Guía completa de 100GBASE-SR4 y 100GBASE-BiDi SR: comprensión de los transceptores QSFP28 SR

Los módulos transceptores QSFP28 100G están a la vanguardia de la rápida expansión de la computación en la nube y las redes 5G, impulsando la evolución de los centros de datos y creando una mayor demanda de soluciones de interconexión de alto rendimiento. Estos componentes representan una parte significativa de los costos de construcción de redes y son indispensables en centros de datos de todos los tamaños. En instalaciones pequeñas y medianas, más del 90% de los enlaces de fibra están dentro de un rango de 100 metros, mientras que en centros de datos más grandes, más del 70% de los enlaces miden menos de 100 metros, y más del 80% no supera los 125 metros. En consecuencia, el módulo multimodo 100G—particularmente la variante multimodo QSFP28 100G, que admite 100GBASE-SR BD y 100GBASE-SR4—es la opción preferida para estas aplicaciones.

Descripción general de 100GBASE-SR4 y 100GBASE-SR BD

El 100GBASE-SR4 es un módulo transceptor multimodo 100G ampliamente adoptado que utiliza cuatro canales (4x25Gbps) para transmitir y recibir señales ópticas, logrando una velocidad de datos combinada de 100Gbps. Conocido como "SR" por short reach, este módulo está específicamente diseñado para transmisiones de corta distancia, normalmente ofreciendo un alcance de 70 metros sobre OM3 o 100 metros sobre fibra multimodo OM4. En cumplimiento con los estándares IEEE 802.3BA, el 100G QSFP28 SR4 funciona como un transceptor óptico full-duplex conectable en caliente que opera a una longitud de onda central de 850nm. Su popularidad se debe a la provisión de cuatro canales independientes de transmisión y recepción, cada uno compatible con una velocidad de 25Gbps, lo que lo convierte en una solución crítica para la transmisión de datos de alta velocidad y corto alcance en redes Ethernet 100G. La siguiente imagen muestra el principio de funcionamiento del transceptor de módulo óptico 100GBASE-SR4:

El 100GBASE-SR BD es la contraparte bidireccional de 100GBASE-SR, que utiliza dos señales ópticas en direcciones opuestas en la misma fibra multimodo con longitudes de onda de 855nm/908nm. Esta configuración emplea dos carriles de 50Gbps en cada dirección, logrando una tasa de datos agregada de 100Gbps. A diferencia del 100G QSFP28 SR4, que requiere ocho fibras ópticas, el módulo 100G QSFP28 SR BiDi utiliza tecnología WDM. Esto permite que cada puerto LC transmita y reciba simultáneamente señales ópticas de diferentes longitudes de onda en una fibra multimodo. Estas interfaces ópticas bidireccionales VCSEL de doble longitud de onda funcionan con PAM4 a 2 × 50-Gb/s en longitudes de onda de 855nm/908nm. El alcance operativo del módulo se extiende hasta 70 metros con fibra OM3, 100 metros con fibra OM4 y 150 metros con fibra OM5, lo que demuestra su versatilidad en sistemas de fibra multimodo. La siguiente imagen muestra el principio de funcionamiento del 100G QSFP28 SR BiDi transceptor de módulo óptico:

La diferencia entre 100GBASE-SR4 y 100GBASE-BiDi SR

Recuento de fibras

El transceptor 100GBASE-SR4 utiliza 8 fibras, lo que constituye la estructura de cableado de fibra multimodo predominante para Ethernet 100G de corto alcance. Esta configuración requiere cuatro fibras de transmisión y cuatro de recepción, normalmente empleadas en un sistema de cableado MPO/MTP.

En cambio, los transceptores 100GBASE-BiDi SR utilizan solo 2 fibras para la transmisión de datos bidireccional, lo que presenta una solución altamente rentable para las actualizaciones de red 100G. Sin duda, 100GBASE-BiDi requiere la menor cantidad de despliegue de cableado de fibra, lo que lo hace ideal para escenarios en los que la fibra multimodo existente está sobrecargada o resulta difícil volver a desplegar nueva fibra.

Conector

El transceptor 100GBASE-BiDi SR emplea el conector de fibra óptica dúplex LC convencional, conocido por su simplicidad y facilidad de uso.

Los transceptores 100GBASE-SR4 utilizan Conectores de fibra óptica MPO/MTP, requiriendo específicamente un conector MPO/MTP de 8 o 12 fibras.

Longitud de onda

Para 100GBASE-SR4, tanto las señales ópticas de transmisión como las de recepción operan a una longitud de onda de 850nm, de forma coherente con la óptica Ethernet tradicional. En cambio, 100GBASE-BiDi utiliza longitudes de onda distintas para transmitir y recibir señales ópticas dentro de una sola fibra. La longitud de onda típica de transmisión es de 855nm, mientras que la longitud de onda de recepción es de 908nm. En consecuencia, la óptica 100GBASE-BiDi representa una variación de la óptica WDM (multiplexación por división de longitud de onda).

Costo final

El costo total consta de dos partes cruciales: el gasto de transceptores 100G y el cableado de fibra. En consecuencia, el precio final varía según los costos de los diferentes transceptores 100G y del cableado de fibra óptica, y las distintas soluciones de implementación generan costos totales diferentes.

Los transceptores 100GBASE-SR4 ofrecen el precio más económico y representan el factor de forma predominante para los transceptores 100G QSFP28. Son muy adecuados para implementaciones en centros de datos con requisitos de corto alcance y consideraciones de coste. Sin embargo, es importante tener en cuenta que las ópticas 100GBASE-SR4 requieren 8 cables de fibra, lo que dificulta la implementación en distancias algo más largas. Esta opción se recomienda cuando hay abundantes recursos de fibra disponibles y la distancia de implementación se mantiene dentro de límites manejables.

En cambio, 100GBASE-BiDi ofrece una solución Ethernet 100G versátil y rentable, que requiere solo dos cables de fibra para corto alcance y se integra fácilmente en las infraestructuras existentes. A pesar del precio más alto de los transceptores 100GBASE-BiDi SR en comparación con 100GBASE-SR4, esta opción es óptima para actualizaciones de red cuando la infraestructura existente está bajo presión.

En resumen, considerando los recursos de fibra y los costos de cableado, el cableado 100GBASE-SR BD demanda solo 1/4 de los recursos de fibra requeridos por 100GBASE-SR4, lo que genera ahorros significativos en gastos de capital. Sin embargo, el mayor costo de los módulos 100GBASE-SR BD compensa estos ahorros. Por lo tanto, al evaluar el costo total del módulo óptico + fibra, elegir 100GBASE-SR BD puede no resultar necesariamente en costos más bajos que usar 100GBASE-SR4.

Construcción del cableado de centros de datos con 100G QSFP28 BiDi SR1.2

El aumento de las cargas de trabajo de misión crítica, como la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático, intensifica las demandas de computación y tráfico en las estructuras de los centros de datos. Esto requiere una transición a conexiones más densas y rápidas dentro de las crestas y los backbones de los centros de datos, y entre los switches superiores de cresta/rack y los servidores. La actualización de 10G a 40G o 100G tradicionalmente implica convertir el cableado dúplex LC a cableado MPO, lo que genera mayores costos operativos. Simplificar el cableado y reducir el gasto de capital puede lograrse utilizando la solución BiDi, ejemplificada por el módulo óptico 100G QSFP28 BiDi SR1.2.

Similar a su módulo 40G SR BD, el 100G QSFP28 BiDi SR1.2 permite a los operadores de centros de datos reutilizar su infraestructura de fibra LC dúplex existente al actualizar de 10G SR o 40G BiDi a 100G. Esto facilita una actualización flexible y paso a paso de los dispositivos de red dentro del centro de datos.

El 100G QSFP28 BiDi SR1.2 es un módulo óptico BiDi Quad Small Form-factor Pluggable (QSFP28), compatible con 100Gbps y conforme a los estándares IEEE802.3bm 100GBASE-SR4. Al emplear fibra óptica multimodo LC dúplex de doble núcleo, el módulo utiliza modulación NRZ 4×25G en el extremo eléctrico, convirtiéndola en modulación PAM4 de 2x50Gbps en el extremo óptico. Esto da como resultado un ancho de banda total de 100Gb, con tecnología PAM4 que admite la transmisión de señales a tasas de datos de 50Gb y tasas de 25Gbaudios.

Arquitectura spine-leaf de 400G a 100G

Implementar 400Gbps SR4.2 en la capa spine, el backbone de red, facilita la conexión al nodo leaf mediante un modelo breakout. Alternativamente, utilizar QSFP-100G-SR1.2 BiDi tanto en los nodos spine como leaf ofrece una opción para actualizar los nodos spine a 400G, satisfaciendo las crecientes demandas de ancho de banda.

Conectividad de switch a servidor

Aprovechando la flexibilidad de los transceptores conectables frente a los cables preensamblados, los operadores pueden optar por QSFP-100G-SR1.2 BiDi para la conectividad top-of-rack a servidores o desplegar 400G en top-of-rack (TOR) y conectar downstream a los servidores usando 1 x QDD-400G-SR4.2 a 4 x QSFP-100G-SR1.2 en un modelo breakout.

Conclusión

En conclusión, la elección entre 100GBASE-SR BD y 100GBASE-SR4 depende de factores como el costo y las consideraciones de infraestructura. A pesar del mayor costo general de aplicación de 100GBASE-SR BD, a menudo se prefiere debido a su capacidad para actualizar sin problemas desde redes 10G/25G, utilizando la infraestructura existente de fibra multimodo dúplex LC. Las ventajas de 100GBASE-SR BiDi, incluidas la reducción de costos, las actualizaciones fluidas y la preparación para redes futuras, lo convierten en una opción estratégica. Por el contrario, el atractivo de 100GBASE-SR4 reside en su capacidad para conectar un único puerto 100G con hasta cuatro puertos 25G, y en su menor precio total, satisfaciendo requisitos de red específicos y restricciones presupuestarias. QSFPTEK puede proporcionar transceptores de fibra óptica 100GBASE-SR BD y 100GBASE-SR4 de buena calidad y con una garantía de 5 años. Le invitamos a contactarnos a través de [email protected]