Как правильно подобрать приложение 100G QSFP28 для IDC

Интерфейсы и прикладные технологии, поддерживающие сеть передачи данных 100G, очень разнообразны и уникальны, что может запутать пользователей при развертывании приложения 100G в центре обработки данных. У вас могут возникнуть вопросы, например, какой из них лучше, если принять во внимание технологии, обновления и окупаемость инвестиций. В этой статье рассматривается текущее состояние сетевых приложений 100G и основные оптические сетевые приложения 100G QSFP28, а также рыночные перспективы портов QSFP28. 

 

Решение для передачи данных 10G / 40G / 100G

 

Δ Решения для подключения 10G / 40G / 100G между коммутаторами TOR, маршрутизаторами, серверами и коммутаторами ядра


1. Что такое QSFP28?

QSFP28 - это aбревиатd от Quad Small Form-Factor Pluggable 28. Это третье поколение систем межсоединений QSFP, разработанных для приложений 25/100 Гбит / с в соответствии со спецификацией IEEE 802.3bj. «28» в QSFP28 означает, что каждая сигнальная линия поддерживает скорость передачи данных до 28 Гбит / с, что соответствует стандартам Ethernet 100 Гбит / с (4x25G) и 4x InfiniBand Enhanced Data Rate (EDR).

 

 

2. QSFP28 совместим с QSFP +?

Подключаемый модуль Quad Small Form-Factor (QSFP) был разработан после SFP для удовлетворения растущего спроса на более высокую пропускную способность в центре обработки данных. Подобно QSFP + по форм-фактору и размеру, QSFP28 может поддерживать скорость передачи данных 25 Гбит / с на канал, тогда как QSFP + поддерживает только скорость 10 Гбит / с. Следовательно, порт QSFP28 может быть обратно совместим с оптическим интерфейсом QSFP +.

3. Текущая ситуация с приложением 100G

С момента выпуска стандарта IEEE802.3ba в 2010 году применение 100G стало технически возможным. общий. В то же время, обсуждения по применению и технологии 100G прошли Также привлекла к себе большое внимание.  Однако сеть 100G, поддерживаемая одномодовой или многомодовой оптоволоконной технологией в IEEE802.3ba, не превратилась в мир крупномасштабных приложений. Это связано с тем, как ранние стандартные приложения для многомодового волокна передают 100 Гбит / с по параллельным каналам 10 Гбит / с * 10, и способ, которым одномодовое волокно на основе технологии WDM поддерживает большие расстояния.

 

Кроме того, это также вызвано дороговизной сочетания Оптический трансивер 100G и оптоволоконная линия, большое энергопотребление в порте и особенно несоответствие между интерфейсами и оптоволоконными каналами в 100G и 40G на основе многомодового волокна. Таким образом, реальный рыночный спрос на 100G пока не стимулирован.

 

Однако в течение 2-3 лет разработки приложения 100G поддерживались различными технологиями и альянсами, независимо от стандартизированного IEEE802.3bm или таких организаций, как SWDM или MSA, которые объявляют о своих моделях приложений 100G.

 

4. Каковы приложения QSFP28 для подключения к центрам обработки данных 100G?

На рынке доступны различные интерфейсные технологии 100G. Однако в большинстве центров обработки данных расстояние между точками соединения составляет менее 500 метров, за исключением частей в магистральной сети кампуса суперцентров обработки данных. Оптические трансиверы 100G QSFP100 и кабельные сборки QSFP28 являются наиболее простым решением для сети 28G и являются основным приложением для IDC 100G. В следующих частях будут представлены несколько распространенных типов оптоволоконных модулей 100G и высокоскоростных кабелей 100G, таких как 100G AOC.

 

 Тип 1: 100 Гбит / с QSFP28 SR4

Соответствует новому стандарту IEEE802.3bm offофициально выпущенный в 2015 году, 100G QSFP28 SR4 использует четыре канала, состоящих из 8-волоконного MMF для параллельной передачи, каждый канал имеет скорость 25 Гбит / с. Как MMF, OM3 и OM4 поддерживают 100 приложений с разъемом MPO. of 12 волокноs, Среди при этом не требуется использовать четыре волокна посередине. Кроме того, его модель передачи полностью соответствует спецификациям 40GBase-SR4 в IEEE802.3ba, и необходим приемопередатчик QSFP28. Каналы и интерфейсы показаны следующим образом:


В настоящее время некоторые основные производители оптических трансиверов Содействие 100GBase-eSR4 с точки зрения увеличенной световой мощности для увеличения дальности передачи. Ожидается, что 100GBase-eSR4 достигнет дальности передачи 200 метров на основе волокна OM4, чтобы охватить большинство магистральных приложений центра обработки данных. Между тем, этот 100GBase eSR4 модуль устранит узкое место передачи по параллельному многомодовому волокну и значительно улучшит возможность QSFP28 SR4 оптические разъемы.

 

Тип 2: 100 Гбит / с QSFP28 CWDM4

Bна основе грубого мультиплексирования с разделением по длине волны 100 Гбит / с-CWDM4 Интерфейс использует лазерный источник через SMF с дуплексным разъемом LC и кабелем. Во-вторых, каждое волокно поддерживает четыре диапазона длин волн, из которых центральная длина волны составляет 1271 нм, 1291 нм, 1311 нм и 1331 нм. В-третьих, каждая длина волны поддерживает 25 Гбит / с, так что может быть реализована совокупная пропускная способность 100 Гбит / с.

 

 


 

It также принимает трансиверы QSFP28. Наконец, в отличие от традиционного и дорогостоящего трансивера на 10 км по SMF, стоимость его трансиверов на 2 км более конкурентоспособна. Модель интерфейса проиллюстрирована следующим образом:

 

Принцип работы 100G QSFP28-IR4

 

Δ Схема 100GBase CWDM4 на длина волныs of 1271нм, 1291нм, 1311нм и 1331нм

 

Тип 3: 100 Гбит / с QSFP28 SWDM4

SWDM, также известный как мультиплексирование с коротковолновым разделением, представляет собой технологию, которая использует одноядерный MMF для передачи оптических сигналов в четырех диапазонах длин волн, из которых центральная длина волны составляет 1 нм, 850 нм, 880 нм и 910 нм. Подобно CWDM, применяемому к одномодовому волокну (SMF), он применяет технологию мультиплексирования с разделением по длине волны к коротковолновому диапазону на MMF. На следующем рисунке показано, как сигнал передается на основе 940G QSFP100-SWDM28.

 

Принцип передачи 100G Base-SWDM4

 

Δ Принцип передачи оптического трансивера 100G QSFP28 SWDM4

 

Обычные OM3 и OM4 MMF (многомодовое волокно) предназначены для работы на длине волны 850 нм, но технология SWDM требует четырех окон. Это означает, что для передачи сигнала должны использоваться четыре диапазона длин волн, что говорит о том, что лазер с вертикальным резонатором поверхностного излучения (VCSEL) с его высокими характеристиками все еще используется. Чтобы улучшить общую полосу пропускания, WBMMF нового поколения, также известное как широкополосное многомодовое волокно, улучшит характеристики полосы пропускания с пиковым значением длины волны примерно до 880 нм, что выше, чем у обычного MMF OM4. На следующем рисунке представлено сравнение этих двух волокон:

 

                                                                                                                     Источник из ОФС

 

Таблица сравнения пропускной способности обычного многомодового волокна OM4 и WBMMF

 

Δ Таблица сравнения пропускной способности обычного многомодового волокна OM4 и WBMMF

 

In комплсоюз со стандартом 50 / 125um и TIA-492AAAE и WBMMF может быть обратно совместим с обычными волокнами OM3 и OM4. Последний также может использоваться в качестве среды передачи для SWDM, но его дальность передачи короче, чем у WBMMF. SWDM технологии еще не полностью раскрыты и продвигаются парой членских компаний из SWDM Альянс, который в основном состоит из производителей сетевого оборудования и производителей оборудования для оптических модулей. 100 Гбит / с Base-SWDM4 оптические модули разработаны с небольшими разъемами QSFP28 для поддержки более высоких трафик плотность для коммутационных панелей.

 

 

Тип 4: 100 Гбит / с QSFP28 PSM4

100 г QSFP28-PSM4 использует параллельный SMF для передачи. Его 8-ядерный SMF создает четыре независимых канала для Оптические межкомпонентные соединения 100 Гбит / с, и каждый канал имеет скорость 25 Гбит / с. Он поддерживает 12-волоконный разъем MTP / MPO (APC), среди которых четыре волокна посередине также не используются. Режим передачи 100 ГБ QSFP28-PSM4 аналогичен 100GBase-SR4, но самое большое отличие состоит в том, что PSM4 использует SMF в качестве носителя и лазер для источника света с длиной волны 1310 нм. Он также поддерживает приемопередатчик QSFP28. Пожалуйста, обратитесь к следующему рисунку, чтобы узнать, как он передает сигналы:

 

 

Оптический одномодовый оптоволоконный трансивер 100GBase PSM4 с разъемом MTP / MPO

 

Δ Принцип передачи модуля оптоволоконного приемопередатчика 100G QSFP28-PSM4

 

Тип 5: 100G AOC

На рынке оптической связи пользователям срочно требуется новый тип продукта с высокой плотностью и широкой полосой пропускания в качестве основной среды передачи для высокопроизводительных вычислений и центров обработки данных. В этих условиях появились продукты с активным оптическим кабелем (AOC) для удовлетворения рыночного спроса. Активный оптический кабель AOC имеет широкий спектр корпусов и скоростей. Пассивные высокоскоростные кабели AOC QSFP28 включают QSFP28 - QSFP28 AOC и QSFP28 - 4xSFP28 AOC, и их идеальный диапазон использования находится в пределах 5 м.

Fiber Mall 100G QSFP28 - QSFP28 Кабель AOC, 1 м

Δ Fiber Mall 100G QSFP28 - QSFP28 Кабель AOC, 1 м

 

Волоконно-оптический кабель QSFP28 AOC для 100 Gigabit Ethernet - это высокопроизводительный и экономичный кабельный узел для передачи данных по многополосным каналам на короткие расстояния и соединения приложений Infiniband EDR. Он объединяет четыре линии передачи данных в каждом направлении с пропускной способностью 100 Гбит / с. Каждая полоса может работать со скоростью 25.78125 Гбит / с до 70 м при использовании волокна OM3 или 100 м при использовании волокна OM4. Эти модули предназначены для работы в многомодовых волоконных системах с номинальной длиной волны 850 нм. Электрический интерфейс использует соединитель краевого типа с 38 контактами. В оптическом интерфейсе используется 12-волоконный разъем MTP (MPO). Этот модуль включает в себя проверенную схему HTD и технологию VCSEL для обеспечения надежного длительного срока службы, высокой производительности и стабильного обслуживания.

 

Тип 6: ЦАП 100 Гбит / с

Пассивный медный кабель 100G QSFP28, также известный как 100G ЦАП(Кабель прямого подключения), имеет восемь дифференциальных медных пар, обеспечивающих четыре канала передачи данных со скоростью до 28 Гбит / с на канал, и отвечает требованиям 100G Ethernet, 25G Ethernet и Infini Band Enhanced Data Rate (EDR). Доступный в широком диапазоне размеров проводов - от 26AWG до 30AWG - этот медный кабель 100G отличается низкими вносимыми потерями. 

 

∆ Fiber Mall 100G QSFP28 - QSFP28 Пассивный ЦАП 1 м

Δ Fiber Mall 100G QSFP28 - QSFP28 Пассивный ЦАП 1 м

 

5. Особенности основных оптических модулей 100G QSFP28

100 г QSFP28 SR4: Интерфейс идентичен 40GBase-SR4, который подключается к оптическому трансиверу QSFP28 через оптоволоконный разъем MTP / MPO. Первоначальный физический оптоволоконный канал MTP / MPO можно напрямую модернизировать для приложений 100G. Обычные MMF OM3 и OM4 обеспечивают передачу на 70 м и 100 м соответственно для приложений 100G.  

 Транспортная модель и интерфейс 100G QSFP28-SR4

 Δ Схема передачи 100G QSFP28 SR4 и интерфейс QSFP28 SR4

 

● 100 Гбит / с QSFP28 SWDM4: Этот модуль включает три основных характеристики; Во-первых, в этом интерфейсе, который поддерживает оптический трансивер QSFP28, используется дуплексный разъем LC с 2 или 2 волокнами. Во-вторых, он обеспечивает передачу на 300 м по WBMMF и как минимум на 100 м по OM4 для 100G. Наконец, по сравнению с моделью SR4, модель SWDM4 требует только 25 процентов волокон.

 

● 100 Гбит / с QSFP28 CWDM4Он также использует трансиверы QSFP28. В отличие от традиционного и дорогостоящего трансивера на 10 км по SMF, стоимость этого трансивера на 2 км более конкурентоспособна. Однако он также не признан организацией IEEE и популяризируется PSM4 MSA.

 

Принцип передачи модуля оптического трансивера QSFP100 CWDM28 4G

 

                                                                                      Δ Принцип передачи модуля оптического трансивера QSFP100 CWDM28 4G

 

● 100 Гбит / с QSFP28 PSM4: Этот тип модели передает данные 100G с помощью одномодового оптоволоконного соединителя MTP / MPO. Разработанный со встроенными интерфейсами QSFP28, он использует обычный OS2 SM для реализации дальности передачи до 500 м, что делает его общую цену конкурентоспособной. Однако это не признано организацией IEEE и популяризируется PSM4 MSA. 

 

 

 

6. Какова цена 100G QSFP28: SR4, PSM4, CWDM4, SWDM

● Технологическая разница

На основе четырех интерфейсов технологический разница между четырьмя Модели приложений 100G упомянутое выше показано в следующей таблицеОчевидно, что 100G BASE-PSM4 и 100G QSFP28 CWDM4 имеют некоторое сходство с точки зрения стандарта, типа волокна и приемопередатчика, в то время как 100G QSFP28 SR4 и 100G BASE-SWDM4 отличаются друг от друга в отношении нескольких аспектов, таких как стандартный интерфейс. , и макс. длина ссылки.

 

Технологическое сравнение 4 оптических модулей 100G QSFP28

  Δ Общее сравнение интерфейсного модуля QSFP28: SR4, SWDM4, PSM4 и CWDM4

 

 

 ● Разница в стоимости

от точка обзора конструкции оптического приемопередатчика, SR4 является наиболее рентабельно, хотя его Стоимость разводки проводов относительно высока.  And Стоимость CWDM4 выше, чем у других 3 типов. PSM4 может быть более рентабельным, поскольку он использует один неохлаждаемый непрерывный лазер, который разделяет свою выходную мощность на четыре интегрированных кремниевых модулятора. Однако с точки зрения инфраструктуры этот трансивер был бы более дорогим при большом расстоянии канала связи, в основном из-за того, что он использует 8 оптических SMF, а 100G QSFP28 CWDM4 использует только 2 оптических одномодовых волокна.

 

Каналы оптических трансиверов 100G: SR4, PSM4, CWDM4, SWDM

 

Δ Сравнение цен на приемопередатчик QSFP100 28 Гбит / с: SR4, PSM4, CWDM4, SWDM 

 

При рассмотрении двух вышеупомянутых факторов полное сравнение затрат может быть качественно показано на рисунке ниже. PSM4 начинается с более низкой стоимости из-за более низкой стоимости приемопередатчика, но по мере увеличения расстояния связи его общая стоимость очень быстро растет из-за того, что он использует 8 оптических волокон.

Связь между расстоянием между ссылками и общей стоимостью

 Δ Связь между расстоянием между ссылками и общей стоимостью

 

Общая разница в цене между КСФП28 ПСМ4 и SWDM не имеет значения. Поскольку Альянс SWDM состоит из небольшого числа производителей оптических трансиверов., в настоящее время это не открытая технология. Рыночная цена в настоящее время остается относительно высокой, но с точки зрения технологии и состава затрат, технология мультиплексирования с коротковолновым разделением SWDM имеет большое пространство для снижения цен, этот продукт в будущем имеет определенный рыночный потенциал.

 

7. Перспективы 100G QSFP28 для центров обработки данных

  ● 100G QSFP28 SR4

На основании соответствующего анализа, приведенного выше, можно легко сделать вывод, что  100G QSFP28 SR4 имеет перспективный рынок в будущем. Это можно проанализировать в следующих аспектах: во-первых, с точки зрения организации по стандартизации IEEE802.3, 100G Base-SR4 в настоящее время является стандартизированным приложением, в то время как три других продукта еще не одобрены организацией по стандартизации IEEE802.3.

 

Во-вторых, SR4 может напрямую поддерживать приложения центра обработки данных 100G через Переходные кабели MTP / MPO на LC состоит из 8 волокон или 4 дуплексных каналов. Он имеет четыре независимых канала для оптических межсоединений 100 Гбит / с, и каждый канал поддерживает скорость 25 Гбит / с, что позволяет объединить различные интерфейсы в коммутаторах и снизить стоимость использования трафика.

 


 

В-третьих, на основе сравнения 4 типичных моделей общая цена 100G QSFP28SR4 в настоящее время является одним из самых экономичных решений. И последнее, но не менее важное: на основе существующих 40GBase-SR4 Кабельная система SR4 может быть напрямую модернизирована для удовлетворения спроса на 100G, что делает ее предпочтительным решением для модернизации центра обработки данных 40G.

● 100 Гбит / с QSFP28-SWDM4

100G Base-SWDM4 является потенциальным из-за его способности достигать постоянной скорости 100G благодаря технологии SWDM, которая может сократить количество волокон на 75%. Этим можно управлять, когда дело доходит до упрощения кабельной системы, и возможно для приложений с более высокой плотностью.     

 

Кроме того, технология SWDM поддерживает большие расстояния передачи. Предполагается, что оптическое волокно, использующее WBMMF, достигнет расстояния 300 метров, что соответствует требованиям к расстоянию между магистралями большинства центров обработки данных.

 

Более того, стоимость оптических трансиверов SWDM, поддерживаемых источником света VCSEL, мало отличается от стоимости SR4. Хотя вы можете обнаружить, что цена на 30-50% выше, чем на SR4 на текущем рынке, у него есть преимущество с точки зрения технологий.

 

Доля рынка SWDM не так велика, как у SR4 во время создания 100G. Однако прогнозируется, что приложение 100G BaseSWDM будет экспоненциально расти на следующем этапе. По сравнению с текущей ситуацией, когда все больше пользователей выбирают SR4 для обновления центра обработки данных и увеличения емкости, некоторые пользователи из нового центра обработки данных предпочли бы продукты SWDM.

 

● 100 ГБ QSFP28-PSM4

По сравнению с приложениями на основе MMF, 100GBase-PSM4 передает данные по параллельному одномодовому оптическому волокну с расстоянием между линиями связи не менее 500 метров, что соответствует требованиям 98% магистральной сети центра обработки данных. В отличие от дорогих обычных одномодовых трансиверов, трансиверы (как активные, так и пассивные), поддерживаемые технологией PSM4, являются конкурентоспособными по стоимости, отчасти из-за более низкой стоимости SMF, чем MMF. Это можно лучше проиллюстрировать, если средняя длина метров магистрали превышает 300 метров.

         

Прогнозируется, что PSM4 получит определенную долю на рынке 100G, особенно для пользователей крупных центров обработки данных или некоторых IDC в ​​Интернете. Однако его интерфейс SMF, основанный на MTP / MPO, более восприимчив к окружающей среде, что делает его обслуживание на месте более дорогостоящим. Кроме того, в PSM4 редко можно увидеть значительное снижение стоимости. Следовательно, все эти недостатки могут помешать ему получить широкое распространение на рынке приложений 100G.

 

 100G QSFP28 CWDM4

100 Гбит / с QSFP28-CWDM4 отличается от остальных 3-х типов более длинным расстоянием между линиями связи, которое может достигать 2 км. Он подходит для сверхмасштабных магистральных приложений ЦОД и соединений 100G между магистральными линиями зданий ЦОД в промышленном парке ЦОД.

 

Дело в том, что 100G QSFP28CWDM4, также известный как QSFP28-100G-IR4 не был одобрен организацией по стандартизации IEEE, воздержался от того, чтобы быть основным приложением в центрах обработки данных 100G. Но он будет частью нишевого рынка в магистральном приложении сверхмасштабного центра обработки данных 100G.

 

8. Одиночные лямбда-трансиверы 100G QSFP28

В отличие от обычных оптических модулей 100G QSFP28, полная серия однолямбда-оптических трансиверов 100G, таких как QSFP28 DR1, FR1,LR1, интегрирует микросхему PAM и преобразует 4-канальный сигнал NRZ 25 Гбит / с на стороне схемы в единую скорость передачи 53 Гбит / с. Другими словами, сигнал PAM100 со скоростью передачи 4 Гбит / с через драйвер и модулятор становится одноволновым оптическим сигналом 100 Гбит / с, а затем передает его по оптическому каналу. Затем этот сигнал распространяется с использованием одной длины волны (обычно 1310 нм). С его одной полосой PAM100 4 Гбит / с для модуля требуется только один лазер, которые значительно снизят затраты и в то же время будут совместимы с сетями будущих поколений. 

 

Заключение

На рынке существуют различные интерфейсные технологии для приложений 100G. Оптические трансиверы 100G QSFP28 (Quad Small Form-Factor Pluggable 28) глобально используется iэто интернет sе р в pвездеходы mOBILE oруководители и dата cвходит, поскольку приемопередатчик QSFP28 стал доминирующим форм-фактором 100G. Волоконно-оптические трансиверы, такие как QSFP28 SR4 LR4, ER4 Lite, ZR4, определенные IEEE 802.3ba / 802.3bm и модули CWDM4, указанные в 100G CWDM4 MSA, а также 100G AOC, являются основными средствами передачи данных для центров обработки данных. Вы должны сначала прояснить каждый тип, а затем выбрать тот, который лучше всего соответствует требованиям вашей сети. 

 

Оставьте комментарий

Наверх