Come fa un transceiver 100G a raggiungere una capacità di trasmissione di 100 Gbps?

Con la domanda dei data center di maggiore velocità di trasmissione e maggiore capacità di larghezza di banda, Ethernet 100G rappresenta ora una quota sempre più alta del mercato. Sempre più data center iniziano a sviluppare la trasmissione dati Ethernet 100G. Secondo il rapporto di IHS Infonetics, attualmente oltre il 50% dei data center beneficia delle eccellenti prestazioni offerte dai transceiver 100G. Sai come un transceiver 100G raggiunge una capacità di trasmissione di 100Gbps? Questo post introdurrà diversi tipi di QSFPTEK transceiver 100G in dettaglio.

Principi di trasmissione dei transceiver 100G

QSFP28 100G SR4

QSFP28 SR4 il modulo ottico è un transceiver full-duplex hot-pluggable, comunemente utilizzato per trasmettere dati Ethernet 100G a breve distanza, e la sua lunghezza d'onda operativa è 850nm. Grazie al design miniaturizzato, le dimensioni del QSFP28 SR4 sono inferiori a quelle del transceiver 100G CFP/CXP. Il consumo energetico del QSFP28 SR4 è solitamente pari o inferiore a 3.5W. Il QSFP28-100G-SR4 è standardizzato da IEEE 802.3ba compliant, standard SFP28 MSA, SFF-8665, SFF-8636, RoHS, CPRI ed eCPRI. Il principio di funzionamento consiste nel trasmettere o ricevere dati da quattro canali indipendenti. Pertanto, la velocità dati singola dei quattro canali è di 25Gbps, aggregata in una velocità dati di 100G.

QSFP28 SR4 trasmette segnali ottici paralleli attraverso l'estremità di trasmissione. Utilizza l'array di strati per convertire i segnali elettrici paralleli in ingresso in segnali ottici paralleli. Nel frattempo, poiché i segnali in ingresso sono segnali paralleli, è abbinato alla fibra ribbon multimodale MTP/MPO per la trasmissione parallela. Dopo che i segnali arrivano al terminale ricevente, converte i segnali ottici in segnali elettrici tramite l'array PIN; come per l'estremità di trasmissione, anche questo è un segnale elettrico parallelo. La distanza massima di trasmissione arriva fino a 70 m su fibra OM3 e 100 m su fibra OM4. Il modulo 100GBASE SR4 può essere collegato a un cavo MMF MTP/MPO a 12 fibre fino a 100 m.

Figura 1: principio di funzionamento di QSFP28 SR4

QSFP28 100G PSM4 

Il QSFP28 100G PSM4 28 un modulo transceiver ottico hot-pluggable, caratterizzato da basso consumo energetico e da una funzione di diagnostica digitale integrata. PSM4 MSA standardizza il 100GBASE PSM4.La differenza tra il modulo psm4 e sr4 28 che psm4 funziona a 1310nm. Inoltre, il consumo energetico di psm4 28 inferiore a 3.5w. 28 depolyed per la trasmissione a lunga distanza Singlemode fino a 500m su connettori MTP/MPO a 12 fibre.

Il principio di funzionamento di 100GBASE PSM4 è simile a quello del modulo 100GBASE SR4. Viene trasmesso anch'esso attraverso quattro canali separati. La velocità di trasmissione per singolo canale è di 25Gbps. I segnali elettrici in ingresso vengono convertiti internamente in segnali ottici paralleli tramite l'array Layer. Il segnale ottico parallelo viene convertito in un segnale elettrico parallelo; si differenzia da QSFP28 SR4 in quanto viene utilizzato per fibra monomodale, mentre QSFP28 SR4 è solitamente utilizzato per fibra multimodale.

Figura 2: principio di funzionamento QSFP28 PSM4

100GBASE CWDM4

Il QSFP28 CWDM4 è progettato per la trasmissione dati Ethernet 100G, è pienamente conforme ai protocolli QSFP MSA, CWDM4 MSA e IEEE P802.3bm. Il principio di funzionamento di 100GBASE CWDM4 consiste nel convertire i dati elettrici in ingresso in segnali ottici CWDM, e sono presenti quattro canali indipendenti da 25Gbps multiplexati in un singolo canale da 100Gbps. Nel frattempo, nel terminale ricevente, il QSFP28 CWDM4 de-multiplexa un segnale ottico in ingresso da 100Gb/s in 4 dati elettrici di uscita indipendenti.

Di solito trasmette dati attraverso una fibra monomodale fino a 2km; esistono quattro principali intervalli di lunghezze d'onda, L0: 1271nm(1264.5-1277.5nm), L1: 1291nm(1284.5-1297.5nm), L2: 1311nm(1304.5-1317.5nm), L3: 1331nm(1324.5-1337.5nm), e il suo consumo energetico non supera 3.5W. Utilizza un connettore LC standard del settore per multiplexare e accoppiare quattro segnali ottici da quattro lunghezze d'onda alla fibra monomodale.

Figura 3: principio di funzionamento di QSFP28 CWDM4

100GBASE-LR4

Il QSFP28 LR4 Il transceiver è pienamente conforme a IEEE802.3ba ed è progettato per essere hot-pluggable, full-duplex, con quattro canali di trasmissione interni. È adatto alla trasmissione long-haul Ethernet 100G e la trasmissione massima arriva fino a 10km. L'intervallo di lunghezze d'onda operative va da 1295 a 1310nm.  100GBASE LR4 soddisfa la costante esigenza del calcolo ad alte prestazioni e dei data center su larghissima scala.

Un transceiver 100GBASE LR4 può convertire quattro canali indipendenti di segnali elettrici a 25Gbps in segnali ottici di quattro canali indipendenti. Quindi il modulo QSFP28 LR4 multiplexa il segnale ottico in un singolo canale per una connessione di collegamento ottico 100G. Al terminale ricevente, il modulo converte il segnale ottico in ingresso in un segnale ottico LAN WDM con quattro canali separatamente, quindi convertirà il segnale ottico in quattro canali di uscita di segnale elettrico.

Figura 4: principio di funzionamento di QSFP28 LR4

QSFP28 ER4 

Il 100GBASE ER4 Il ricetrasmettitore ottico è pienamente conforme ai protocolli standard QSFP MSA, IEEE 802.3ba 100GBASE-ER4 Lite e OTU4; il QSFP28 ER4 viene utilizzato per trasmettere il segnale monomodale tramite la tecnologia di multiplazione a divisione di lunghezza d'onda densa. Questo modulo ottico è progettato per cavi in fibra ottica monomodale e la sua lunghezza d'onda operativa è di 1310nm; il consumo energetico massimo del QSFP28 ER4 è di 4.5W. Utilizzando un amplificatore ottico a semiconduttore (SOA) per amplificare il segnale ottico prima che entri nel fotorilevatore PIN, la distanza di trasmissione dell'ER4 è stata notevolmente migliorata; la distanza massima di trasmissione arriva fino a 40km.

La lunghezza d'onda operativa del ricetrasmettitore ottico 100GBASE ER4 è la lunghezza d'onda LAN WDM (1295nm, 1300nm, 1305nm, 1310nm). Il 100GBASE ER4 può multiplexare quattro lunghezze d'onda di segnali ottici; di solito è collegato alla fibra monomodale tramite un connettore LC standard del settore; inoltre, con WDM MUX, i segnali di lunghezza d'onda possono essere aggregati su una fibra SMF per formare una trasmissione di segnale ottico 100G. Per quanto riguarda il ricevitore, l'amplificatore ottico a semiconduttore può aiutare il modulo ad amplificare i segnali prima che un demux WDM li divida in quattro canali indipendenti di trasmissione dati.

Figura 5: Principio di funzionamento QSFP28 ER4

Conclusione

Dopo aver introdotto questi diversi moduli ottici 100G, credo che conosciate già il principio di funzionamento di questi diversi moduli e come raggiungono la velocità di trasmissione 100G. QSFPTEK fornisce vari moduli ottici 100G compatibili. Inoltre, QSFPTEK offre transceiver 100G con fattori di forma QSFP28, abilitando soluzioni di connettività Ethernet 100G convenienti, ad alta densità e a basso consumo per data center, livelli di distribuzione e applicazioni per provider di servizi. Contatta il nostro servizio clienti per un preventivo tramite [email protected].