100G CWDM4 vs. PSM4, was ist der Unterschied?

Mit der rasanten Entwicklung von Rechenzentren ist die von 100G SR4 unterstützte Entfernung zu kurz und die Kosten sind zu hoch. In diesem Fall führte der Markt die 100G-Mitteldistanzlösung ein. Optische 100G PSM4- und 100G CWDM4-Module sind die wichtigsten Vertreter der Mitteldistanzübertragung, haben jedoch unterschiedliche Anwendungen und Vorteile. In diesem Artikel stellen wir den Unterschied zwischen 100G CWDM4 und 100G PSM4  vor, um Ihnen bei der Auswahl des richtigen 100G QSFP28 Transceivers zu helfen.

Überblick über 100G PSM4 und 100G CWDM4

Was ist 100GBASE-PSM4?

Bevor wir das optische 100G PSM4-Modul vorstellen, sollten wir zunächst den 100G PSM4-Standard verstehen. Der 100G PSM4 (Parallel Single-Mode 4)-Standard ist ein Multi-Source Agreement (MSA), das entwickelt wurde, um eine kostengünstige Lösung für die Übertragung von vier 25Gbps-Wellenlängen über Singlemode-Glasfaser zusätzlich zu dem IEEE 100G Ethernet Spezifikation.

Der 100G QSFP28 PSM4-Transceiver entspricht dem 100G PSM4-Standard und verwendet einen parallelen Übertragungsmodus über Singlemode-Glasfaser. Er verfügt über vier parallele Übertragungskanäle, und die Übertragungsrate jedes Kanals beträgt 25Gbps. Der optische PSM4-Transceiver kann eine Signalübertragung über 500 Meter auf Singlemode-Faser mit  1310nm Wellenlänge erreichen. 

QSFP28 100G PSM4 wird häufig in den folgenden typischen Anwendungen eingesetzt:

Rechenzentrumsverbindung: Wird typischerweise verwendet, um Server, Switches und Router innerhalb eines Rechenzentrums zu verbinden und Hochgeschwindigkeitskommunikation mit hoher Bandbreite zu unterstützen.

High-performance Computing: In HPC-Umgebungen, die massive Datenverarbeitung und -analyse erfordern, verbessert die schnelle Datenübertragung des QSFP28 100G PSM4 die Gesamtleistung des Systems.

Storage Area Network (SAN): Wird zur Verbindung von Speichergeräten wie Speicher-Arrays und Festplattenlaufwerken verwendet; die hohe Datenrate und geringe Latenz dieses optischen Moduls gewährleisten eine effiziente Datenspeicherung und -abfrage.

Was ist 100GBASE-CWDM4？

100G CWDM4 QSFP28 ist ein im Jahr 2014 angekündigter Standard, der einen 100G-Übertragungsmodus auf Basis der Singlemode-Technologie des groben Wellenlängenmultiplexens (CWDM) darstellt, und QSFP CWDM4-Module die diesem Standard entsprechen, verwenden Duplex-LC-Steckverbinder und nutzen vier zentrale Wellenlängen von 1271nm, 1291nm, 1311nm und 1331nm für die Übertragung optischer Signale.

Wie funktioniert der QSFP28 CWDM4-Transceiver? Auf der Senderseite wandelt der optische 100G QSFP28 CWDM4-Transceiver zunächst vier elektrische Signale mit einer Übertragungsrate von 25Gbps in vier optische CWDM-Signale um und multiplext sie dann auf einer einzigen Glasfaser für die 100Gbps-Übertragung. Auf der Empfangsseite zerlegt das optische 100G QSFP28 CWDM4-Modul die optischen Eingangssignale zunächst in vier Kanäle optischer CWDM-Signale und wandelt sie dann in vier elektrische Ausgangssignale um. 

Warum benötigen wir 100GBASE-PSM4- und 100GBASE-CWDM4-Transceiver-Module?

Die Vielfalt der 100G-Module ist tatsächlich außergewöhnlich groß, wie etwa 100G SR4, 100G DR, 100G LR4, 100G FR, 100G ER4 und 100G ZR4, die alle durch IEEE-Standards definiert sind. Allerdings sind die Übertragungsdistanzen dieser optischen Module oft entweder zu kurz oder zu lang, um die Anforderungen von Rechenzentrumsanwendungen vollständig zu erfüllen. Zum Beispiel kann 100G DR, wie 100G PSM4, Distanzen von bis zu 500 Metern unterstützen, unterstützt jedoch keine 100G-zu-4x25G-Anwendungen und verbraucht mehr Strom. 

Manche fragen sich vielleicht: Ein optischer 100G QSFP28 LR4-Transceiver kann 10 Kilometer übertragen, was den Übertragungsbereich eines optischen 100G QSFP28 CWDM4-Moduls abdeckt. Warum also nicht direkt ein optisches 100G QSFP28 LR4-Modul verwenden, statt ein optisches 100G QSFP28 CWDM4-Modul zu wählen? Das liegt daran, dass der Stromverbrauch und die Laserkosten eines optischen 100G QSFP28 LR4-Moduls höher sind als die eines optischen 100G QSFP28 CWDM4-Moduls. Daher ist es im Übertragungsbereich von 2 Kilometern im Vergleich zum optischen 100G QSFP28 LR4-Modul wirtschaftlicher, ein optisches 100G QSFP28 CWDM4-Modul zu wählen.

Insgesamt ergibt sich die Nachfrage nach optischen 100GBASE-CWDM4- und 100GBASE-PSM4-Modulen aus dem Bedarf an kostengünstigen und effizienten Lösungen für die Übertragung über mittlere Entfernungen in modernen Rechenzentren.

PSM4 vs. CWDM4 QSFP28-Module: Gemeinsamkeiten, die Sie kennen sollten

Protokoll

Sowohl 100GBASE-PSM4- als auch 100GBASE-CWDM4-Module werden durch MSA definiert.

Medientyp

Sowohl 100GBASE-PSM4- als auch 100GBASE-CWDM4-Transceiver verwenden Singlemode-Faser für die 100G-Datenübertragung.

Lane-Anzahl

100GBASE-PSM4 und 100GBASE-CWDM4 erreichen bis zu 100 Gbit/s über 4 Lanes.

100G PSM4 vs. 100G CWDM4 Optical Transceiver: Was ist der Unterschied?

Die folgende Tabelle hilft Ihnen, diese beiden 100G QSFP28-Transceiver besser zu verstehen, indem sie ihre Unterschiede bei wichtigen Merkmalen wie Faseranzahl, Steckertyp, Betriebswellenlänge, Technologie, Übertragungsdistanz, Funktionsprinzip und Kosten vergleicht.

Aus dem oben Gesagten lässt sich ableiten, dass sich die Eigenschaften und Anwendungen von 100G CWDM4 und PSM4 unterscheiden; daher sollte die Auswahl anhand des tatsächlichen Bedarfs und der Auslegung der Internet-Distanz bewertet und getroffen werden. Dabei ist das optische QSFP28 PSM4-Modul die ideale Lösung für Übertragungsentfernungen von weniger als 500m. Einerseits kann es für eine direkte 100G-zu-100G-Verbindung verwendet werden. Andererseits kann das optische QSFP28 PSM4-Modul auch eingesetzt werden, um eine Migration von 25G auf 100G über kurze Entfernungen zu erreichen. Aus der Perspektive des Vergleichs mit dem optischen PSM4-Modul sind jedoch nicht nur der niedrigere Preis, sondern auch die längere Übertragungsdistanz Vorteile des optischen CWDM4-Moduls deutlicher erkennbar; aus heutiger Sicht ist 100G CWDM4 zudem die erste Wahl der meisten Anwender.

Fazit 

Zusammenfassend bieten sowohl optische 100G-PSM4- als auch 100G-CWDM4-Module effektive Lösungen für die 100G-Ethernet-Übertragung über mittlere Entfernungen in Rechenzentren. Sowohl 100GBASE-CWDM4 als auch 100GBASE-PSM4 eignen sich auch für hochdichte Verkabelung, die von den meisten Rechenzentren bevorzugt wird. Sie unterscheiden sich jedoch auch in Preis und Anwendung. Daher können Sie entsprechend Ihren tatsächlichen Netzwerkanforderungen eine geeignete Wahl treffen.