Soluzioni DCI monomodali QSFP28 100GBASE LR4 vs CWDM4 vs PSM4
Autore Moore
Data 05/30/2025
Sotto l'onda della rivoluzione della comunicazione ottica guidata dal 5G, i moduli ottici 100G stanno diventando il motore principale dell'interconnessione dei data center (DCI). Di fronte a una varietà di soluzioni QSFP28 - dalle SR4 a breve distanza, CWDM4/PSM4 a media distanza fino alle LR4/ER4 a lunga distanza, le tre tecnologie mainstream nel campo monomodale, CWDM4, LR4 e PSM4, sono diventate opzioni chiave per l'implementazione DCI grazie alle loro capacità di trasmissione da 500m~10km. Tuttavia, esistono differenze sostanziali tra le tre: PSM4: trasmissione a basso costo a 500m tramite 4 fibre ottiche parallele. CWDM4: superamento del collo di bottiglia della media distanza di 2km con multiplexing a divisione di lunghezza d'onda grossolana. LR4: conquista dei collegamenti metropolitani da 10km con tecnologia LAN-WDM di precisione
Come scegliere la soluzione migliore? Questo articolo analizzerà in profondità le tre dimensioni decisionali della distanza di trasmissione, dell'architettura in fibra ottica e del costo del consumo energetico per aiutarti ad abbinare accuratamente le esigenze degli scenari dei data center 100G.
Panoramiche di 100G LR4 e CWDM4 e PSM4
Che cos'è l'ottica 100G QSFP28 LR4?
LR4 sta per lunga portata a 4 canali. QSFP28 LR4 100G progetti di ricetrasmettitori per distanze di trasmissione a lungo raggio nell'interconnessione ottica 100G. La distanza di 100G LR4 può arrivare fino a 10 chilometri su fibra monomodale G.652 con connettori LC duplex. È conforme allo standard IEEE 802.3 100GBASE-LR4.
Che cos'è l'ottica 100G QSFP28 CWDM4?
CWDM4 è l'abbreviazione di Coarse Wavelength Division Multiplexing 4-lane. Non arriva alla distanza di trasmissione di QSFP28 LR4, 100G CWDM4 raggiunge una distanza di circa 2 chilometri su fibra monomodale G.652 con connettori LC duplex, né troppo lunga né troppo corta. Adotta la tecnologia WDM, che consente il multiplexing e il demultiplexing di 4 lunghezze d'onda di segnali 25G all'interno del dispositivo. È conforme a 100GBASE-CWDM4 MSA.
Che cosa sono le ottiche 100G QSFP28 PSM4?
PSM4 significa Parallel Single Mode Quad. Il 100G QSFP28 PSM4 può raggiungere una distanza di circa 500 metri su fibra monomodale utilizzando connettori MTP/MPO-12. Il 12 significa che i segnali 100GE sono trasportati su fibra parallela a 12 fibre. La distanza di trasmissione è la più breve tra questi tre transceiver, ma è comunque superiore alla distanza di trasmissione di 100 m di QSFP SR4. È conforme allo standard 100GBASE-PSM4 MSA.
Confronto delle specifiche 100G CWDM4 vs LR4 vs PSM4
Specifica 100G LR4 vs specifica 100G CWDM4 vs specifica 100G PSM4
Caratteristiche comuni di QSFP28 LR4, QSFP28 CWDM4 e QSFP28 PSM4
Supporta la connettività Ethernet 100G
Innanzitutto, QSFP28 LR4, QSF28 CWDM4 e QSFP28 PSM4 supportano tutti la velocità Ethernet 100GBase. Possono essere applicati in varie situazioni di connettività 100 Gigabit Ethernet, come data center, reti cloud su larga scala, reti di calcolo ad alte prestazioni, core aziendali e livelli di distribuzione.
Caratteristiche con fattore di forma QSFP28
In secondo luogo, presentano il formato QSFP28 (Quad Small Form-Factor Pluggable), che è il formato più compatto e ampiamente utilizzato per Ethernet 100G. Lo sviluppo del formato 100G è passato da CFP, CFP2, CFP4 a QSFP28. Le dimensioni di CFP4 sono solo un quarto di quelle di CFP. Tuttavia, QSFP28 è ancora più piccolo di CFP4. Di conseguenza, QSFP28 offre un vantaggio significativo in termini di maggiore densità di porte. Oltre all'alta densità, QSFP28 presenta anche un consumo energetico inferiore rispetto ai formati CFP precedentemente disponibili. Le differenze tra QSFP28, CFP, CFP2 e CFP4 sono mostrate nella tabella seguente.
Fattore di forma CFP vs CFP2 vs CFP4 vs QSFP28
Funziona su fibra monomodale
In terzo luogo, 100G QSFP28 LR4, CWDM4 e PSM4 utilizzano tutti fibra monomodale per raggiungere distanze rispettivamente di 10km, 2km e 500m.
Caratteristiche distintive di 100G CWDM4 vs 100G LR4 vs 100G PSM4
L'arrivo di 100G CWDM4 e PSM4 ha colmato le lacune nelle distanze di collegamento tra QSFP 100G SR4 e LR4. Quali sono le differenze tra CWDM4 vs LR4 vs PAM4? Il post seguente ve lo spiegherà.
CWDM4 vs LR4 vs PSM4: confronto della distanza di trasmissione
La differenza più significativa tra CWDM4 LR4 e PSM4 è la distanza di collegamento supportata. Sebbene tutti e tre i transceiver supportino collegamenti dati 100G su fibra monomodale, le distanze di trasmissione differiscono: 100G CWDM4 raggiunge 2km, 100G PAM4 raggiunge 500m e 100G LR4 raggiunge 10km. Sebbene la distanza di trasmissione di PSM4 e CWDM4 non sia pari a quella di LR4, offrono una scelta indispensabile e conveniente per applicazioni 100G a corto e medio raggio.
CWDM4 vs LR4 vs PSM4: Confronto degli scenari applicativi
PSM4 viene utilizzato principalmente per l'interconnessione dei data center entro 500 metri, in particolare per le connessioni intra-rack e inter-rack. I moduli CWDM4 sono particolarmente adatti per connessioni entro 2 chilometri, come le connessioni tra diversi edifici in un campus. LR4 è adatto per connessioni di rete metropolitana fino a 10 chilometri e per l'interconnessione a lunga distanza tra data center.
CWDM4 vs LR4 vs PSM4: confronto tra il principio di funzionamento e i componenti ottici
100G CWDM4 è conforme a CWDM4 MSA, che definisce lo schema a blocchi, le specifiche e i parametri ottici del transceiver. Il transceiver 100G CWDM4 è dotato di quattro trasmettitori ottici, quattro ricevitori ottici, un multiplexer a divisione di lunghezza d'onda e un demultiplexer. Utilizza lunghezze d'onda centrali a quattro corsie di 1271nm, 1291nm, 1311nm e 1331nm per realizzare la comunicazione ottica 100G, ognuna delle quali trasmette una velocità dati di 25G. Basato sulla tecnologia WDM, il modulo CWDM4 consente il multiplexing delle lunghezze d'onda a quattro corsie su una singola fibra monomodale. Lo schema di funzionamento è mostrato di seguito.
Diagramma di funzionamento QSFP28 100G CWDM4
Il principio di funzionamento di 100G LR4 è simile a CWDM4; adotta anch'esso la tecnologia WDM. La differenza è che LR4 utilizza le quattro lunghezze d'onda di corsia di 1295nm, 1300nm, 1304nm e 1309nm. Inoltre, poiché QSFP28 100G opera su un collegamento di trasmissione lungo fino a 10km, generalmente utilizza un laser EML, mentre 100G CWDM4 utilizza un laser DML. Poiché il laser EML è più costoso del DML, da qui derivano le differenze di prezzo riportate di seguito tra i due transceiver.
Diagramma di funzionamento QSFP28 100G LR4
Diversamente da CWDM4, che adotta la tecnologia WDM per multiplexare quattro corsie di segnali a lunghezze d'onda diverse su una singola fibra monomodale, 100G PSM4 trasporta il segnale 100G su quattro corsie parallele di collegamento a 1310nm senza multiplexing e demultiplexing. Ogni corsia supporta una velocità dati di 25Gbps. Il diagramma operativo di 100G PSM4 è mostrato di seguito.
Schema di funzionamento QSFP28 100G PSM4
CWDM4 vs LR4 vs PSM4: confronto dei prezzi
In genere, il prezzo di CWDM4 è il più economico e LR4 è il più costoso. LR4 richiede laser LAN-WDM più sofisticati (l'intervallo di lunghezza d'onda è di soli 4,5nm), TEC (raffreddatore termoelettrico) per il controllo della temperatura e dispositivi di multiplexing/demultiplexing ottico più complessi. Al contrario, PSM4 utilizza un array di laser DFB più semplice e non richiede controllo della lunghezza d'onda né dispositivi di multiplexing complessi. Ciò può essere confermato dai prezzi di listino dei tre principali produttori di ottiche di terze parti sul mercato, come indicato di seguito.
CWDM4 vs LR4 vs PSM4: prezzi di QSFPTEK, FS, Fibermall
CWDM4 vs LR4 vs PSM4: funzione FEC
Poiché i budget di collegamento di CWDM4 e PSM4 sono relativamente bassi, richiedono l'applicazione di FEC (Forward Error Correction) per garantire un funzionamento affidabile del sistema. LR4 non impiega l'uso di FEC grazie al suo elevato budget di collegamento (circa 10dB) e alla conformità con IEEE 802.3 100GBASE-LR4.
100G PSM4 vs 100G LR4 e CWDM4: soluzione di cablaggio
Con quale cavo funziona PSM4? Poiché è strutturato con un connettore MTP/MPO, il transceiver PSM4 funziona con fibra monomodale MTP-MTP o fibra monomodale MTP-4 LC per collegare quattro transceiver 25G LR in un collegamento di connettività 4x25G. Per quanto riguarda 100G CWDM4 e LR4, poiché sono strutturati con un connettore LC duplex, operano con fibra monomodale LC duplex in collegamenti 100G.
Cavo PSM4 vs cavo LR4/CWDM4
Riepilogo
Quando si pianifica una rete ottica 100G, la scelta tra QSFP28-100G-LR4, CWDM4 e PSM4 è essenzialmente un compromesso triangolare tra distanza, costo e risorse in fibra:
Requisiti di distanza:
▪️ Distanza ultra-breve (≤500m) → PSM4 (basso costo, cablaggio MPO multicore richiesto)
▪️ Distanza media (500m~2km) → CWDM4 (miglior rapporto costo-prestazioni, risparmio di fibra duplex LC)
▪️ Lunga distanza (2~10km) → LR4 (lunghezza d’onda stabile, trasmissione affidabile a livello metropolitano)
Architettura della fibra:
▪️ Risorse limitate → è preferibile CWDM4/LR4 (LC a 2 fibre)
▪️ Alta densità a breve distanza → PSM4 (supporta suddivisione 4×25G)
Sensibilità ai costi:
▪️ Priorità al budget → PSM4 (nessun dispositivo WDM, prezzo inferiore di circa il 5-8%)
▪️ Investimento a lunga distanza → LR4 (pagando un sovrapprezzo tecnologico per un collegamento di 10km)
La decisione finale deve essere basata sulla lunghezza effettiva del collegamento e sull'infrastruttura del cavo ottico, e occorre trovare un equilibrio tra prestazioni e TCO (costo totale di proprietà): PSM4 scambia i core della fibra con il costo, CWDM4 scambia la multiplazione a divisione di lunghezza d'onda con la distanza e LR4 scambia la tecnologia con la portata. Insieme, i tre costruiscono una rete di copertura ideale per l'interconnessione ottica 100G QSFP28.
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