Como pegar sua inscrição 100G QSFP28 para IDC corretamente

As interfaces e tecnologias de aplicativo que suportam a rede de dados 100G são muito diversas e exclusivas, o que provavelmente confundirá os usuários sobre a implantação do aplicativo 100G no data center. Você pode ter dúvidas como qual é o melhor quando a tecnologia, atualização e retorno do investimento são levados em consideração. Este artigo enfoca o status atual dos aplicativos de rede 100G e quais são os principais aplicativos de rede óptica 100G QSFP28, bem como a perspectiva de mercado das portas QSFP28. 

 

 

∆ Soluções de conexão 10G / 40G / 100G entre switch TOR, roteador, servidores e switch central

1. O que é QSFP28?

QSFP28 é aabreviard de Quad Small Form-Factor Pluggable 28. É a terceira geração de sistemas de interconexão QSFP projetados para aplicações 25 / 100G de acordo com a especificação IEEE 802.3bj. “28” no QSFP28 significa que cada via de sinal suporta uma taxa de dados de até 28 Gbps / s, atendendo aos padrões Ethernet de 100 Gbps (4x25G) e 4x InfiniBand Enhanced Data Rate (EDR).

 

 

2. O QSFP28 é compatível com o QSFP +?

O Quad Small Form-Factor Pluggable (QSFP) foi desenvolvido após o SFP para atender à crescente demanda por maior largura de banda no data center. Semelhante ao QSFP + no formato e tamanho, o QSFP28 é capaz de suportar uma taxa de dados de 25 Gbps por canal, enquanto o QSFP + carrega apenas uma taxa de 10 G. Portanto, a porta QSFP28 pode ser compatível com as versões anteriores da interface óptica QSFP +.

3. Situação atual do aplicativo 100G

Desde o lançamento do padrão IEEE802.3ba em 2010, a aplicação de 100G tem sido tecnicamente viável global. Ao mesmo tempo, as discussões sobre a aplicação e tecnologia de 100G têm tb atraiu muita atenção.  No entanto, a rede 100G suportada pela tecnologia de fibra de modo único ou multimodo em IEEE802.3ba não evoluiu para um mundo de aplicativos em grande escala. Isso tem algo a ver com a maneira como as primeiras aplicações de fibra multimodo padrão transitam de 100 G por canais 10G * 10 paralelos e a maneira como a fibra de modo único baseada na tecnologia WDM oferece suporte a longa distância.

 

Além disso, também é causado pelo alto custo da combinação de Transceptor óptico 100G e link de fibra, o grande consumo de energia na porta e, especialmente, a disparidade entre interfaces e canais de fibra em 100G e 40G com base em fibra multimodo. Portanto, a demanda real do mercado para 100G não foi estimulada até agora.

 

No entanto, durante os 2-3 anos de desenvolvimento, os aplicativos 100G foram suportados por uma variedade de tecnologias e alianças, não importando o padrão IEEE802.3bm ou organizações como SWDM ou MSA, que anunciam seus modelos de aplicativos 100G.

 

4. Quais são os aplicativos QSFP28 para conectividade de data center 100G

Existem várias tecnologias de interface 100G disponíveis no mercado. No entanto, as distâncias entre os pontos de junção são menores que 500 metros na maioria dos data centers, a menos que haja partes no backbone do campus de super data centers. Como a solução mais direta para a rede 100G, os transceptores ópticos 100G QSFP28 e conjuntos de cabos QSFP28 são a aplicação principal para 100G IDC. Nas partes a seguir, alguns tipos comuns de módulos de fibra óptica 100G e cabos 100G de alta velocidade, como 100G AOC, serão apresentados.

 

 Tipo 1: 100G QSFP28 SR4

Compatível com o novo padrão IEEE802.3bm offlançado oficialmente em 2015, o 100G QSFP28 SR4 utiliza quatro canais compostos por um MMF de 8 fibras para transmissão paralela e cada canal possui 25 Gbps. Como MMF, OM3 e OM4 suportam 100 aplicativos com um conector MPO of 12 fibras, Entre quais quatro fibras no meio não precisam ser usadas. Além disso, seu modelo de transmissão está em total conformidade com as especificações 40GBase-SR4 em IEEE802.3ba e um transceptor QSFP28 é necessário. Os canais e interfaces são mostrados a seguir:

No momento, alguns fabricantes de transceptores ópticos convencionais são Promoção 100GBase-eSR4 em termos de aumento de potência luminosa para aumentar a distância de transmissão. Espera-se que o 100GBase-eSR4 alcance uma distância de transmissão de 200 metros com base em fibra OM4 para alcançar a cobertura da maioria das aplicações de backbone de data center. Enquanto isso, este 100GBase eSR4 módulo irá eliminar o gargalo de transmissão sobre a fibra multimodo paralela e melhorar significativamente a viabilidade de QSFP28 SR4 conectores ópticos.

 

Tipo 2: 100G QSFP28 CWDM4

Bbaseado na multiplexação por divisão de comprimento de onda grosseira, o 100Gbase-CWDM4 interface adota uma fonte de laser sobre SMF com um conector LC duplex e cabo. Em segundo lugar, cada fibra suporta quatro faixas de comprimento de onda, das quais o comprimento de onda central é 1271 nm, 1291 nm, 1311 nm e 1331 nm. Terceiro, cada comprimento de onda suporta 25 Gbps para que uma largura de banda agregada de 100 Gbps possa ser realizada.

 

 

 

It também adota transceptores QSFP28. Por último, ao contrário de um transceptor tradicional e de alto custo para 10 km sobre SMF, o custo de seus transceptores para 2 km é mais competitivo. O modelo de interface é ilustrado da seguinte forma:

 

 

∆ Diagrama de 100GBase CWDM4 em Comprimento de ondas of 1271 nm, 1291 nm, 1311 nm e 1331 nm

 

Tipo 3: 100G QSFP28 SWDM4

O SWDM, também conhecido como Short Wavelength Division Multiplexing, é uma tecnologia que adota MMF de 1 núcleo para transmitir sinais ópticos em quatro faixas de comprimento de onda, das quais o comprimento de onda central é 850nm, 880nm, 910nm e 940nm. Semelhante ao CWDM aplicado a uma fibra monomodo (SMF), ele aplica a tecnologia de multiplexação por divisão de comprimento de onda à faixa de comprimento de onda curta no MMF. A figura a seguir ilustra como o sinal é transmitido com base em 100G QSFP28-SWDM4.

 

 

∆ Princípio de transmissão do transceptor óptico 100G QSFP28 SWDM4

 

O OM3 e OM4 MMF (fibra multimodo) convencional foi projetado para funcionar no comprimento de onda de 850 nm, mas a tecnologia SWDM exige quatro janelas. Isso significa que quatro faixas de comprimento de onda devem ser usadas para a transmissão do sinal, o que sugere que um laser de emissão de superfície de cavidade vertical (VCSEL) com seu alto desempenho ainda está implantado. Para melhorar a largura de banda geral, o WBMMF de nova geração, também conhecido como Wideband Multimode Fiber, melhoraria o desempenho da largura de banda com um pico de até cerca de 880 nm de comprimento de onda, que é maior do que o OM4 MMF convencional. A figura a seguir é uma comparação entre essas duas fibras:

 

                                                                                                                     Fonte do OFS

 

 

∆ Tabela de comparação de largura de banda de multimodo convencional OM4 e fibra WBMMF

 

In complconfiança com padrão 50 / 125um e TIA-492AAAE e o WBMMF pode ser compatível com as fibras convencionais OM3 e OM4. Este último também pode ser usado como meio de transmissão para SWDM, mas sua distância de transmissão é menor do que a do WBMMF. SWDM a tecnologia ainda não foi totalmente divulgada e está sendo promovida por algumas empresas associadas da Aliança SWDM, que é composta principalmente por fabricantes de equipamentos de rede e fabricantes de equipamentos de módulos ópticos. Base 100G-SWDM4 os módulos ópticos são projetados com conectores QSFP28 de tamanho pequeno para suportar os mais largura de banda densidade para painéis de interruptores.

 

 

Tipo 4: 100G QSFP28 PSM4

100G QSFP28-PSM4 utiliza um paralelo SMF para transmissão. Seu SMF de 8 núcleos constrói quatro canais independentes para Interconexões ópticas de 100 Gbps, e cada canal é capaz de 25 Gbps. Suporta conector MTP / MPO (APC) de 12 fibras, entre as quais as quatro fibras do meio também não são utilizadas. O modo de transmissão de 100G QSFP28-PSM4 é semelhante ao do 100GBase-SR4, mas a maior diferença é que o PSM4 usa SMF como mídia e um laser como fonte de luz no comprimento de onda de 1310 nm. Ele também suporta um transceptor QSFP28. Consulte a figura a seguir para saber como ele transmite sinais:

 

 

 

∆ Princípio de transmissão do módulo transceptor de fibra óptica 100G QSFP28-PSM4

 

Tipo 5: 100G AOC

No mercado de comunicações ópticas, os usuários demandam com urgência um novo tipo de produto com alta densidade e alta largura de banda como principal meio de transmissão para computação de alto desempenho e data centers. Sob essa circunstância, surgiram produtos de cabo óptico ativo (AOC) para atender à demanda do mercado. O cabo óptico ativo AOC tem uma ampla variedade de pacotes e velocidades. Os cabos QSFP28 passivos de alta velocidade AOC incluem QSFP28 a QSFP28 AOC e QSFP28 a 4xSFP28 AOC, e sua faixa de uso ideal é de 5m.

∆ FiberMall 100G QSFP28 para QSFP28 Cabo AOC 1m

 

Fibra ótica QSFP28 AOC para 100 Gigabit Ethernet é um conjunto de cabo de alto desempenho e custo-benefício para comunicação de dados de múltiplas vias de curto alcance e aplicativos de interconexão Infiniband EDR. Ele integra quatro faixas de dados em cada direção com largura de banda de 100 Gbps. Cada pista pode operar a 25.78125 Gbps até 70 m usando fibra OM3 ou 100 m usando fibra OM4. Esses módulos são projetados para operar em sistemas de fibra multimodo usando um comprimento de onda nominal de 850 nm. A interface elétrica usa um conector tipo borda de 38 contato. A interface óptica usa um conector MTP (MPO) de 12 fibras. Este módulo incorpora circuito comprovado HTD e tecnologia VCSEL para fornecer vida longa confiável, alto desempenho e serviço consistente.

 

Tipo 6: 100G DAC

Conjunto de cabo de cobre passivo 100G QSFP28, também conhecido como 100G DAC(Direct Attach Cable), possui oito pares de cobre diferenciais, fornecendo quatro canais de transmissão de dados em velocidades de até 28 Gbps por canal e atende aos requisitos de Ethernet 100G, Ethernet 25G e Infini Band Enhanced Data Rate (EDR). Disponível em uma ampla gama de bitolas de fio - de 26 AWG a 30 AWG - este conjunto de cabo de cobre 100G apresenta baixa perda de inserção. 

 

∆ FiberMall 100G QSFP28 a QSFP28 Passivo DAC 1m

 

5. Características dos Módulos Óticos Mainstream 100G QSFP28

● 100GQSFP28SR4: A interface é idêntica a 40GBase-SR4, que é conectada a um transceptor óptico QSFP28 por meio de um conector de fibra MTP / MPO. O link de fibra física MTP / MPO original pode ser atualizado diretamente para aplicativos 100G. OM3 regular e OM4 MMF apresentam transmissão de 70m e 100m, respectivamente, para aplicações 100G.  

 

 ∆ Diagrama de transmissão 100G QSFP28 SR4 e interface QSFP28 SR4

 

● 100G QSFP28 SWDM4: Este módulo inclui três características principais; primeiro, esta interface, que suporta um transceptor óptico QSFP28, usa um conector LC duplex de 2-2 fibras. Em segundo lugar, ele permite a transmissão de 300m em WBMMF e pelo menos 100m de transmissão em OM4 para 100G. Por último, em comparação com o modelo SR4, o modelo SWDM4 exige apenas 25 por cento de suas fibras.

 

● 100G QSFP28 CWDM4: Ele também adota transceptores QSFP28. Ao contrário de um transceptor tradicional e de alto custo para 10 km sobre SMF, o custo deste transceptor para 2 km é mais competitivo. No entanto, também não é reconhecido pela organização IEEE e é popularizado pelo PSM4 MSA.

 

 

                                                                                      ∆ Princípio de transmissão do módulo transceptor óptico 100G QSFP28 CWDM4

 

● 100G QSFP28 PSM4: Este tipo de modelo transmite dados 100G com seu conector de fibra óptica MTP / MPO monomodo. Projetado com interfaces QSFP28 integradas, utiliza OS2 SM regular para realizar um alcance de transmissão de até 500m, o que torna seu preço global competitivo. No entanto, não é reconhecido pela organização IEEE e é popularizado pelo PSM4 MSA. 

 

 

 

6. Como é o preço 100G QSFP28: SR4 vs PSM4 vs CWDM4 vs SWDM

● Diferença Tecnológica

Com base nas quatro interfaces, o tecnológica diferença entre os quatro Modelos de aplicativos 100G mencionado acima é mostrado no gráfico a seguir. É óbvio que 100G BASE-PSM4 e 100G QSFP28 CWDM4 compartilham algumas semelhanças em termos de padrão, tipo de fibra e transceptor, enquanto 100G QSFP28 SR4 e 100G BASE-SWDM4 são distintos um do outro em relação a alguns aspectos como padrão, interface e máx. comprimento do link.

 

  ∆ Comparação geral do módulo de interface QSFP28: SR4 vs.SWDM4 vs. PSM4 vs.CWDM4

 

 

 ● Diferença de Custo

De um ponto de vista da estrutura do transceptor óptico, SR4 é o mais custo-benefício, embora Está o custo do layout da fiação é relativamente alto.  AO custo do nd CWDM4 é maior do que os outros 3 tipos. O PSM4 pode ser mais econômico porque usa um único laser CW não resfriado que divide sua potência de saída em quatro moduladores de silício integrados. Porém, do ponto de vista da infraestrutura, este transceptor seria mais caro quando a distância do link é longa, principalmente devido ao fato de utilizar 8 SMFs ópticos enquanto 100G QSFP28 O CWDM4 usa apenas 2 fibras ópticas de modo único.

 

 

∆ Comparação de preços do transceptor 100G QSFP28: SR4 vs PSM4 vs CWDM4 vs SWDM 

 

Ao considerar os dois fatores acima, a comparação do custo total pode ser qualitativamente mostrada na figura abaixo. O PSM4 começa com um custo menor devido ao menor custo do transceptor, mas conforme a distância do link aumenta, seu custo total sobe muito rápido devido ao fato de utilizar 8 fibras ópticas.

 ∆ A relação entre a distância do link e o custo total

 

A diferença geral de preço entre QSFP28 PSM4 e SWDM não é significativo. Como a SWDM Alliance é composta por um pequeno número de fabricantes de transceptores ópticos, não é uma tecnologia aberta no momento. O preço de mercado por enquanto permanece relativamente alto, mas em termos de tecnologia e composição de custos, a tecnologia de multiplexação por divisão de ondas curtas SWDM tem um grande espaço de redução de preço, este produto no futuro tem certo potencial de mercado.

 

7. As perspectivas do 100G QSFP28 para data centers

  ● 100G QSFP28 SR4

Com base na análise relevante acima, pode ser facilmente inferido que  100G QSFP28 SR4 desfruta de um mercado potencial no futuro. Isso pode ser analisado nos seguintes aspectos: primeiro, da perspectiva da organização do padrão IEEE802.3, 100G Base-SR4 é atualmente uma aplicação padronizada, enquanto os outros três produtos ainda não foram aprovados pela organização do padrão IEEE802.3.

 

Segundo, SR4 pode oferecer suporte direto a aplicativos de data center 100G por meio de Cabos breakout MTP / MPO para LC composto por 8 fibras ou 4 canais duplex. Possui quatro canais independentes para interconexões ópticas de 100 Gbps, e cada canal é capaz de 25 Gbps, o que pode unificar diferentes interfaces em switches e reduzir o custo de utilização de tráfego.

 

 

Terceiro, com base na comparação entre os 4 modelos típicos, o preço geral de 100G QSFP28-SR4 é atualmente uma das soluções mais econômicas. Por último, mas não menos importante, com base no existente 40GBase-SR4 sistema de cabeamento, o sistema de cabeamento SR4 pode ser atualizado diretamente para atender à demanda de 100G, tornando-o a solução preferida para a atualização do data center de 40G.

● 100G QSFP28-SWDM4

O 100G Base-SWDM4 é potencial devido à sua capacidade de atingir a velocidade regular de 100G graças à tecnologia SWDM, que pode reduzir o número de fibras em 75%. Isso é administrável quando se trata de simplificar o sistema de cabeamento e é viável para aplicações com maior densidade.     

 

Além disso, a tecnologia SWDM suporta distâncias de transmissão maiores. Espera-se que a fibra óptica usando WBMMF alcance uma distância de 300 metros, o que é adequado para os requisitos de distância de backbone da maioria dos data centers.

 

Além disso, o custo dos transceptores ópticos SWDM suportados pela fonte de luz VCSEL tem pouca diferença em relação ao SR4. Embora você possa descobrir que o preço é 30-50% mais alto que o SR4 no mercado atual, ele tem uma vantagem em termos de tecnologia.

 

A participação de mercado da SWDM não é tão grande quanto a do SR4 durante o início do 100G. No entanto, prevê-se que a aplicação 100G BaseSWDM aumente exponencialmente na fase subsequente. Em comparação com a situação atual em que mais usuários escolhem o SR4 para atualização e expansão de capacidade do data center, alguns usuários do data center totalmente novo prefeririam os produtos SWDM.

 

● 100G QSFP28-PSM4

Comparado com aplicativos baseados em MMF, 100GBase-PSM4 transmite dados através de fibra óptica monomodo paralela com uma distância de link de pelo menos 500 metros, que pode atender aos requisitos de 98% do backbone do data center. Ao contrário dos caros transceptores monomodo convencionais, os transceptores (ativos e passivos) apoiados pela tecnologia PSM4 são competitivos em parte devido ao custo mais baixo do SMF do que o MMF. Isso pode ser melhor exemplificado se o comprimento médio dos metros do tronco for superior a 300 metros.

         

A previsão é que o PSM4 obtenha algumas participações no mercado 100G, principalmente para usuários de grandes data centers ou alguns IDCs de Internet. No entanto, sua interface SMF baseada em MTP / MPO é mais suscetível ao meio ambiente, tornando a manutenção no local mais onerosa. Além disso, a redução significativa de custo no PSM4 raramente é vista. Portanto, todas essas desvantagens podem impedi-lo de ser popular no mercado de aplicativos 100G.

 

● 100G QSFP28 CWDM4

100G QSFP28-CWDM4 distingue-se dos outros 3 tipos por sua maior distância de link, que pode chegar a 2KM. É adequado para aplicações de backbone de data center de ultra-grande escala e conexões 100G entre os backbones de edifícios de data center no parque industrial de data center.

 

O fato de que 100G QSFP28-CWDM4, também conhecido como QSFP28-100G-IR4 não foi aprovado pela organização de padronização IEEE evitou ser o aplicativo principal no data center 100G. Mas fará parte do nicho de mercado na aplicação de backbone do data center 100G de ultra-grande escala.

 

8. 100G QSFP28 Transceptores Lambda Único

Ao contrário dos módulos ópticos 100G QSFP28 convencionais, a série completa de transceptores ópticos 100G single-lambda, como QSFP28 DR1, FR1,LR1, integra o chip PAM e converte o sinal NRZ de 4 Gbps de 25 canais no lado do circuito em uma única taxa de baud de 53 G. Em outras palavras, o sinal PAM100 de taxa de bits de 4G torna-se um sinal óptico 100G de onda única através do driver e do modulador e, em seguida, o transmite para o canal óptico. Este sinal é então propagado usando um único comprimento de onda (normalmente 1310 nm). Com sua única pista PAM100 de 4 Gbps, o módulo requer apenas um laser, o que reduziria significativamente os custos e, ao mesmo tempo, seria compatível com as redes de geração futura. 

 

Conclusão

Existem várias tecnologias de interface sobre aplicativos 100G no mercado. Os transceptores ópticos 100G QSFP28 (Quad Small Form-Factor Pluggable 28) são usado globalmente por internet serviço pcavaleiros, mobile operadores, e data centra como o transceptor QSFP28 tornou-se o fator de forma dominante de 100G. Transceptores de fibra óptica, como QSFP28 SR4 LR4, ER4 Lite, ZR4 definidos por módulos IEEE 802.3ba / 802.3bm e CWDM4 especificados por 100G CWDM4 MSA, bem como 100G AOC, são todos os principais conectores de dados para data centers. Você deve primeiro deixar claro cada tipo e, em seguida, escolher aquele que melhor se adapta às suas demandas de rede.