Módulo Transceptor Óptico BD 100GBASE-SR - Recursos e Aplicações

Com o surgimento da computação em nuvem e das redes 5G, os data centers tendem a se desenvolver em taxas mais altas, e a demanda por módulos transceptores ópticos de 100G está aumentando. Atualmente, os módulos ópticos de 100G ocupam uma grande proporção do custo de construção da rede. No ambiente de aplicativos em data centers, mais de 90% dos links de fibra em data centers de pequeno e médio porte têm menos de 100 metros de comprimento. Em grandes data centers, mais de 70% dos links de fibra têm menos de 100 metros de comprimento e mais de 80% têm menos de 125 metros de comprimento. A fibra multimodo pode atender às necessidades da maioria dos links, portanto, o módulo multimodo 100G tem a maior demanda. O módulo multimodo QSFP28 100G tem três soluções principais: 100GBASE-SR BD, 100GBASE-SR4, 100GBASE-SWDM4 e 100G QSFP28 BiDi SR1.2.

1. Especificações do produto

Entre os três módulos multimodo de 100G, o 100GBASE-SR4 é o mais utilizado. O 100G QSFP28 SR4 é um módulo óptico full-duplex hot plug com comprimento de onda central de 850nm e está em conformidade com os padrões IEEE 802.3BA. É usado especialmente para transmissão de curta distância em 100G Ethernet. O módulo óptico 100G QSFP28 SR4 pode fornecer quatro canais independentes de envio e recebimento, cada um dos quais pode operar a uma taxa de 25 Gbps. Usando a interface MPO ou MTP (8 núcleos), a distância de transmissão é de 70m quando usada com fibra multimodo OM3 e 100m quando usada com fibra multimodo OM4. Seu princípio de funcionamento é mostrado abaixo:

princípio de funcionamento de 100G QSFP28 SR4

Diferente do 100G QSFP28 SR4, que requer oito fibras ópticas para transmissão, o módulo 100G QSFP28 SR BiDi (bidirecional) usa tecnologia WDM para permitir que cada porta LC transmita e receba simultaneamente sinais ópticos de diferentes comprimentos de onda de uma fibra multimodo. As duas interfaces LC podem transmitir e receber sinais de 100G no total. Interface óptica bidirecional VCSEL de comprimento de onda duplo, PAM4 2 × 50 Gb/s 850nm/900 nm. Esses módulos são projetados para operar em sistemas de fibra multimodo usando comprimentos de onda de 850nm em uma extremidade e 900nm na outra. Eles podem transmitir até 70 metros quando usados ​​com cabo patch de fibra OM3, até 100 metros quando usado com cabo patch de fibra OM4 e até 150 metros quando usado com cabo patch de fibra OM5. O princípio de funcionamento é o seguinte.

princípio de funcionamento de 100G QSFP28 SRBD

O 100GBASE-SWDM4 é semelhante ao 100G QSFP28 SÉNIOR BiDi em que ambos têm interfaces LC duplex. SWDM refere-se à tecnologia de multiplexação por divisão de comprimento de onda de ondas curtas, semelhante aos esquemas monomodo CWDM4 e LWDM4, através de MUX/DMUX para realizar a divisão combinada de ondas e transmitir sinais ópticos de quatro bandas em uma fibra multimodo central. As janelas das quatro bandas são 850nm, 880nm, 910nm e 940nm; a distância máxima de transmissão é de 70 metros quando usado com cabo patch de fibra OM3 e até 100 metros quando usado com cabo patch de fibra OM4. O princípio de funcionamento é o seguinte.

princípio de funcionamento de 100G QSFP28 SWDM4

Cargas de trabalho de missão crítica, como inteligência artificial (IA) e aprendizado de máquina, estão aumentando as demandas de computação e tráfego dentro das estruturas, levando a uma mudança para conexões mais densas e rápidas nas cristas e backbones dos data centers e entre switches e servidores de topo de crista/rack. Ao atualizar um data center tradicional de 10G para 40G ou 100G, o cabeamento duplex LC conectado ao módulo óptico SFP deve ser convertido no cabeamento MPO conectado ao módulo óptico QSFP, o que aumenta os custos operacionais. Como a fiação pode ser simplificada e as despesas de capital reduzidas? O módulo óptico usando a solução BiDi pode fazer isso, 100G QSFP28 BiDi SR1.2 é um desses produtos.

FiberMall 100G QSFP28 BiDi SR1.2

Muito semelhante ao módulo óptico 40G QSFP+ SR BiDi, o 100G QSFP28 BiDi SR1.2 permite que os operadores de data center reutilizem sua infraestrutura de jumper LC duplex existente ao atualizar de 10G SR ou 40Gb BiDi para 100G. Ao atualizar os dispositivos de rede de um terminal por vez, a operadora pode atualizar o data center com flexibilidade.

100G QSF28 SR1.2 é um módulo ótico BiDi de fator de forma pequeno quadruplo plugável (QSFP28). Suporta 100 Gbps e está em conformidade com IEEE802.3bm 100GBASE-SR4. O módulo adota fibra óptica multimodo LC duplex dual-core. Adota modulação 4×25G NRZ na extremidade elétrica e converte para modulação 2x50Gbps PAM4 na extremidade óptica. A largura de banda total é de 100 Gb. A tecnologia PAM4 suporta transmissão de sinal em taxas de dados de 50 Gb e taxas de 25 Gbaud.

O 100G QSFP28 SR BiDi é usado em pares para conectividade 100G e também pode ser conectado ao 400G QSFP+ SR BiDi no modo de ramificação 4 x 100G.

Pode-se observar que, embora os quatro módulos precisem ser usados ​​com fibras ópticas multimodo, os princípios técnicos dos módulos não são os mesmos. 100G QSFP28 SR4 adota transmissão paralela de quatro canais, portanto, pelo menos 8 fibras ópticas são necessárias para completar a transmissão (quatro de recepção e quatro de transmissão). 100GBASE-SR BD usa uma única fibra óptica para transmitir e receber dados de 50G, e as duas interfaces transmitem dados de 100G em conjunto. 100GBASE-SWDM4 usa tecnologia de multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM) para multiplexar sinais de quatro bandas em uma fibra óptica para transmissão. Duas fibras ópticas são necessárias para receber e transmitir.

2. Seleção de Aplicação do Produto

Todos os três módulos são compatíveis com a porta principal 100G QSFP28 e, embora haja uma grande diferença nas especificações técnicas, há pouca diferença na aplicação: 100GBASE-SR4 deve ser usado com o jumper multimodo MPO 8/12 core, 100GBASE-SR BD e 100GBASE-SWDM4 devem ser usados ​​com fibra multimodo LC duplex. Do ponto de vista dos recursos de fibra e do custo do cabeamento, os recursos de fibra do cabeamento 100GBASE-SR BD e 100GBASE-SWDM4 requerem apenas 1/4 do que o 100GBASE-SR4, o que pode economizar significativamente os gastos de capital da infraestrutura de fibra. No entanto, o custo de 100GBASE-SR BD e Módulos 100GBASE-SWDM4 é muito maior do que a de 100GBASE-SR4. Portanto, do ponto de vista do custo total do módulo óptico + fibra, usar 100GBASE-SR BD ou 100GBASE-SWDM4 não é necessariamente menor do que usar 100GBASE-SR4.

Cabeamento Duplex Multi-Mode em Data Centers

Por que alguns clientes escolhem 100GBASE-SR BD e 100GBASE-SWDM4 quando o custo geral do aplicativo é maior que 100GBASE-SR4? Depois de se comunicar com o cliente, a equipe técnica da FiberMall descobriu que 100GBASE-SR BD ou 100GBASE-SWDM4 foi selecionado porque a demanda da rede foi atualizada do 10G/25G original para 100G e a fiação da rede de 10G/25G era principalmente LC duplex Fibra multimodo. Se o Módulo QSFP28 100G SR4 for usado, a fiação original precisa ser bastante ajustada e o custo seria extremamente alto. Portanto, 100GBASE-SR BD ou 100GBASE-SWDM4 com interface LC serão escolhidos.

Embora 100GBASE-SR BD e 100GBASE-SWDM4 sejam interfaces LC duplex, há uma enorme diferença em tecnologia. Sabe-se que agora poucos fabricantes no mundo produzem 100GBASE-SWDM4. A FiberMall é um dos fabricantes de módulos ópticos que pode produzir 100G QSFP28 SWMD4, que é usado por menos clientes e apresenta alguma instabilidade no fornecimento de chips. 100GBASE-SR BD tem um alto limite técnico. A FiberMall iniciou o envio em massa a partir de 2020 e o desenvolvimento ecológico dos produtos é bom. A FiberMall recomenda módulos ópticos 100G QSFP28 SR BD para redes 100G em ambientes de cabeamento multimodo duplex de data center.

As vantagens do 100G QSFP28 BiDi SR1.2

• Reduza o capex reutilizando a infraestrutura de fibra multimodo LC duplex
• Reduza as despesas operacionais atualizando continuamente de 10 Gbps SR ou 40 Gbps BiDi para taxas de 100 Gbps
• Prepare-se para futuras atualizações de rede fornecendo conexões de taxa de 400 Gbps
• Use a correção de erros de encaminhamento (FEC) KP4 para reduzir os erros de transmissão em taxas de dados de 100 Gbps

Cabeamento de Data Center com 100G QSFP28 BiDi SR1.2

Conforme mostrado abaixo, o 400G QSFP-DD BiDi SR4.2 pode ser implantado na camada de espinha, que atua como a espinha dorsal da rede, com ramificações conectadas aos nós de folha. Implantar 100G QSFP28 BiDi SR1.2 nos nós de backbone e folha e atualize o backbone para 400G à medida que as demandas de largura de banda aumentam.

Topologia do data center da arquitetura de cume de folha

Como mostrado abaixo, os módulos ópticos conectáveis offmaior alcance e flexibilidade operacional do que os cabos pré-montados (DAC/AOC). Os operadores podem usar 100G QSFP28 BiDi SR1.2 para conectividade top-of-rack para servidores ou implantar 400G em TOR com conectividade de ramificação downstream. Conecte 1×400G QSFP-DD BiDi SR4.2 com 4×100G QSFP28 BiDi SR1.2 ao servidor.

Topologia de data center para conectividade switch-to-server

Na conexão de curta distância do data center, o FiberMall pode fornecer não apenas 100G QSFP28 BiDi SR1.2, mas também 40G QSFP+ SR BiDi e 100G QSFP28 SWDM4 também pode continuar a usar o jumper LC multimodo duplex. Ele pode substituir os módulos ópticos 40G QSFP+ SR4 e 100GE QSFP28 SR4, economizando bastante recursos de fibra óptica e simplificando o gerenciamento de fibra óptica no data center.