IDC 용 100G QSFP28 애플리케이션을 올바르게 선택하는 방법

100G 데이터 네트워크를 지원하는 인터페이스 및 애플리케이션 기술은 매우 다양하고 고유하여 데이터 센터에 100G 애플리케이션을 배치하는 것에 대해 사용자에게 혼란을 줄 수 있습니다. 기술, 업데이트, 투자 수익을 고려할 때 어떤 것이 가장 좋은지와 같은 질문이 있을 수 있습니다. 이 기사에서는 100G 네트워크 애플리케이션의 현재 상태와 주요 100G QSFP28 광 네트워크 애플리케이션은 물론 QSFP28 포트의 시장 전망에 대해 중점적으로 설명합니다. 

 

 

∆ TOR 스위치, 라우터, 서버 및 코어 스위치 간의 10G/40G/100G 연결 솔루션

1. QSFP28이란 무엇입니까?

QSFP28은 a축약하다d Quad Small Form-Factor Pluggable 28에서. IEEE 25bj 사양에 따라 100/802.3G 애플리케이션용으로 설계된 28세대 QSFP 상호 연결 시스템입니다. QSFP28의 "28"은 각 신호 레인이 최대 100Gbps/s의 데이터 속도를 지원하여 4Gbps 이더넷(25x4G) 및 XNUMXx InfiniBand 향상된 데이터 속도(EDR) 표준을 충족함을 의미합니다.

 

 

2. QSFP28은 QSFP+와 호환됩니까?

QSFP(Quad Small Form-Factor Pluggable)는 데이터 센터에서 더 높은 대역폭에 대한 수요 증가를 충족하기 위해 SFP 이후에 개발되었습니다. 폼 팩터 및 크기 면에서 QSFP+와 유사하게 QSFP28은 채널당 25Gbps 데이터 속도를 지원할 수 있는 반면 QSFP+는 10G 속도만 지원합니다. 따라서 QSFP28 포트는 QSFP+ 광학 인터페이스와 역호환될 수 있습니다.

3. 100G 적용현황

802.3년 IEEE2010ba 표준이 발표된 이후 100G 적용이 기술적으로 가능해졌습니다. 전체. 동시에, 100G의 응용 및 기술에 대한 논의는 또한 많은 관심을 끌었습니다.  그러나 IEEE100ba의 단일 모드 또는 다중 모드 광섬유 기술이 지원하는 802.3G 네트워킹은 대규모 애플리케이션 세계로 발전하지 못했습니다. 이것은 초기 표준 다중 모드 파이버 응용 프로그램이 병렬 100G*10 채널을 통해 10G를 전송하는 방식과 WDM 기술을 기반으로 하는 단일 모드 파이버가 장거리를 지원하는 방식과 관련이 있습니다.

 

또한, 조합의 높은 비용으로 인해 발생합니다. 100G 광 트랜시버 및 광섬유 링크, 포트의 큰 전력 소비, 특히 다중 모드 광섬유 기반의 100G 및 40G에서 인터페이스와 광섬유 채널 간의 불일치. 따라서 100G에 대한 실질적인 시장 수요는 지금까지 자극되지 않았다.

 

그러나 2~3년의 개발을 통해 100G 애플리케이션은 표준화된 IEEE802.3bm이나 100G 애플리케이션 모델을 발표하는 SWDM 또는 MSA와 같은 조직에 관계없이 다양한 기술과 제휴에 의해 지원되었습니다.

 

4. 28G 데이터 센터 연결을 위한 QSFP100 애플리케이션이란 무엇입니까?

시장에는 다양한 100G 인터페이스 기술이 있습니다. 그러나 슈퍼 데이터 센터의 캠퍼스 백본에 있는 부품이 아닌 한 대부분의 데이터 센터에서 관절 지점 사이의 거리는 500미터 미만입니다. 100G 네트워킹에 대한 가장 간단한 솔루션인 100G QSFP28 광 트랜시버 및 QSFP28 케이블 어셈블리는 100G IDC의 주요 애플리케이션입니다. 다음 부분에서는 몇 가지 일반적인 유형의 100G 광섬유 모듈과 100G AOC와 같은 100G 고속 케이블을 소개합니다.

 

 유형 1: 100G QSFP28 SR4

새로운 표준 IEEE802.3bm 준수 off2015년에 icially 출시된 100G QSFP28 SR4 병렬 전송을 위해 8-파이버 MMF로 구성된 25개의 채널을 사용하며 각 채널은 3Gbps를 특징으로 합니다. MMF로서 OM4 및 OM100 모두 MPO 커넥터가 있는 XNUMX개의 애플리케이션을 지원합니다. of 12 섬유s사이에 중간에 있는 40개의 섬유는 사용할 필요가 없습니다. 또한 전송 모델은 IEEE4ba의 802.3GBase-SR28 사양을 완전히 준수하며 QSFPXNUMX 송수신기가 필요합니다. 채널 및 인터페이스는 다음과 같이 표시됩니다.

현재 일부 주류 광 트랜시버 제조업체는 홍보 100GBase-eSR4 전송 거리를 향상시키기 위해 증가 된 광도 측면에서. 100GBase-eSR4는 대부분의 데이터 센터 백본 애플리케이션의 적용 범위에 도달하기 위해 OM200 파이버를 기반으로 4미터의 전송 거리를 달성할 것으로 예상됩니다. 한편, 이 100GBase eSR4 모듈은 병렬 다중 모드 광섬유를 통한 전송 병목 현상을 제거하고 실현 가능성을 크게 향상시킵니다. QSFP28 SR4 광 커넥터.

 

유형 2: 100G QSFP28 CWDM4

B거친 파장 분할 다중화에 따라, 100Gbase-CWDM4 인터페이스는 듀플렉스 LC 커넥터와 케이블로 SMF를 통해 레이저 소스를 채택합니다. 둘째, 각 광섬유는 1271개의 파장 범위를 지원하며, 그 중 중심 파장은 1291nm, 1311nm, 1331nm 및 25nm입니다. 셋째, 모든 파장은 100Gbps를 지원하므로 총 XNUMXGbps의 대역폭을 구현할 수 있습니다.

 

 

 

It는 또한 QSFP28 트랜시버를 채택합니다. 마지막으로 SMF를 통한 10km의 기존 고가 송수신기와 달리 2km의 송수신기 비용이 더 경쟁력이 있습니다. 인터페이스 모델은 다음과 같이 설명됩니다.

 

 

∆ 100GBase CWDM4 다이어그램 파장s of 1271nm, 1291nm, 1311nm 및 1331nm

 

유형 3: 100G QSFP28 SWDM4

단파장 분할 다중화(Short Wavelength Division Multiplexing)라고도 하는 SWDM은 1코어 MMF를 채택하여 850개의 파장 범위에서 광 신호를 전송하는 기술이며, 그 중 중심 파장은 880nm, 910nm, 940nm 및 100nm입니다. SMF(Single-Mode Fiber)에 적용되는 CWDM과 유사하게 파장 분할 다중화 기술을 MMF의 단파장 범위에 적용합니다. 다음 그림은 28G QSFP4-SWDMXNUMX를 기반으로 신호가 전송되는 방법을 보여줍니다.

 

 

∆ 100G QSFP28 SWDM4 광 트랜시버 전송 원리

 

기존의 OM3 및 OM4 MMF(Multi-Mode Fiber)는 850nm의 파장에서 작동하도록 설계되었지만 SWDM 기술은 880개의 창을 요구합니다. 이는 4개의 파장 범위가 신호 전송에 사용된다는 것을 의미하며, 이는 고성능의 VCSEL(vertical-cavity surface-emitting laser)이 여전히 배치되어 있음을 시사합니다. 전체 대역폭을 개선하기 위해 Wideband Multimode Fiber라고도 하는 차세대 WBMMF는 기존 OMXNUMX MMF보다 높은 최대 약 XNUMXnm 파장의 피크로 대역폭 성능을 개선합니다. 다음 그림은 이 두 섬유를 비교한 것입니다.

 

                                                                                                                     OFS의 출처

 

 

∆ 기존 다중 모드 OM4 및 WBMMF 광섬유의 대역폭 비교 차트

 

In COMPL아이언스 50/125um 및 TIA-492AAAE 표준 WBMMF는 기존 OM3 및 OM4 섬유와 역호환될 수 있습니다. 후자는 전송 매체로도 사용할 수 있습니다. SWDM, 그러나 전송 거리는 WBMMF보다 짧습니다. SWDM 기술은 아직 완전히 공개되지 않았으며 SWDM 얼라이언스주로 네트워크 장비 제조업체와 광 모듈 장비 제조업체로 구성됩니다. 100G 베이스-SWDM4 광 모듈은 소형 QSFP28 커넥터로 설계되어 더 높은 대역폭 스위치 패널의 밀도.

 

 

유형 4: 100G QSFP28 PSM4

100G QSFP28-PSM4 병렬을 사용합니다 전송용 SMF. 8코어 SMF는 다음을 위한 XNUMX개의 독립 채널을 구축합니다. 100Gbps 광 상호 연결, 각 채널은 25Gbps가 가능합니다. 12-광섬유 MTP/MPO(APC) 커넥터를 지원합니다. 그 중 중간에 있는 XNUMX개의 섬유도 사용되지 않습니다. 전송 모드 100G QSFP28-PSM4 100GBase-SR4와 유사하나 가장 큰 차이점은 PSM4는 SMF를 매체로, 레이저를 1310nm 파장의 광원으로 사용한다는 점이다. QSFP28 트랜시버도 지원합니다. 신호를 전송하는 방법을 알아보려면 다음 그림을 참조하십시오.

 

 

 

∆ 100G QSFP28-PSM4 광섬유 트랜시버 모듈 전송 원리

 

유형 5: 100G AOC

광통신 시장에서 사용자는 고성능 컴퓨팅 및 데이터 센터의 주요 전송 매체로서 고밀도 및 고대역폭을 갖춘 새로운 유형의 제품을 절실히 요구합니다. 이러한 상황에서 능동형 광케이블(AOC) 제품이 시장 수요를 충족시키기 위해 등장했습니다. AOC 활성 광 케이블은 다양한 패키지와 속도를 제공합니다. QSFP28 패시브 AOC 고속 케이블에는 QSFP28 ~ QSFP28 AOC 및 QSFP28 ~ 4xSFP28 AOC가 포함되며 이상적인 사용 범위는 5m 이내입니다.

∆ QSFP100 AOC 케이블 28m에 FiberMall 28G QSFP1

 

28기가비트 이더넷용 광섬유 QSFP100 AOC는 단거리 다중 레인 데이터 통신 및 상호 연결 Infiniband EDR 애플리케이션을 위한 고성능의 비용 효율적인 케이블 어셈블리입니다. 100Gbps 대역폭으로 각 방향으로 25.78125개의 데이터 레인을 통합합니다. 각 레인은 OM70 파이버를 사용하여 최대 3m 또는 OM100 파이버를 사용하여 4m까지 850Gbps로 작동할 수 있습니다. 이 모듈은 38nm의 공칭 파장을 사용하는 다중 모드 파이버 시스템에서 작동하도록 설계되었습니다. 전기 인터페이스는 12개의 접촉 에지 유형 커넥터를 사용합니다. 광학 인터페이스는 XNUMX 파이버 MTP(MPO) 커넥터를 사용합니다. 이 모듈은 HTD 검증된 회로와 VCSEL 기술을 통합하여 신뢰할 수 있는 긴 수명, 고성능 및 일관된 서비스를 제공합니다.

 

유형 6: 100G DAC

100G QSFP28 패시브 구리 케이블 어셈블리, 일컬어 100G DAC(직접 연결 케이블)은 28개의 차동 구리 쌍을 특징으로 하며 채널당 최대 100Gbps의 속도로 25개의 데이터 전송 채널을 제공하고 26G 이더넷, 30G 이더넷 및 Infini Band Enhanced Data Rate(EDR) 요구 사항을 충족합니다. 100AWG에서 XNUMXAWG까지 광범위한 와이어 게이지로 제공되는 이 XNUMXG 구리 케이블 어셈블리는 낮은 삽입 손실이 특징입니다. 

 

∆ FiberMall 100G QSFP28 - QSFP28 패시브 DAC 1m

 

5. 주류 100G QSFP28 광 모듈의 특징

● 100G QSFP28 SR4: 인터페이스는 MTP/MPO 파이버 커넥터를 통해 QSFP40 광 트랜시버에 연결된 4GBase-SR28와 동일합니다. 원래 MTP/MPO 물리적 광섬유 링크는 100G 애플리케이션용으로 직접 업그레이드할 수 있습니다. 일반 OM3 및 OM4 MMF는 70G 애플리케이션에 대해 각각 100m 및 100m 전송을 제공합니다.  

 

 ∆ 100G QSFP28 SR4 전송 다이어그램 및 QSFP28 SR4 인터페이스

 

● 100G QSFP28 SWDM4: 이 모듈에는 세 가지 주요 특징이 있습니다. 첫째, QSFP28 광 트랜시버를 지원하는 이 인터페이스는 2-2-파이버 듀플렉스 LC 커넥터를 사용합니다. 둘째, WBMMF를 통한 300m 전송과 100G용 OM4를 통한 최소 100m 전송을 가능하게 합니다. 마지막으로 SR4 모델과 비교할 때 SWDM4 모델은 파이버의 25%만 필요합니다.

 

● 100G QSFP28 CWDM4: 또한 QSFP28 송수신기를 채택합니다. SMF를 통한 10km용 기존의 고비용 송수신기와 달리 2km용 이 송수신기의 비용은 더 경쟁력이 있습니다. 그러나 IEEE 조직에서도 인정하지 않으며 PSM4 MSA에 의해 대중화됩니다.

 

 

                                                                                      ∆ 100G QSFP28 CWDM4 광 트랜시버 모듈의 전송 원리

 

● 100G QSFP28 PSM4: 이 유형의 모델은 단일 모드 MTP/MPO 광섬유 커넥터로 100G 데이터를 전송합니다. 내장형 QSFP28 인터페이스로 설계되었으며 일반 OS2 SM을 사용하여 최대 500m의 전송 범위를 실현하므로 전반적인 가격 경쟁력이 있습니다. 그러나 IEEE 조직에서 인정하지 않고 PSM4 MSA에 의해 대중화됩니다. 

 

 

 

6. 100G QSFP28 가격은 어떻습니까? SR4 대 PSM4 대 CWDM4 대 SWDM

● 기술적 차이

XNUMX개의 인터페이스를 기반으로 기술 네 가지의 차이점 100G 애플리케이션 모델 위에서 언급한 것은 다음 차트에 나와 있습니다.. 100G BASE-PSM4와 100G QSFP28 CWDM4는 표준, 파이버 유형 및 트랜시버 측면에서 일부 유사점을 공유하는 반면 100G QSFP28 SR4 및 100G BASE-SWDM4는 표준, 인터페이스와 같은 몇 가지 측면과 관련하여 서로 구별됩니다. , 최대 링크 길이.

 

  ∆ QSFP28 인터페이스 모듈의 전체 비교: SR4 vs.SWDM4 vs. PSM4 vs.CWDM4

 

 

 ● 비용 차이

~ 광 송수신기 구조 관점, SR4 대부분의 비용 효율적이지만 그것의 배선 레이아웃 비용이 상대적으로 높습니다.  And CWDM4의 비용은 다른 3가지 유형보다 높습니다. PSM4는 출력 전력을 8개의 통합 실리콘 변조기로 분할하는 단일 비냉각 CW 레이저를 사용하기 때문에 더 비용 효율적일 수 있습니다. 그러나 인프라 관점에서 이 트랜시버는 링크 거리가 길면 더 비쌉니다. 주로 100개의 광 SMF를 사용하고 XNUMXG를 사용한다는 사실 때문입니다. QSFP28 CWDM4는 2개의 광 단일 모드 파이버만 사용합니다.

 

 

∆ 100G QSFP28 트랜시버 가격 비교: SR4 vs PSM4 vs CWDM4 vs SWDM 

 

위의 두 가지 요소를 고려할 때 총 비용 비교는 아래 그림과 같이 정성적으로 나타낼 수 있습니다. PSM4는 트랜시버 비용이 낮기 때문에 저렴한 비용으로 시작하지만 링크 거리가 증가함에 따라 8개의 광섬유를 사용하기 때문에 총 비용이 매우 빠르게 증가합니다.

 ∆ 링크 거리와 총 비용의 관계

 

전체적인 가격차이는 QSFP28 PSM4 과 SWDM은 중요하지 않습니다. SWDM Alliance는 소수의 광 트랜시버 제조업체로 구성되어 있으므로, 현재 개방형 기술이 아닙니다. 당분간 시장 가격은 여전히 ​​상대적으로 높지만 기술 및 비용 구성 측면에서 SWDM 단파 분할 다중화 기술은 가격 인하 공간이 크므로 이 제품은 향후 시장 잠재력이 있습니다.

 

7. 데이터 센터용 100G QSFP28의 전망

  ● 100G QSFP28 SR4

위의 관련 분석을 바탕으로 다음과 같이 쉽게 추론할 수 있습니다.  100G QSFP28 SR4는 미래에 유망한 시장을 누리고 있습니다. 이는 다음과 같은 측면에서 분석할 수 있다. 첫째, IEEE802.3 표준 기구의 관점에서 볼 때 100G Base-SR4는 현재 표준화된 애플리케이션이며, 나머지 802.3개 제품은 아직 IEEEXNUMX 표준 기구의 승인을 받지 못했다.

 

둘째, SR4 통해 100G 데이터 센터 애플리케이션을 직접 지원할 수 있습니다. MTP/MPO-LC 브레이크아웃 케이블 8개의 광섬유 또는 4개의 듀플렉스 채널로 구성됩니다. 100Gbps 광 상호 연결을 위한 25개의 독립적인 채널이 있으며 각 채널은 XNUMXGbps가 가능하여 스위치의 서로 다른 인터페이스를 통합하고 트래픽 활용 비용을 절감할 수 있습니다.

 

 

셋째, 4가지 대표모델 비교를 바탕으로 전체 가격은 100G QSFP28-SR4는 현재 가장 비용 효율적인 솔루션 중 하나입니다. 마지막으로 기존의 것을 기반으로 40GBBase-SR4 케이블링 시스템인 SR4의 케이블링 시스템은 100G에 대한 수요를 충족하도록 직접 업그레이드할 수 있으므로 40G 데이터 센터 업그레이드에 선호되는 솔루션이 됩니다.

● 100G QSFP28-SWDM4

100G Base-SWDM4는 광섬유 수를 100%까지 줄일 수 있는 SWDM 기술 덕분에 일반 75G 속도를 달성할 수 있는 용량으로 인해 잠재력이 있습니다. 이는 케이블링 시스템을 단순화할 때 관리가 가능하며 밀도가 더 높은 애플리케이션에 적합합니다.     

 

게다가 SWDM 기술은 더 긴 전송 거리를 지원합니다. WBMMF를 사용하는 광섬유는 대부분의 데이터 센터의 백본 거리 요구 사항에 적합한 300m의 거리에 도달할 것으로 예상됩니다.

 

또한 VCSEL 광원이 지원하는 SWDM 광 송수신기의 비용은 SR4와 거의 차이가 없습니다. 현재 시장에서 SR30보다 가격이 50~4% 비싸다는 것을 알 수 있지만 기술적으로는 우위에 있다.

 

SWDM의 시장점유율은 4G 초기에는 SR100만큼 크지 않았다. 그러나 100G BaseSWDM 적용은 다음 단계에서 기하급수적으로 증가할 것으로 예측됩니다. 더 많은 사용자가 데이터 센터의 업데이트 및 용량 확장을 위해 SR4를 선택하는 현재 상황과 비교할 때 새로운 데이터 센터의 일부 사용자는 SWDM 제품을 선호할 것입니다.

 

● 100G QSFP28-PSM4

MMF 기반 응용 프로그램과 비교할 때 100GBase-PSM4는 링크 거리가 최소 500미터인 병렬 단일 모드 광섬유를 통해 데이터를 전송하므로 데이터 센터 백본의 98% 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 고가의 기존 단일 모드 트랜시버와 달리 PSM4 기술이 지원되는 트랜시버(능동 및 수동 모두)는 부분적으로 MMF보다 SMF 비용이 저렴하기 때문에 비용 경쟁력이 있습니다. 이는 트렁크 미터의 평균 길이가 300미터를 초과하는 경우 더 잘 예시될 수 있습니다.

         

PSM4는 특히 대규모 데이터 센터 또는 일부 인터넷 IDC 사용자를 위해 100G 시장에서 일부 점유율을 확보할 것으로 예상됩니다. 그러나 MTP/MPO 기반의 SMF 인터페이스는 환경에 더 취약하여 현장 유지 보수 비용이 더 많이 듭니다. 또한 PSM4의 상당한 비용 절감은 거의 볼 수 없습니다. 따라서 이러한 모든 단점으로 인해 100G 애플리케이션 시장의 주류에서 벗어날 수 있습니다.

 

● 100G QSFP28 CWDM4

100G QSFP28-CWDM4 최대 3KM에 도달할 수 있는 더 긴 링크 거리로 인해 다른 2가지 유형과 구별됩니다. 초대형 데이터 센터 백본 애플리케이션 및 데이터 센터 산업 단지의 데이터 센터 건물 백본 간 100G 연결에 적합합니다.

 

사실 그 100G QSFP28-QSFP4-28G-IR100라고도 하는 CWDM4 IEEE 표준화 기구의 승인을 받지 않았으며 100G 데이터 센터의 주류 애플리케이션이 되는 것을 자제했습니다. 그러나 초대형 100G 데이터 센터의 백본 적용에서는 틈새 시장의 일부가 될 것입니다.

 

8. 100G QSFP28 단일 람다 트랜시버

기존의 100G QSFP28 광 모듈과 달리 QSFP100 DR28, FR1과 같은 1G 단일 람다 광 트랜시버의 전체 시리즈,LR1, PAM 칩을 통합하고 회로 측의 4채널 25Gbps NRZ 신호를 단일 53G 전송 속도로 변환합니다. 즉, 100G 비트율의 PAM4 신호는 드라이버와 변조기를 거쳐 단파 100G 광신호가 되어 광채널로 전송된다. 그런 다음 이 신호는 단일 파장(일반적으로 1310nm)을 사용하여 전파됩니다. 단일 100Gbps PAM4 레인을 사용하는 모듈에는 단 하나의 레이저만 필요합니다. 비용을 크게 낮추는 동시에 차세대 네트워크와 호환됩니다. 

 

결론

시장에는 100G 어플리케이션에 대한 다양한 인터페이스 기술이 존재합니다. 100G QSFP28(Quad Small Form-Factor Pluggable 28) 광 트랜시버는 전 세계적으로 사용 i인터넷 에서요 s서 비 스 p로비 더, mObile o운영자 및 data cQSFP28 트랜시버가 100G의 주요 폼 팩터가 되면서 진입합니다. QSFP28 SR4 LR4, ER4 Lite, IEEE 4ba/802.3bm으로 정의된 ZR802.3, 4G CWDM100 MSA 및 4G AOC로 지정된 CWDM100 모듈과 같은 광섬유 트랜시버는 모두 데이터 센터의 주요 데이터 연결입니다. 먼저 각 유형을 명확히 한 다음 네트워크 요구 사항에 가장 적합한 유형을 선택해야 합니다.