QSFP28 100GBASE LR4 vs. CWDM4 vs. PSM4 Single-Mode-DCI-Lösungen
Autor Moore
Datum 05/30/2025
Unter der Welle der durch 5G angetriebenen Revolution der optischen Kommunikation werden optische 100G-Module zum Kernmotor der Data Center Interconnect (DCI). Angesichts einer Vielzahl von QSFP28-Lösungen - von SR4 für kurze Distanzen, CWDM4/PSM4 für mittlere Distanzen bis hin zu LR4/ER4 für lange Distanzen - sind die drei Mainstream-Technologien im Singlemode-Bereich, CWDM4, LR4 und PSM4, mit ihren Übertragungskapazitäten von 500m bis 10km zu Schlüsseloptionen für die DCI-Bereitstellung geworden. Es gibt jedoch wesentliche Unterschiede zwischen den dreien: PSM4: kostengünstige Übertragung über 500m durch 4 parallele Glasfasern. CWDM4: Durchbricht die Mittelstreckenbegrenzung von 2km mit grober Wellenlängenmultiplextechnik. LR4: Bewältigt 10km-Metro-Links mit präziser LAN-WDM-Technologie
Wie wählen Sie die beste Lösung aus? Dieser Artikel analysiert eingehend die drei Entscheidungsdimensionen Übertragungsdistanz, Glasfaserarchitektur und Stromverbrauchskosten, um Ihnen zu helfen, die Anforderungen von 100G-Rechenzentrumsszenarien präzise zu erfüllen.
Übersichten über 100G LR4 und CWDM4 und PSM4
Was ist 100G QSFP28 LR4 Optik?
LR4 steht für 4-Kanal-Long-Reach. QSFP28 LR4 100G Transceiver-Designs für Langstrecken-Übertragungsdistanzen in optischen 100G-Verbindungen. Die Reichweite von 100G LR4 kann über G.652-Singlemode-Faser mit Duplex-LC-Steckverbindern bis zu 10 Kilometer betragen. Es entspricht dem Standard IEEE 802.3 100GBASE-LR4.
Was ist 100G QSFP28 CWDM4 Optik?
CWDM4 ist die Abkürzung für Coarse Wavelength Division Multiplexing 4-lane. Nicht so weit wie die Übertragungsdistanz von QSFP28 LR4, 100G CWDM4 erreicht eine Entfernung von etwa 2 Kilometern über G.652-Singlemode-Glasfaser mit Duplex-LC-Steckverbindern, weder zu lang noch zu kurz. Es nutzt WDM-Technologie, die das Multiplexen und Demultiplexen von 4 Wellenlängen von 25G-Signalen innerhalb des Geräts ermöglicht. Es ist konform mit 100GBASE-CWDM4 MSA.
Was ist 100G QSFP28 PSM4 Optik?
PSM4 bedeutet Parallel Single Mode Quad. Das 100G QSFP28 PSM4 kann über Singlemode-Faser mit MTP/MPO-12-Steckverbindern eine Entfernung von etwa 500 Metern erreichen. Die 12 bedeutet, dass 100GE-Signale über 12-faserige Parallelfaser übertragen werden. Die Übertragungsdistanz ist unter diesen drei Transceivern die kürzeste, aber sie ist immer noch länger als die 100m-Übertragungsdistanz von QSFP SR4. Er entspricht dem 100GBASE-PSM4 MSA.
100G CWDM4 vs LR4 vs PSM4 Spezifikationsvergleich
100G LR4-Spezifikation vs. 100G CWDM4-Spezifikation vs. 100G PSM4-Spezifikation
Gemeinsame Merkmale von QSFP28 LR4, QSFP28 CWDM4 und QSFP28 PSM4
Unterstützt 100G Ethernet-Konnektivität
Erstens unterstützen QSFP28 LR4, QSF28 CWDM4 und QSFP28 PSM4 alle die 100GBase-Ethernet-Rate. Sie können in verschiedenen 100-Gigabit-Ethernet-Verbindungssituationen eingesetzt werden, wie etwa in Rechenzentren, großen Cloud-Netzwerken, Hochleistungsrechnernetzwerken, Enterprise-Cores und Distribution Layers.
Funktionen mit QSFP28-Formfaktor
Zweitens verfügen sie über den QSFP28-Formfaktor (Quad Small Form-Factor Pluggable), der der kompakteste und am weitesten verbreitete Formfaktor für 100G Ethernet ist. Die Entwicklung des 100G-Formfaktors hat sich von CFP über CFP2 und CFP4 bis hin zu QSFP28 vollzogen. Die Größe von CFP4 beträgt nur ein Viertel von CFP. QSFP28 ist jedoch noch kleiner als CFP4. Folglich bietet QSFP28 einen erheblichen Vorteil durch eine höhere Portdichte. Neben der hohen Dichte zeichnet sich QSFP28 auch durch einen geringeren Stromverbrauch als die zuvor verfügbaren CFP-Formfaktoren aus. Die Unterschiede zwischen QSFP28, CFP, CFP2 und CFP4 sind in der folgenden Tabelle dargestellt.
CFP vs CFP2 vs CFP4 vs QSFP28 Formfaktor
Betrieb über Singlemode-Faser
Drittens nutzen 100G QSFP28 LR4, CWDM4 und PSM4 alle Singlemode-Fasern, um Entfernungen von 10km, 2km bzw. 500m zu erreichen.
Besondere Merkmale von 100G CWDM4 vs. 100G LR4 vs. 100G PSM4
Die Einführung von 100G CWDM4 und PSM4 schloss die Lücken bei den Verbindungsdistanzen zwischen QSFP 100G SR4 und LR4. Was sind die Unterschiede zwischen CWDM4 vs LR4 vs PAM4? Der folgende Beitrag informiert darüber.
CWDM4 vs LR4 vs PSM4: Vergleich der Übertragungsdistanz
Der bedeutendste Unterschied zwischen CWDM4 LR4 und PSM4 ist die unterstützte Link-Distanz. Obwohl alle drei Transceiver 100G-Datenverbindungen über Singlemode-Faser unterstützen, unterscheiden sich die Übertragungsdistanzen: 100G CWDM4 erreicht 2km, 100G PAM4 erreicht 500m und 100G LR4 erreicht 10km. Obwohl die Übertragungsdistanz von PSM4 und CWDM4 nicht so groß ist wie die von LR4, bieten sie eine unverzichtbare und kosteneffiziente Wahl für 100G-Anwendungen mit kurzer bis mittlerer Reichweite.
CWDM4 vs LR4 vs PSM4: Vergleich der Anwendungsszenarien
PSM4 wird hauptsächlich für die Rechenzentrumsverbindung innerhalb von 500 Metern verwendet, insbesondere für Verbindungen innerhalb eines Racks und zwischen Racks. CWDM4-Module eignen sich besonders für Verbindungen innerhalb von 2 Kilometern, beispielsweise Verbindungen zwischen verschiedenen Gebäuden auf einem Campus. LR4 eignet sich für Metro-Netzwerkverbindungen bis zu 10 Kilometern und für die Langstreckenverbindung zwischen Rechenzentren.
CWDM4 vs LR4 vs PSM4: Funktionsprinzip und Vergleich optischer Komponenten
100G CWDM4 entspricht CWDM4 MSA, das das Blockdiagramm, die Spezifikationen und die optischen Parameter des Transceivers definiert. Der 100G-CWDM4-Transceiver verfügt über vier optische Sender, vier optische Empfänger, einen Wellenlängenmultiplexer und einen Demultiplexer. Er verwendet vierkanalige Mittenwellenlängen von 1271nm, 1291nm, 1311nm und 1331nm, um 100G optische Kommunikation zu realisieren, wobei jede eine Datenrate von 25G überträgt. Basierend auf WDM-Technologie ermöglicht das CWDM4-Modul das Multiplexen der vierkanaligen Wellenlängen auf eine einzelne Singlemode-Faser. Das Funktionsdiagramm ist unten dargestellt.
QSFP28 100G CWDM4 Arbeitsdiagramm
Das Funktionsprinzip von 100G LR4 ähnelt dem von CWDM4; es verwendet ebenfalls WDM-Technologie. Der Unterschied besteht darin, dass LR4 die vier Wellenlängenkanäle von 1295nm, 1300nm, 1304nm und 1309nm nutzt. Da QSFP28 100G außerdem über eine lange Übertragungsstrecke von bis zu 10km betrieben wird, verwendet es im Allgemeinen einen EML-Laser, während 100G CWDM4 einen DML-Laser verwendet. Da ein EML-Laser teurer ist als ein DML-Laser, ergeben sich daraus die folgenden Preisunterschiede zwischen den beiden Transceivern.
QSFP28 100G LR4 Arbeitsdiagramm
Im Unterschied zu CWDM4, das WDM-Technologie einsetzt, um vier Signalkanäle mit unterschiedlichen Wellenlängen auf eine einzelne Singlemode-Faser zu multiplexen, überträgt 100G PSM4 ein 100G-Signal über vier parallele Kanäle einer 1310nm-Verbindung ohne Multiplexing und Demultiplexing. Jeder Kanal unterstützt eine Datenrate von 25Gbps. Das Funktionsdiagramm von 100G PSM4 ist unten dargestellt.
QSFP28 100G PSM4 Arbeitsdiagramm
CWDM4 vs LR4 vs PSM4: Preisvergleich
Typischerweise ist der Preis von CWDM4 am niedrigsten, und LR4 ist am teuersten. LR4 erfordert anspruchsvollere LAN-WDM-Laser (Wellenlängenabstand beträgt nur 4.5nm), TEC (thermoelektrischer Kühler) zur Temperaturregelung sowie komplexere optische Multiplexing-/Demultiplexing-Geräte. Im Gegensatz dazu verwendet PSM4 ein einfacheres DFB-Laserarray und erfordert keine Wellenlängenregelung oder komplexe Multiplexing-Geräte. Dies lässt sich anhand der unten aufgeführten Listenpreise der drei führenden 3rd-party-Optikhersteller auf dem Markt bestätigen.
CWDM4 vs LR4 vs PSM4: Preis von QSFPTEK, FS, Fibermall
CWDM4 vs LR4 vs PSM4: FEC-Funktion
Da die Link-Budgets von CWDM4 und PSM4 relativ niedrig sind, erfordern sie die Anwendung von FEC (Forward Error Correction), um einen zuverlässigen Systembetrieb sicherzustellen. LR4 verwendet aufgrund seines hohen Link-Budgets (etwa 10 dB) und der Konformität mit IEEE 802.3 100GBASE-LR4 kein FEC.
100G PSM4 vs. 100G LR4 und CWDM4: Kabellösung
Mit welchem Kabel funktioniert PSM4? In der Ausführung mit einem MTP/MPO-Stecker funktioniert der PSM4-Transceiver mit MTP-zu-MTP-Singlemode-Glasfaser oder MTP-zu-4-LC-Singlemode-Glasfaser, um vier 25G-LR-Transceiver in einer 4x25G-Konnektivitätsverbindung anzuschließen. Was 100G CWDM4 und LR4 betrifft, so arbeiten sie aufgrund der Ausführung mit einem Duplex-LC-Stecker mit Duplex-LC-Singlemode-Glasfaser in 100G-Verbindungen.
PSM4-Kabel vs. LR4/CWDM4-Kabel
Zusammenfassung
Bei der Planung eines 100G-Glasfasernetzes ist die Auswahl von QSFP28-100G-LR4, CWDM4 und PSM4 im Wesentlichen eine dreiseitige Abwägung zwischen Reichweite, Kosten und Glasfaserressourcen:
Entfernungsanforderungen:
▪️ Ultrakurze Distanz (≤500m) → PSM4 (kostengünstig, mehradrige MPO-Verkabelung erforderlich)
▪️ Mittlere Entfernung (500m~2km) → CWDM4 (bestes Preis-Leistungs-Verhältnis, Einsparung von Duplex-LC-Glasfaser)
▪️ Große Entfernung (2~10km) → LR4 (stabile Wellenlänge, zuverlässige Übertragung auf Metropolniveau)
Faserarchitektur:
▪️ Knappe Ressourcen → CWDM4/LR4 (2-Faser LC) wird bevorzugt
▪️ Kurzstrecke mit hoher Dichte → PSM4 (unterstützt 4×25G-Aufteilung)
Kostensensitivität:
▪️ Budgetpriorität → PSM4 (keine WDM-Geräte, etwa 5-8% niedrigerer Preis)
▪️ Investition über große Entfernungen → LR4 (Zahlung eines Technologieaufschlags für eine 10-km-Verbindung)
Die endgültige Entscheidung muss an der tatsächlichen Verbindungslänge und der Glasfaserkabelinfrastruktur ausgerichtet werden, und es muss ein Gleichgewicht zwischen Leistung und TCO (Total Cost of Ownership) gefunden werden - PSM4 tauscht Faserkerne gegen Kosten, CWDM4 tauscht Wellenlängenmultiplexing gegen Distanz, und LR4 tauscht Technologie gegen Reichweite. Zusammen bilden die drei ein goldenes Abdeckungsnetz für optische 100G-QSFP28-Verbindungen.
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