QSFP28 100GBASE LR4 vs CWDM4 vs PSM4 단일 모드 DCI 솔루션

5G가 주도하는 광통신 혁명의 물결 속에서 100G 광 모듈은 데이터 센터 상호 연결(DCI)의 핵심 엔진이 되고 있습니다. 단거리 SR4, 중거리 CWDM4/PSM4부터 장거리 LR4/ER4까지 다양한 QSFP28 솔루션에 직면한 가운데, 단일 모드 분야의 세 가지 주류 기술인 CWDM4, LR4, PSM4는 500m~10km 전송 성능을 바탕으로 DCI 구축의 핵심 옵션이 되었습니다. 그러나 세 가지 사이에는 본질적인 차이가 있습니다: PSM4: 4개의 병렬 광섬유를 통한 500m 저비용 전송. CWDM4: 조밀하지 않은 파장 분할 다중화로 2km 중거리 병목을 돌파. LR4: 정밀 LAN-WDM 기술로 10km 메트로 링크를 구현

최적의 솔루션을 선택하는 방법은 무엇일까요? 이 글에서는 전송 거리, 광섬유 아키텍처, 전력 소비 비용이라는 세 가지 의사 결정 차원을 심층 분석하여 100G 데이터 센터 시나리오의 요구 사항에 정확하게 맞출 수 있도록 도와드립니다.

100G LR4, CWDM4 및 PSM4 개요

100G QSFP28 LR4 Optics란 무엇입니까?

LR4는 4채널 장거리 전송을 의미합니다. QSFP28 LR4 100G 100G 광 상호 연결에서 장거리 전송 거리를 위한 트랜시버 설계. 100G LR4의 거리는 듀플렉스 LC 커넥터가 있는 G.652 단일 모드 광섬유를 통해 최대 10킬로미터까지 도달할 수 있습니다. 이는 IEEE 802.3 100GBASE-LR4 표준을 준수합니다.

100G QSFP28 CWDM4 광 모듈이란 무엇입니까?

CWDM4는 Coarse Wavelength Division Multiplexing 4-lane의 약어입니다. QSFP28 LR4 전송 거리만큼 길지는 않지만, 100G CWDM4 듀플렉스 LC 커넥터가 있는 G.652 단일모드 광섬유를 통해 약 2킬로미터 거리에 도달하며, 너무 길지도 너무 짧지도 않습니다. 이 장치는 WDM 기술을 채택하여 장치 내에서 25G 신호의 4개 파장을 다중화 및 역다중화할 수 있습니다. 100GBASE-CWDM4 MSA를 준수합니다.

100G QSFP28 PSM4 Optics란 무엇입니까?

PSM4는 Parallel Single Mode Quad를 의미합니다. The 100G QSFP28 PSM4 MTP/MPO-12 커넥터를 사용하여 단일 모드 광섬유에서 약 500미터 거리까지 도달할 수 있습니다. 12는 100GE 신호가 12심 병렬 광섬유를 통해 전달됨을 의미합니다. 전송 거리는 이 세 가지 트랜시버 중 가장 짧지만, QSFP SR4의 100m 전송 거리보다는 여전히 깁니다. 100GBASE-PSM4 MSA를 준수합니다.

100G CWDM4 vs LR4 vs PSM4 사양 비교

100G LR4 사양 vs 100G CWDM4 사양 vs 100G PSM4 사양

QSFP28 LR4, QSFP28 CWDM4 및 QSFP28 PSM4의 공통 특징

100G Ethernet 연결 지원

먼저, QSFP28 LR4, QSF28 CWDM4 및 QSFP28 PSM4는 모두 100GBase Ethernet 속도를 지원합니다. 이들은 데이터 센터, 대규모 클라우드 네트워크, 고성능 컴퓨팅 네트워크, 엔터프라이즈 코어 및 분산 계층과 같은 다양한 100 Gigabit Ethernet 연결 상황에 적용될 수 있습니다. 

QSFP28 폼 팩터의 특징

둘째, QSFP28(Quad Small Form-Factor Pluggable) 폼 팩터를 특징으로 하며, 이는 100G Ethernet에서 가장 소형이고 널리 사용되는 폼 팩터입니다. 100G 폼 팩터의 발전은 CFP, CFP2, CFP4에서 QSFP28까지 이어져 왔습니다. CFP4의 크기는 CFP의 4분의 1에 불과합니다. 그러나 QSFP28은 CFP4보다도 더 작습니다. 따라서 QSFP28은 더 높은 포트 밀도라는 중요한 장점을 제공합니다. 높은 밀도 외에도 QSFP28은 이전에 사용 가능했던 CFP 폼 팩터보다 전력 소비가 낮다는 특징도 있습니다. QSFP28, CFP, CFP2, CFP4 간의 차이는 아래 표에 나와 있습니다.

CFP vs CFP2 vs CFP4 vs QSFP28 폼 팩터

싱글모드 광섬유에서 작동

셋째, 100G QSFP28 LR4, CWDM4, PSM4는 모두 단일 모드 광섬유를 사용하여 각각 10km, 2km, 500m의 거리를 구현합니다.

100G CWDM4 vs 100G LR4 vs 100G PSM4의 뚜렷한 특징

100G CWDM4와 PSM4의 등장은 QSFP 100G SR4와 LR4 사이의 링크 거리 격차를 메웠습니다. CWDM4 vs LR4 vs PAM4의 차이점은 무엇일까요? 아래 게시물에서 알려드립니다.

CWDM4 vs LR4 vs PSM4: 전송 거리 비교

CWDM4 LR4와 PSM4의 가장 중요한 차이점은 지원되는 링크 거리입니다. 세 트랜시버 모두 단일 모드 광섬유를 통한 100G 데이터 링크를 지원하지만, 전송 거리는 다릅니다. 100G CWDM4는 2km, 100G PAM4는 500m, 100G LR4는 10km에 도달합니다. PSM4와 CWDM4의 전송 거리는 LR4만큼 길지는 않지만, 100G 단거리에서 중거리 애플리케이션에 필수적이고 비용 효율적인 선택지를 제공합니다.

CWDM4 vs LR4 vs PSM4: 적용 시나리오 비교

PSM4는 주로 500미터 이내의 데이터 센터 상호 연결, 특히 랙 내부 및 랙 간 연결에 사용됩니다. CWDM4 모듈은 캠퍼스 내 서로 다른 건물 간 연결과 같이 2킬로미터 이내의 연결에 특히 적합합니다. LR4는 최대 10킬로미터의 도시권 네트워크 연결 및 데이터 센터 간 장거리 상호 연결에 적합합니다.

CWDM4 대 LR4 대 PSM4: 작동 원리 및 광학 부품 비교 

100G CWDM4는 트랜시버의 블록 다이어그램, 사양 및 광학 매개변수를 정의하는 CWDM4 MSA를 준수합니다. 100G CWDM4 트랜시버는 4개의 광 송신기, 4개의 광 수신기, 파장 분할 멀티플렉서 및 디멀티플렉서를 갖추고 있습니다. 1271nm, 1291nm, 1311nm 및 1331nm의 4레인 중심 파장을 사용하여 100G 광 통신을 구현하며, 각 파장은 25G 데이터 속도로 전송합니다. WDM 기술을 기반으로 하는 CWDM4 모듈은 4레인 파장을 하나의 단일 모드 광섬유로 다중화할 수 있게 합니다. 작동 다이어그램은 아래와 같습니다.

QSFP28 100G CWDM4 작동 다이어그램

100G LR4의 작동 원리는 CWDM4와 유사하며, WDM 기술도 채택합니다. 차이점은 LR4가 1295nm, 1300nm, 1304nm, 1309nm의 4레인 파장을 사용한다는 것입니다. 또한 QSFP28 100G는 최대 10km의 긴 전송 링크 길이에서 작동하므로 일반적으로 EML 레이저를 사용하는 반면, 100G CWDM4는 DML 레이저를 사용합니다. EML 레이저는 DML보다 비용이 더 높기 때문에, 두 트랜시버 간에 아래와 같은 가격 차이가 발생합니다.

QSFP28 100G LR4 작동 다이어그램

네 가지 서로 다른 파장 레인의 신호를 하나의 단일 모드 파이버로 다중화하기 위해 WDM 기술을 채택하는 CWDM4와 달리, 100G PSM4는 다중화 및 역다중화 없이 1310nm 링크의 네 개 병렬 레인을 통해 100G 신호를 전달합니다. 각 레인은 25Gbps 데이터 속도를 지원합니다. 100G PSM4의 작동 다이어그램은 아래와 같습니다.

QSFP28 100G PSM4 작동 다이어그램

CWDM4 vs LR4 vs PSM4: 가격 비교

일반적으로 CWDM4의 가격이 가장 저렴하고 LR4가 가장 비쌉니다. LR4는 더 정교한 LAN-WDM 레이저(파장 간격은 4.5nm에 불과함), 온도 제어를 위한 TEC(열전 냉각기), 더 복잡한 광 멀티플렉싱/디멀티플렉싱 장치가 필요합니다. 반면, PSM4는 더 단순한 DFB 레이저 어레이를 사용하며 파장 제어나 복잡한 멀티플렉싱 장치가 필요하지 않습니다. 아래와 같이 시장의 상위 3개 타사 광학 제조업체의 정가에서 확인할 수 있습니다. 

CWDM4 vs LR4 vs PSM4: QSFPTEK, FS, Fibermall의 가격

CWDM4 vs LR4 vs PSM4: FEC 기능

CWDM4와 PSM4의 링크 버짓은 상대적으로 낮기 때문에 안정적인 시스템 작동을 보장하려면 FEC(Forward Error Correction)를 적용해야 합니다. LR4는 높은 링크 버짓(약 10dB)과 IEEE 802.3 100GBASE-LR4 준수로 인해 FEC를 사용하지 않습니다.

100G PSM4 vs 100G LR4 및 CWDM4: 케이블 솔루션

PSM4는 어떤 케이블과 함께 작동합니까? MTP/MPO 커넥터로 구성되어 있으므로 PSM4 트랜시버는 MTP-MTP 단일 모드 파이버 또는 MTP-4 LC 단일 모드 파이버와 함께 작동하여 4x25G 연결 링크에서 네 개의 25G LR 트랜시버를 연결합니다. 100G CWDM4 및 LR4의 경우, 듀플렉스 LC 커넥터로 구성되어 있으므로 100G 링크에서 듀플렉스 LC 단일 모드 파이버와 함께 작동합니다.

PSM4 Cable 대 LR4/CWDM4 Cable

요약

100G 광 네트워크를 계획할 때 QSFP28-100G-LR4, CWDM4 및 PSM4의 선택은 본질적으로 거리, 비용, 광섬유 자원 간의 삼각 트레이드오프입니다:

거리 요구 사항:

▪️ 초단거리(≤500m) → PSM4(저비용, 멀티코어 MPO 배선 필요)

▪️ 중간 거리(500m~2km) → CWDM4(최고의 비용 대비 성능, 듀플렉스 LC 광섬유 절약)

▪️ 장거리 (2~10km) → LR4 (안정적인 파장, 신뢰할 수 있는 메트로폴리탄 수준 전송)

파이버 아키텍처:

▪️ 제한된 리소스 → CWDM4/LR4(2코어 LC)가 선호됩니다

▪️ 고밀도 단거리 → PSM4 (4×25G 분할 지원)

비용 민감도:

▪️ 예산 우선 → PSM4 (WDM 장치 없음, 약 5-8% 더 낮은 가격)

▪️ 장거리 투자 → LR4(10km 링크에 대한 기술 프리미엄 지불)

최종 결정은 실제 링크 길이와 광케이블 인프라를 기준으로 삼아야 하며, 성능과 TCO(총소유비용) 간의 균형을 맞춰야 합니다 - PSM4는 비용을 위해 광섬유 코어를 활용하고, CWDM4는 거리를 위해 파장 분할을 활용하며, LR4는 전송 거리를 위해 기술을 활용합니다. 이 세 가지가 함께 100G QSFP28 광 상호 연결을 위한 골든 커버리지 네트워크를 구축합니다.

관련 문서:

100G QSFP28 ER4 VS CWDM4: 차이점은 무엇인가