaciones del producto

Entre los tres módulos multimodo 100G, 100GBASE-SR4 es el más utilizado. El 100G QSFP28 SR4 es un módulo óptico dúplex completo de conexión en caliente con una longitud de onda central de 850 nm y cumple con los estándares IEEE 802.3BA. Se utiliza especialmente para transmisión de corta distancia en Ethernet 100G. El módulo óptico 100G QSFP28 SR4 puede proporcionar cuatro canales de envío y recepción independientes, cada uno de los cuales puede funcionar a una velocidad de 25 Gbps. Con la interfaz MPO o MTP (8 núcleos), la distancia de transmisión es de 70 m cuando se usa con fibra multimodo OM3 y de 100 m cuando se usa con fibra multimodo OM4. Su principio de funcionamiento se muestra a continuación:

principio de funcionamiento de 100G QSFP28 SR4

A diferencia del 100G QSFP28 SR4, que requiere ocho fibras ópticas para la transmisión, el módulo 100G QSFP28 SR BiDi (bidireccional) utiliza tecnología WDM para permitir que cada puerto LC transmita y reciba simultáneamente señales ópticas de diferentes longitudes de onda desde una fibra multimodo. Las dos interfaces LC pueden transmitir y recibir señales de 100G en total. Interfaz óptica bidireccional VCSEL de doble longitud de onda, PAM4 2 × 50-Gb/s 850nm/900 nm. Estos módulos están diseñados para operar en sistemas de fibra multimodo utilizando longitudes de onda de 850nm en un extremo y 900nm en el otro. Pueden transmitir hasta 70 metros cuando se usan con cable de conexión de fibra OM3, hasta 100 metros cuando se usan con cable de conexión de fibra OM4 y hasta 150 metros cuando se usan con cable de conexión de fibra OM5. El principio de funcionamiento es el siguiente.

principio de funcionamiento de 100G QSFP28 SRBD

El 100GBASE-SWDM4 es similar al 100G QSFP28 SR BiDi en que ambos tienen interfaces LC dúplex. SWDM se refiere a la tecnología de multiplexación por división de longitud de onda de onda corta, similar a los esquemas monomodo CWDM4 y LWDM4, a través de MUX/DMUX para realizar la división combinada de ondas y transmitir señales ópticas de cuatro bandas en un núcleo de fibra multimodo. Las ventanas de las cuatro bandas son 850nm, 880nm, 910nm y 940nm; la distancia máxima de transmisión es de 70 metros cuando se usa con cable de conexión de fibra OM3 y hasta 100 metros cuando se usa con cable de conexión de fibra OM4. El principio de funcionamiento es el siguiente.

principio de funcionamiento de 100G QSFP28 SWDM4

Las cargas de trabajo de misión crítica, como la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático, están aumentando las demandas informáticas y de tráfico dentro de las estructuras, impulsando un cambio hacia conexiones más densas y rápidas dentro de las crestas y las redes troncales de los centros de datos y entre los conmutadores y servidores de la parte superior de la cresta/rack. Al actualizar un centro de datos tradicional de 10G a 40G o 100G, el cableado dúplex LC que se conecta al módulo óptico SFP debe convertirse en cableado MPO que se conecta al módulo óptico QSFP, lo que aumenta los costos operativos. ¿Cómo se puede simplificar el cableado y reducir los gastos de capital? El módulo óptico que utiliza la solución BiDi puede hacer esto, 100G QSFP28 BiDi SR1.2 es un producto de este tipo.

FiberMall 100G QSFP28 BiDi SR1.2

Muy similar al módulo óptico 40G QSFP+ SR BiDi, el 100G QSFP28 BiDi SR1.2 permite a los operadores de centros de datos reutilizar su infraestructura de puente LC dúplex existente al actualizar de 10G SR o 40Gb BiDi a 100G. Al actualizar los dispositivos de red de una terminal a la vez, el operador puede actualizar el centro de datos de manera flexible.

100G QSF28 SR1.2 es un módulo óptico Quad Small Form-factor Pluggable (QSFP28) BiDi. Admite 100 Gbps y cumple con IEEE802.3bm 100GBASE-SR4. El módulo adopta fibra óptica multimodo LC dúplex de doble núcleo. Adopta modulación NRZ de 4x25G en el extremo eléctrico y convierte a modulación PAM2 de 50x4Gbps en el extremo óptico. El ancho de banda total es de 100 Gb. La tecnología PAM4 admite la transmisión de señales a velocidades de datos de 50 Gb y velocidades de 25 Gbaudios.

El 100G QSFP28 SR BiDi se usa en pares para conectividad 100G y también se puede conectar al 400G QSFP+ SR BiDi en modo de ramal 4 x 100G.

Se puede ver que aunque los cuatro módulos deben usarse con fibras ópticas multimodo, los principios técnicos de los módulos no son los mismos. 100G QSFP28 SR4 adopta una transmisión paralela de cuatro canales, por lo que se necesitan al menos 8 fibras ópticas para completar la transmisión (cuatro de recepción y cuatro de transmisión). 100GBASE-SR BD utiliza una sola fibra óptica para transmitir y recibir datos de 50G, y las dos interfaces transmiten conjuntamente datos de 100G. 100GBASE-SWDM4 utiliza tecnología de multiplexación por división de longitud de onda (WDM) para multiplexar señales de cuatro bandas en una fibra óptica para la transmisión. Se necesitan dos fibras ópticas para recibir y transmitir.

2. Selección de la aplicación del producto

Los tres módulos son compatibles con el puerto principal 100G QSFP28 y, aunque hay una gran diferencia en las especificaciones técnicas, hay poca diferencia en la aplicación: 100GBASE-SR4 debe usarse con puente multimodo MPO de 8/12 núcleos, 100GBASE-SR BD y 100GBASE-SWDM4 deben usarse con fibra multimodo LC dúplex. Desde la perspectiva de los recursos de fibra y el costo del cableado, los recursos de fibra del cableado 100GBASE-SR BD y 100GBASE-SWDM4 solo requieren 1/4 de los de 100GBASE-SR4, lo que puede ahorrar significativamente el gasto de capital de la infraestructura de fibra. Sin embargo, el costo de 100GBASE-SR BD y Módulos 100GBASE-SWDM4 es mucho más alto que el de 100GBASE-SR4. Por lo tanto, desde la perspectiva del costo total del módulo óptico + fibra, usar 100GBASE-SR BD o 100GBASE-SWDM4 no es necesariamente más bajo que usar 100GBASE-SR4.

Cableado dúplex multimodo en centros de datos

¿Por qué algunos clientes eligen 100GBASE-SR BD y 100GBASE-SWDM4 cuando el costo total de la aplicación es mayor que 100GBASE-SR4? Después de comunicarse con el cliente, el personal técnico de FiberMall descubrió que se seleccionó 100GBASE-SR BD o 100GBASE-SWDM4 porque la demanda de la red se actualizó del 10G/25G original a 100G, y el cableado de red de 10G/25G era principalmente LC dúplex. Fibra multimodo. Si el Módulo QSFP28 100G SR4 se utiliza, el cableado original debe ajustarse en gran medida y el costo sería extremadamente alto. Por lo tanto, se elegirá 100GBASE-SR BD o 100GBASE-SWDM4 con interfaz LC.

Aunque 100GBASE-SR BD y 100GBASE-SWDM4 son interfaces LC dúplex, existe una gran diferencia en la tecnología. Se sabe que ahora pocos fabricantes en el mundo producen 100GBASE-SWDM4. FiberMall es uno de los fabricantes de módulos ópticos que puede producir 100G QSFP28 SWMD4, que es utilizado por menos clientes y tiene cierta inestabilidad en el suministro de chips. 100GBASE-SR BD tiene un umbral técnico alto. FiberMall ha comenzado el envío masivo a partir de 2020 y el desarrollo ecológico de los productos es bueno. FiberMall recomienda módulos ópticos 100G QSFP28 SR BD para redes 100G en entornos de cableado multimodo dúplex de centro de datos.

Las ventajas de 100G QSFP28 BiDi SR1.2

• Reduzca el gasto de capital reutilizando la infraestructura de fibra multimodo LC dúplex
• Reduzca los gastos operativos al actualizar sin problemas de 10 Gbps SR o 40 Gbps BiDi a tarifas de 100 Gbps
• Prepárese para futuras actualizaciones de la red proporcionando conexiones con una velocidad de 400 Gbps
• Use la corrección de errores de reenvío (FEC) KP4 para reducir los errores de transmisión a velocidades de datos de 100 Gbps

Cableado del centro de datos con 100G QSFP28 BiDi SR1.2

Como se muestra a continuación, el 400G QSFP-DD BiDi SR4.2 se puede implementar en la capa de columna, que actúa como la columna vertebral de la red, con ramas conectadas a los nodos hoja. Desplegar 100G QSFP28 BiDi SR1.2 en la red troncal y los nodos secundarios y actualice la red troncal a 400 G a medida que crezca la demanda de ancho de banda.

Topología del centro de datos de la arquitectura de la cresta de la hoja

Como se muestra a continuación, los módulos ópticos enchufables offMayor alcance y flexibilidad operativa que los cables preensamblados (DAC/AOC). Los operadores pueden usar 100G QSFP28 BiDi SR1.2 para la conectividad de la parte superior del rack a los servidores o implementar 400G en TOR con conectividad de sucursales aguas abajo. Conecte 1 × 400G QSFP-DD BiDi SR4.2 con 4 × 100G QSFP28 BiDi SR1.2 al servidor.

Topología del centro de datos para conectividad de conmutador a servidor

En la conexión de corta distancia del centro de datos, FiberMall no solo puede proporcionar 100G QSFP28 BiDi SR1.2, sino que también 40G QSFP+ SR BiDi y 100G QSFP28 SWDM4 también pueden continuar usando un puente multimodo LC dúplex. Puede reemplazar los módulos ópticos 40G QSFP+ SR4 y 100GE QSFP28 SR4, ahorrando en gran medida recursos de fibra óptica y simplificando la gestión de fibra óptica en el centro de datos.