100G QSFP28 LR4, PSM4 및 CWDM4 모듈에서 명확하게 알리는 방법

100G는 주류로 전환하기 위해 한창입니다. 현재 데이터 센터 애플리케이션을 위한 100G QSFP28 광 트랜시버에는 XNUMX가지 가장 일반적인 유형이 있습니다. QSFP28 SR4, QSFP28 LR4, QSFP28 PSM4및 QSFP28 CWDM4. 후자의 세 가지 비교는 이 구절에서 논의되어 10가지를 선택하는 데 도움이 됩니다.0G 적용 모드가 제대로 작동합니다.

1. 살펴보기 of 100G QSFP28 CWDM4 광학 송수신기 

데이터 전송 속도에 대한 요구 사항은 점점 더 높아지고 있으며 100G QSFP28 광 트랜시버 시장은 빠르게 확장되고 있습니다. IEEE 조직은 100G 네트워크를 위한 두 가지 광 트랜시버 표준인 100G QSFP28 SR4 및 100G QSFP28 LR4를 개발했습니다. 그러나 실제로 광섬유 링크 길이가 다양하기 때문에 이 두 가지 표준은 가장 비용 효율적인 방식으로 데이터 센터를 구축할 수 없습니다. 따라서 CWDM4 MSA 조직은 전송 거리가 100km인 28G QSFP4 CWDM2 표준을 개발했습니다.

100G QSFP28 CWDM4는 4년 CWDM2014 MSA 조직에서 발표한 표준입니다. 단일 모드 CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing) 기술을 기반으로 하는 100G 전송 모드입니다. 이 표준을 준수하는 100G QSFP28 CWDM4 광 송수신기는 이중 LC 인터페이스를 채택합니다. 4nm, 1271nm, 1291nm, 1311nm의 1331개의 중심 파장은 광 신호 전송에 사용되며(아래 표 참조) 각 대역은 25G를 전송합니다.

CWDM 기술을 통해 100G QSFP28 CWDM4 광 트랜시버는 전송을 위해 위의 100개 중심 파장을 단일 모드 광섬유로 다중화할 수 있습니다. 광섬유 전송 시스템의 안정성을 보장하기 위해 28G QSFP4 CWDMXNUMX 광 송수신기는 FEC(Forward Error Correction) 기능이 있는 광섬유 링크에 사용해야 합니다.

파장 레인	중심 파장	파장 범위
Lane1	1271 nm의	1264.5 ~ 1277.5nm	송신0, 수신0
Lane2	1291 nm의	1284.5 ~ 1297.5nm	송신1, 수신1
Lane3	1311 nm의	1304.5 ~ 1317.5nm	송신2, 수신2
Lane4	1331 nm의	1324.5 ~ 1337.5nm	송신3, 수신3

The A응용 of 100G QSFP28 CWDM4:

100G QSFP28 CWDM4는 데이터 센터 100G CWDM4 이더넷, InfiniBand EDR 고성능 컴퓨팅 및 스토리지 네트워크에 적용할 수 있습니다.

100G QSFP28 CWDM4 폼 팩터 :

광 송수신기 100G CWDM4는 28G 전송을 지원하는 데 사용할 수 있는 광 송수신기인 QSFP100 폼 팩터를 사용합니다. 초대형 데이터 센터의 전송 속도 증가에 대한 현재 요구에 이상적인 솔루션을 제공합니다. QSFP28의 폼 팩터 크기는 CFP4 광 트랜시버보다 작습니다. 즉, QSFP28 광 트랜시버는 스위치의 포트 밀도가 더 높습니다.

디지털 진단 모니터링(DDM) 기능 100G QSFP28 CWDM4:

100G QSFP28 CWDM4 광 트랜시버에는 DDM 기능이 내장되어 있어 전송된 광 출력, 수신된 광 출력, 온도 및 전원 전압, 레이저 바이어스 전류 및 경고 정보와 같은 광 트랜시버의 중요한 성능 매개변수를 효과적으로 모니터링할 수 있습니다. .

비용 of 100G QSFP28 CWDM4:

100G QSFP28 CWDM4 광 트랜시버는 25G를 거치지 않고 100G에서 40G로 직접 업그레이드할 수 있어 배선 시스템 비용을 크게 절감할 수 있습니다.

특징 100G QSFP28 CWDM4:

FiberMall의 100G QSFP28 CWDM4 광 트랜시버(QSFP28-100G-IR4)를 예로 들어 보겠습니다.

• 1Gb/s, 각 레인 비트 전송률 25.78Gb/s
• FEC를 사용하여 SMF(단일 모드 파이버)에서 최대 2km 전송
• LAN WDM DFB 레이저 및 PIN 수신기
• 통합 디지털 진단 모니터링 기능이 있는 I2C 인터페이스
• 이중 LC 커넥터가있는 QSFP28 MSA 패키지
• 단일 + 3.3V 전원 공급 장치
• 4 CWDM 레인 MUX / DEMUX 디자인
• 100G CWDM4 MSA 기술 사양 Rev1.1
• 최대 소비 전력 3.5W
• 작동 케이스 온도 : 0 ~ + 70 ° C
• EU 지침 2011/65/EU(RoHS 6/6) 준수

신청:

• 데이터 센터 상호 연결
• 100G 이더넷
• Infiniband QDR 및 DDR 상호 연결
• 엔터프라이즈 네트워킹

다른 100G 광학에 비해 4G CWDM28 QSFP100의 장점은 무엇입니까 송수신기s?

데이터 센터 애플리케이션에서 100G QSFP28 CWDM4 광 트랜시버는 중장거리 전송에서 100G QSFP28 PSM4 광 트랜시버보다 더 많은 가격 이점이 있습니다. 100G QSFP28 LR4 광 송수신기에 비해 응용 분야가 더 넓기 때문에 수요도 더 커질 것입니다. 100G QSFP28 LR4 광트랜시버에 비해 가격 우위가 뛰어납니다.

데이터 트래픽이 지속적으로 증가함에 따라 대규모 플랫 데이터 센터의 추세는 전송 속도 요구 사항의 업그레이드와 수량 요구 사항의 증가라는 두 가지 측면에서 광 트랜시버의 개발을 촉진합니다. 데이터 센터에서 사용되는 많은 수의 광 트랜시버의 경우 낮은 비용과 전송 거리가 의심의 여지 없이 고려 대상입니다. 따라서 CWDM4는 100G 클라우드 컴퓨팅 데이터 센터의 주류가 되었습니다.

2. 100G QSFP28 LR4 광 트랜시버 개요

오래 전에 광 트랜시버 산업 체인은 매우 혼란스러웠습니다. 각 제조업체는 다양한 인터페이스와 다양한 크기의 자체 패키지 구조를 가졌습니다. 이 문제를 해결하기 위해 다중 소스 계약(MSA)이 등장했습니다. 모든 제조업체는 MSA에서 제안한 표준을 따라 광 트랜시버의 패키지 구조 및 관련 인터페이스를 통합합니다. 이는 휴대폰 충전 포트의 표준화와 유사합니다. 100G의 경우 MSA에서 정의한 표준에는 100G PSM4 MSA, 100G CWDM4 MSA 및 100G Lambda MSA가 포함됩니다.

MSA가 IEEE에서 제안한 100GBASE 시리즈 표준 외에 PSM4 및 CWDM4 표준도 제안한 이유는 무엇입니까? 100GBASE-SR4 및 100GBASE-LR4는 IEEE에서 정의한 가장 일반적으로 사용되는 100G 인터페이스 사양입니다. 그러나 대규모 데이터 센터 상호 연결 시나리오의 경우 100GBASE-SR4가 지원하는 거리는 모든 상호 연결 요구 사항을 충족하기에는 너무 짧고 100GBASE-LR4의 비용은 너무 높습니다. 따라서 MSA는 시장에 중거리 상호 연결 솔루션을 제공하며 PSM4 및 CWDM4는 이러한 혁신의 제품입니다. 물론 100GBASE-LR4의 기능은 CWDM4의 기능을 완전히 커버하지만 2km 전송 시나리오에서 CWDM4 솔루션은 비용이 저렴하고 경쟁력이 있습니다.

100G QSFP28 LR4 및 100G QSFP28 CWDM4는 원칙적으로 유사합니다. 둘 다 광학 장치 MUX 및 DEMUX를 사용하여 4개의 병렬 25G 채널을 100G 광섬유 링크로 파장 분할 다중화합니다. 그러나 둘 사이에는 몇 가지 차이점이 있습니다.

100G QSFP28 LR4의 이름에서 LR은 장거리, 즉 10Km를 의미합니다. 4는 4개의 채널, 즉 25*100G를 의미하며 함께 결합되어 10Km를 전송할 수 있는 XNUMXG 광 트랜시버를 형성합니다.

2.1 100G QSFP28 LR4에서 사용하는 광 MUX/DEMUX 장치가 더 비쌉니다.

CWDM4는 레이저의 파장 온도 드리프트 특성이 약 20nm/°C이고 작동 범위 0.08~0°C의 파장 변화가 약 70nm이며 채널 자체도 일부를 남겨 둘 필요가 있기 때문에 5.6nm CWDM 간격을 정의합니다. 절연 밴드.

채널 1: 1264.5~1277.5nm

채널 2: 1284.5~1297.5nm

채널 3: 1304.5~1317.5nm

채널 4: 1324.5~1337.5nm

그리고 100G QSFP28 LR4는 4.5nm LAN-WDM 간격을 정의합니다.

채널 1: 1294.53~1296.59nm

채널 2: 1299.02~1301.09nm

채널 3: 1303.54~1305.63nm

채널 4: 1308.09~1310.19nm

채널 간격이 클수록 광학 MUX/DEMUX 장치에 대한 요구 사항이 낮아져 비용을 절감할 수 있습니다.

2.2 100G QSFP28 LR4에서 사용하는 레이저는 더 비싸고 더 많은 전력을 소비합니다.

100G QSFP28 CWDM4는 DML(직접 변조 레이저)을 사용하고 100G QSFP28 LR4는 EML(전자 흡수 변조 레이저)을 사용합니다. DML은 단일 레이저이고 EML은 두 개의 장치로 구성되며 하나는 DML이고 다른 하나는 EAM 변조기입니다. DML의 원리는 레이저의 주입 전류를 변조하여 신호 변조를 달성하는 것입니다. 주입 전류의 크기가 레이저의 활성 영역의 굴절률을 변경하여 파장 편이(chirp) 및 분산을 초래하므로 고속 신호 변조 및 장거리 전송을 실현하기가 매우 어렵습니다. DML은 10KM로는 부족해서 EML밖에 못가네요.

참고: 짹짹은 시간이 지남에 따라 주파수가 변경(증가 또는 감소)하는 신호를 말하며 새의 지저귀는 소리와 유사하게 들립니다.

2.3 100G QSFP28 LR4 필요추가 TEC(Thermo Electric Cooler))

4.5G QSFP100 LR28의 인접한 채널 사이의 간격이 4nm에 불과하기 때문에 온도 제어를 위해 레이저를 TEC에 배치해야 합니다. TEC 드라이버 칩을 회로에 배치해야 하고 레이저도 TEC 재료에 통합해야 하므로 LR4는 CWDM4보다 비용이 더 많이 듭니다.

위의 세 가지 사항을 기반으로 100G QSFP28 LR4 표준의 광 송수신기가 더 비싸므로 MSA에서 제안한 100G CWDM4 표준은 100km 이내의 4GBASE-LR2의 높은 비용으로 인한 격차를 잘 보완합니다.

3. 100G QSFP28 CWDM4 VS LR4

● 특징

100G QSFP28 CWDM4는 100G 배포를 위해 특별히 공식화된 표준을 준수합니다. 데이터 링크 데이터 센터에서 2km 이내. QSFP28 CWDM4 광 모듈의 인터페이스는 이중 단일 모드 2km 100G 광 인터페이스 사양을 준수하며 전송 거리는 2km에 달할 수 있습니다. 데이터 센터에서 가장 널리 사용되는 100G QSFP28 시리즈 광 모듈입니다.

비교해서, 100G QSFP28 LR4는 QSFP28 CWDM의 모든 기능을 보유하고 있으며 2km 전송 애플리케이션에서 비용 효율적이고 경쟁력이 있습니다.

● 작동 원리

100G QSFP LR4 및 CWDM4 근본적으로 비슷하다 in 그들이 작동하는 방식. 비OTH 그 중 4G 파이버 링크에 25개의 병렬 100G 채널 다중화 을 통하여 광학 장치 MUX 및 DEMUX. QSFP LR4 전송 100개의 중심 파장을 통한 4G 이더넷 신호, 즉 1295.56nm, 1300.05nm, 1304.58nm 및 1309.14나노. XNUMXD덴탈의 두 인터페이스 모델s are 다음과 같이 설명됩니다.

◮QSFP28 LR4 개략도 도표

◮CWDM4 개략도 도표

● 비용 차이

둘 다 IDC의 주류 100G QSFP28 광학 애플리케이션이지만 두 모듈 간의 비용은 다음과 같은 측면에 반영되어 있습니다.

◇ 광 MUX/DEMUX 장치 배포 by QSFP CWDM4 are 적게 비싼 100G QSFP28 LR4보다.

◇ 레이저 in LR4 모듈 더 값 비싼 더 많은 전력을 소비합니다.

◇ LR4에는 추가 TEC(반도체 열전 냉각기)가 필요합니다.

위 내용을 바탕으로 비교, 광학 모듈준수 QSFP28 LR4 표준 더 비싸다, 동안 전에, 100G QSFP28 CWDM4 MSA에서 제안한 표준은 보완 28km 이내 QSFP4 LR2의 높은 비용으로 인한 격차 전달.

4G QSFP28 PSM4 VS QSFP28 CWDM4

● 특색100G PSM4 및 CWDM4의 경우

QSFP28 CWDM4 트랜시버 외에도, 100G QSFP28 PSM4 중간 전송 거리의 대안 솔루션 중 하나입니다. 그러나 PSM4와 비교할 때 장단점은 무엇입니까? CWDM4?

QSFP28 PSM4 광 트랜시버는 병렬 SMF를 통한 100채널 500G 상호 연결 솔루션이며 주로 8m 링크 애플리케이션에 사용됩니다. 4코어 SMF는 4Gbps 광 인터커넥트를 위한 100개의 독립적인 채널(전송용 25개, 수신용 XNUMX개)을 구축하고 각 채널의 전송 속도는 XNUMXGbps입니다.

각 신호 방향은 1310nm의 동일한 파장의 8개의 독립적인 채널을 사용합니다. 따라서 두 트랜시버는 일반적으로 XNUMX파이버를 통해 통신합니다. MTP / MPO 단일 모드 광섬유 케이블. PSM4의 최대 전송 거리는 500m입니다..

● 100G PSM4의 작동 원리

100G QSFP28 PSM4의 기능 이론은 신호 전송 방법을 알기 위해 다음 그림을 참조하십시오.

◮QSFP28 PSM4 개략도 도표

● 비용 및 기술 차이

간단히 말해서 100G QSFP28 CWDM4 광 모듈은 내장형 파장 분할 다중화기로 설계되어 QSFP28 PSM4 광학 모듈. 그러나 CWDM4 트랜시버는 양방향 전송을 위해 8개의 단일 모드 광섬유만 필요하며 이는 PSM4의 XNUMX개 단일 모드 광섬유보다 훨씬 적습니다. 그리고 QSFP28 CWDM4는 100G 이더넷 신호를 통해 전송합니다. 4개의 파장 1271nm, 1291각각 nm, 1311nm 및 1331nm입니다.

링크 거리가 증가함에 따라 PSM4 솔루션의 총 비용이 급격히 증가합니다. 따라서 선택 여부 PSM4 또는 CWDM4 상호 연결 솔루션은 애플리케이션의 실제 필요에 따라 결정되어야 합니다. 다음 차트는 두 모듈 간의 기술적 차이점 중 일부를 보여줍니다.

광학 모듈	CWDM4 트랜시버	PSM4 트랜시버
광 송신기	4 DML(20nm의 파장 차이)	통합 실리콘 광자 변조기 4개 및 DFB 1개
파장 분할 다중화기	필요한	불필요한
인터페이스	이중 LC 커넥터	MPO/MTP 커넥터(8코어)
링크 길이	<2km

결론

25G/100G 데이터 센터에서 상호 연결된 광 트랜시버를 선택하는 방법은 다음 표준을 참조하는 것이 좋습니다.

∙100미터를 초과하지 않는 100G 단거리 상호 연결 시나리오(TOR-LEAF)의 경우 100GBASE-SR4 QSFP28 광 트랜시버를 사용하십시오.

∙100미터에서 100미터 사이의 500G 중간 범위 상호 연결 시나리오(LEAF-SPINE)의 경우 100G PSM4 QSFP28 광 트랜시버를 사용하십시오.

∙100미터에서 500km까지의 2G 중장거리 상호 연결 시나리오(LEAF-SPINE, SPINE-CORE)의 경우 100G CWDM4 QSFP28 광 송수신기를 사용하십시오.

∙2km를 초과하는 장거리 상호 연결 시나리오(CORE-MAN)의 경우 100GBASE-LR4 QSFP28 광 트랜시버를 사용하십시오.

광 트랜시버 공급업체의 경우 고속, 저전력 소비 및 저비용이 미래 데이터 센터 광 트랜시버 요구 사항의 주요 기준입니다. 전송 거리, 변조 모드, 작동 온도 및 폼 팩터 측면에서 다양한 솔루션이 있으며 애플리케이션 시나리오 및 비용과 같은 요소를 기반으로 선택해야 합니다.