100G QSFP28 SR4 против PSM4 против CWDM4 против LR4 против трансивера ER4

Развитие 100G Ethernet активно продвигается благодаря стремительному развитию Интернета вещей (IoT), 5G и облачных вычислений. В качестве одного из основных сетевых решений для 100G-приложений в центрах обработки данных, оптоволоконные трансиверы QSFP28 пользуются растущим спросом среди интернет-провайдеров, мобильных операторов и центров обработки данных. В этой статье рассматриваются пять распространенных типов трансиверов 100G в форм-факторе QSFP28 (Quad Small Form-Factor Pluggable 28).

Спецификация приемопередатчика QSFP28

Обзор форм-фактора QSFP28

Для трансиверов 100G существуют различные форм-факторы, включая CXP, CFP/CFP2/CFP4 и QSFP28 (Quad Small Form-factor Pluggable 28). QSFP28 играет доминирующую роль в оптоволоконных сетях 100G Ethernet для центров обработки данных благодаря низкому энергопотреблению и высокой плотности размещения.

100G QSFP28 SR4 Оптический трансивер

Модуль 100G QSFP28 SR4 представляет собой 4-канальный полнодуплексный оптоволоконный трансивер с возможностью горячей замены, предназначенный для работы в сети Gigabit Ethernet 100G. Он состоит из четырех независимых каналов передачи и приема сигнала , каждый из которых работает со скоростью 25.78 Гбит/с . Этот оптический модуль 100G SR4 обеспечивает суммарную скорость передачи данных 103.1 Гбит/ с на расстояние до 70 м по оптическому волокну OM3 или до 100 м по волокну OM4.

Этот трансивер QSFP28 закодирован для работы по многомодовому волокну (MMF) с центральной длиной волны 850 нм. Оптический интерфейс оптического модуля 100GBASE-SR4 QSFP28 — штекер MTP/MPO-12. Поскольку два модуля 100GBASE-SR4 QSFP28 соединены друг с другом, требуется разъем MTP/MPO-12 с полярностью типа B, который показан ниже.

Оптический трансивер 100G QSFP28 CWDM4

Модуль 100G CWDM4 QSFP28 — это волоконно-оптический модуль, разработанный организацией CWDM4 MSA в 2014 году. Он поддерживает сетевые приложения 100G Ethernet с использованием технологии грубого мультиплексирования по длине волны (CWDM) для мультиплексирования четырех длин волн: 1271 нм, 1291 нм, 1311 нм и 1331 нм на одномодовое волокно (SMF) для передачи сигнала. Он содержит дуплексный LC-разъем для оптического интерфейса и 38-контактный разъем для электрического интерфейса. Для минимизации оптической дисперсии в магистральной системе в этом модуле необходимо использовать одномодовое волокно (SMF). Для поддержки передачи по волокну на расстояние до 2 км требуется коррекция ошибок (FEC) на хост-устройстве.

Следует отметить, что для обеспечения стабильности волоконно-оптической системы передачи оптический модуль 100G CWDM4 QSFP28 должен иметь функциональное оптоволоконное соединение с прямым исправлением ошибок (FEC).

Схема модуля одномодового оптоволоконного приемопередатчика CWDM4 100G QSFP28

Оптический трансивер 100G QSFP28 PSM4

PSM4 означает Parallel Single Mode 4 (параллельный одномодовый 4-канальный). Этот 100GBase PSM4 представляет собой одномодовый четырехканальный параллельный оптический модуль QSFP28 ( Quad Small Form-factor Pluggable 28) со скоростью 100 Гбит/с. Он обеспечивает повышенную плотность портов и общую экономию средств системы.

Оптический модуль QSFP28 с полным дуплексом предлагает 4 независимых канала передачи и приема, каждый из которых способен работать на скорости 25 Гбит/с для совокупной скорости передачи данных 100 Гбит/с на 2 км одномодового волокна. В розетку модуля QSFP28 можно вставить оптоволоконный ленточный кабель с разъемом MTP/MPO. Правильное выравнивание обеспечивается направляющими штифтами внутри розетки. Кабель обычно нельзя скручивать для правильного выравнивания каналов. Электрическое соединение достигается через совместимый с MSA 38-контактный разъем краевого типа.

Схема приемопередатчика оптоволоконного кабеля 100G PSM4 QSFP28 для Ethernet

Модуль трансивера 100G LR4 QSFP28

Оптический модуль 100GBASE-LR4 QSFP28 обычно используется с одномодовыми оптоволоконными кабелями LC , а максимальная дальность передачи составляет 10 км. Модуль 100GBASE-LR4 QSFP28 преобразует четыре электрических сигнала 25 Гбит/ с в четыре оптических сигнала LAN WDM с интервалом 4.56 нм между соседними каналами, а затем мультиплексирует их на одном волокне для достижения оптической передачи 100 Гбит/с. На приемной стороне модуль демультиплексирует оптический вход 100 Гбит/с в 4 оптических сигнала LAN WDM.

Встроенные в QSFP28 LR4 лазер LAN WDM DFB и PIN-приемник обеспечивают высокую производительность для приложений 100-гигабитного Ethernet на длинах линий связи до 10 км по одномодовому оптоволокну (SMF) с коррекцией ошибок (FEC) . Основные компоненты показаны на схеме ниже.

Приемопередатчик 100G QSFP28 ER4

Оптический модуль 100G QSFP28 ER4 использует технологию мультиплексирования с разделением по длинам волн (WDM), обеспечивая диапазон длин волн от 1295.56 до 1309.14 в форм-факторе QSFP28. Он использует дуплексные разъемы LC с максимальной дальностью передачи 40 км по одномодовому волокну . Благодаря технологии DDM, компактным размерам и низкому энергопотреблению , модуль 100G ER4 применяется в оборудовании OTN и поддерживает как OTU4 , так и скорость 100 Гбит/ с при подключении к коммутатору Ethernet.

Передающий конец оптического модуля 100G QSFP28 ER4 использует DML-лазер, поддерживающий две скорости передачи данных . Потребляемая мощность этого одномодового трансивера составляет менее 3.8 Вт при температуре от 0 до 70℃, что соответствует требованиям экологичных и энергосберегающих центров обработки данных.

Приемным устройством оптического модуля 100G ER4 является APD, отличающийся высокой чувствительностью приема и низким энергопотреблением. Это экономичное решение для использования портов 100GE на больших расстояниях между компьютерными залами.

Заключение

Спрос на высокоскоростные и высокоплотные оптические сети связи дал толчок бурному развитию 100G Ethernet. Вышеупомянутые оптические трансиверы 100G QSFP28 пользуются популярностью у поставщиков сетевых услуг и центров обработки данных благодаря своим компактным размерам, превосходной производительности и низкому энергопотреблению.