¿Qué es QSFP28 100G CWDM4 y cómo lo aplica el centro de datos de Facebook?

El módulo QSFP28 100G CWDM4 está diseñado para su uso en rendimiento Ethernet 100GBASE de hasta 2km sobre fibra monomodo (SMF). Este artículo se centrará en el principio de funcionamiento, la especificación y un caso de aplicación en un centro de datos de Facebook para que tenga una comprensión completa del transceptor óptico QSFP28 100G CWDM4.

Qué es QSFP28 100G CWDM4 y cómo funciona

El Transceptor QSFP28 100G CWDM4 está diseñado para su uso en enlaces 100 Gigabit Ethernet (GbE) de hasta 2km sobre fibra monomodo dúplex (SMF). La señal 100 Gigabit Ethernet se transporta en cuatro longitudes de onda. La multiplexación y demultiplexación de las cuatro longitudes de onda se gestionan dentro del dispositivo.

El módulo 100G CWDM4 adopta la tecnología CWDM MUX/DEMUX con cuatro longitudes de onda centrales de los carriles en 1271, 1291, 1311 y 1331nm. En el lado de transmisión, el módulo 100G CWDM4 convierte 4 canales de entrada eléctrica en 4 carriles con señal óptica y los multiplexa en un único canal de transmisión óptica de 100Gbps; a la inversa, el módulo demultiplexa ópticamente la entrada de 100Gbps en señales de 4 carriles y las convierte en 4 carriles de datos eléctricos en el lado del receptor.

Figura 1: Principio de funcionamiento del módulo QSFP28 CWDM4 100G

QSFPTEK QSFP28 100G CWDM4 Especificación

Tabla 1 - Especificaciones de QSFPTEK QSFP28 CWDM4 100G

Análisis de caso: ¿cómo se aplica QSFP28 100G CWDM4 en el centro de datos de Facebook?

Para aumentar el ancho de banda de interconexión de switches de los centros de datos a 100G, Facebook elige 100G CWDM4 QSFP28 para habilitar 100G sobre fibra monomodo dúplex (SMF) como una forma rentable de realizar implementaciones a gran escala en centros de datos 100G.

Para permitir menores costos y tener en cuenta el entorno real del centro de datos, Facebook ha flexibilizado varias especificaciones, incluidas las siguientes:

1. Reducir la temperatura operativa de la carcasa de 0-70 ˚ C a 15-55 ˚ C;

2. Al reducir los requisitos de distancia de 2km a 500m, sobre esa base, el presupuesto de pérdida del enlace se redujo de 5dB a 3.5dB.

La especificación menos restrictiva garantiza que los transceptores ópticos sean interoperables con la versión estándar MSA de la especificación en distancias inferiores a 500 meters.

Tabla 2 - Especificación CWDM4 MSA frente a especificación relajada FB

Para garantizar que los transceptores funcionaran de manera fiable una vez instalados, Facebook realizó pruebas a nivel de componente y de sistema.

Las pruebas a nivel de componente se realizaron a 25.78Gb/s por canal para caracterizar el rendimiento tanto del transmisor (potencia óptica media, relación de extinción, jitter, OMA, etc.) como del receptor (sensibilidad) a diferentes temperaturas y diferentes longitudes de fibra como se muestra en la fig. 2 y la fig. 3.

Fig. 2 - Datos de validación del diagrama de ojo del componente QSFP28 CWDM4 100G

Fig. 3 - Datos de validación de OMA del componente QSFP28 CWDM4 100G

Después de las pruebas de componentes, se realizaron las pruebas de tráfico a nivel de sistema en sus plataformas de conmutadores. La Fig. 4 muestra tráfico Ethernet de 100Gbps pasando por 32 puertos CWDM4 concatenados sin pérdida de paquetes. 

Fig. 4 - Estructura de prueba a nivel de sistema QSFP28 CWDM4 100G

Conclusión del caso

Este caso de Facebook demuestra que 100G CWDM4 es una tecnología eficaz para aumentar el ancho de banda de interconexión de switches de los centros de datos. Facebook presenta una forma de flexibilizar las especificaciones de rendimiento de los transceptores (temperatura, alcance) para cumplir nuestros requisitos operativos de centro de datos. Esta solución tecnológica 10G CWDM4 sirve como referencia y puede implementarse a escala para admitir nuestro tráfico real de aplicaciones de producción en todos nuestros centros de datos.

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