100G 트랜시버는 어떻게 100 Gbps 전송 용량에 도달합니까?

데이터 센터의 더 높은 전송 속도와 더 큰 용량의 대역폭에 대한 수요로 인해, 100G Ethernet은 이제 시장에서 점점 더 높은 비중을 차지하고 있습니다. 점점 더 많은 데이터 센터가 100G Ethernet 데이터 전송을 개발하기 시작했습니다. IHS Infonetics의 보고서에 따르면, 현재 데이터 센터의 50% 이상이 100G transceivers가 제공하는 뛰어난 성능을 누리고 있습니다. 100G transceiver가 어떻게 100Gbps 전송 용량에 도달하는지 알고 계신가요? 이 게시물에서는 다양한 유형의 QSFPTEK을 소개합니다 100G 트랜시버 자세히.

100G 트랜시버 전송 원리

QSFP28 100G SR4

QSFP28 SR4 optical module은 핫플러그 가능한 전이중 트랜시버로, 일반적으로 단거리에서 100G Ethernet 데이터를 전송하는 데 사용되며 작동 파장은 850nm입니다. 소형화 설계로 인해 QSFP28 SR4 크기는 100G CFP/CXP 트랜시버보다 작습니다. QSFP28 SR4의 전력 소비는 일반적으로 3.5W 이하입니다. QSFP28-100G-SR4는 IEEE 802.3ba compliant, SFP28 MSA standard, SFF-8665, SFF-8636, RoHS, CPRI 및 eCPRI에 의해 표준화되어 있습니다. 작동 원리는 4개의 독립 채널에서 데이터를 송신하거나 수신하는 것입니다. 따라서 4개 채널의 단일 데이터 속도는 25Gbps이며, 이를 집계하여 100G 데이터 속도를 구성합니다.

QSFP28 SR4는 송신단을 통해 병렬 광 신호를 전송합니다. 레이어 어레이를 사용하여 입력 병렬 전기 신호를 병렬 광 신호로 변환합니다. 동시에 입력 신호가 병렬 신호이므로 병렬 전송을 위한 MTP/MPO 멀티모드 리본 광섬유에 맞춰져 있습니다. 신호가 수신 단말에 도착하면 PIN 어레이를 통해 광 신호를 전기 신호로 변환하며, 송신단과 마찬가지로 이 또한 병렬 전기 신호입니다. 최대 전송 거리는 OM3 광섬유에서 최대 70m, OM4 광섬유에서 100m입니다. 100GBASE SR4 모듈은 최대 100m까지 12심 MMF 스트랜드 MTP/MPO에 연결할 수 있습니다.

그림 1: QSFP28 SR4 작동 원리

QSFP28 100G PSM4 

The QSFP28 100G PSM4 핫 플러그형 광 트랜시버 모듈이며, 저전력 소비와 내장 디지털 진단 기능을 특징으로 합니다. PSM4 MSA는 100GBASE PSM4를 표준화합니다. psm4와 sr4 모듈의 차이점은 psm4가 1310nm에서 작동한다는 것입니다. 또한 psm4의 전력 소비는 3.5w 미만입니다. 12 fiber MTP/MPO 커넥터를 통해 최대 500m까지 Singlemode 장거리 전송용으로 배포됩니다.

100GBASE PSM4의 작동 원리는 100GBASE SR4 모듈과 유사합니다. 이 역시 네 개의 별도 채널을 통해 전송됩니다. 단일 채널 전송 속도는 25Gbps입니다. 전기 입력 신호는 내부적으로 Layer array를 통해 병렬 광 신호로 변환됩니다. 병렬 광 신호는 병렬 전기 신호로 변환되며, QSFP28 SR4와 다른 점은 단일 모드 광섬유에 사용된다는 것이고, QSFP28 SR4는 일반적으로 다중 모드 광섬유에 사용됩니다.

그림 2: QSFP28 PSM4 작동 원리

100GBASE CWDM4

The QSFP28 CWDM4 100G Ethernet 데이터 전송용으로 설계되었으며, QSFP MSA, CWDM4 MSA 및 IEEE P802.3bm 프로토콜을 완전히 준수합니다. 100GBASE CWDM4의 작동 원리는 입력 전기 데이터를 CWDM 광 신호로 변환하는 것이며, 25Gbps의 독립 채널 4개가 단일 100Gbps 채널로 다중화됩니다. 한편 수신 단말에서 QSFP28 CWDM4는 100Gb/s 광 입력 신호를 4개의 독립 출력 전기 데이터로 역다중화합니다.

일반적으로 단일 모드 광섬유를 통해 최대 2km까지 데이터를 전송하며, 네 가지 주요 파장 범위가 있습니다. L0: 1271nm(1264.5-1277.5nm), L1: 1291nm(1284.5-1297.5nm), L2: 1311nm(1304.5-1317.5nm), L3: 1331nm(1324.5-1337.5nm)이고, 전력 소비는 3.5W 이하입니다. 업계 표준 LC 커넥터를 사용하여 네 가지 파장의 네 개 광 신호를 다중화하고 결합해 Singlemode fiber로 전송합니다.

그림 3: QSFP28 CWDM4 작동 원리

100GBASE-LR4

The QSFP28 LR4 트랜시버는 IEEE802.3ba를 완전히 준수하며, 내부에 핫 플러그 가능, 전이중, 4개의 송신 채널을 갖도록 설계되었습니다. 100G Ethernet 장거리 전송에 적용되며 최대 전송 거리는 10km입니다. 작동 파장 범위는 1295~1310nm입니다.  100GBASE LR4는 고성능 컴퓨팅 및 초대규모 데이터 센터의 지속적인 요구 사항을 충족합니다.

100GBASE LR4 트랜시버는 25Gbps 전기 신호의 4개 독립 채널을 4개 독립 채널의 광 신호로 변환할 수 있습니다. 그런 다음 QSFP28 LR4 모듈은 광 신호를 단일 채널로 다중화하여 100G 광 링크 연결을 제공합니다. 수신 단말에서 모듈은 광 입력 신호를 4개 채널의 LAN WDM 광 신호로 각각 변환한 다음, 광 신호를 4개의 전기 채널 신호 출력 채널로 변환합니다.

그림 4: QSFP28 LR4 작동 원리

QSFP28 ER4 

The 100GBASE ER4 광 트랜시버는 QSFP MSA, IEEE 802.3ba 100GBASE-ER4 Lite 및 OTU4 표준 프로토콜을 완전히 준수하며, QSFP28 ER4는 고밀도 파장 분할 다중화 기술을 통해 Singlemode 신호를 전송하는 데 사용됩니다. 이 광 모듈은 단일 모드 광섬유 케이블용으로 설계되었으며 작동 파장은 1310nm이고, QSFP28 ER4의 최대 전력 소비는 4.5W입니다. PIN 포토디텍터에 들어가기 전에 반도체 광 증폭기(SOA)를 사용하여 광 신호를 증폭함으로써 ER4의 전송 거리가 크게 향상되었으며, 최대 전송 거리는 최대 40km입니다.

100GBASE ER4 광 트랜시버의 작동 파장은 LAN WDM 파장(1295nm, 1300nm, 1305nm, 1310nm)입니다. 100GBASE ER4는 네 가지 파장의 광 신호를 다중화할 수 있으며, 일반적으로 업계 표준 LC 커넥터를 통해 단일 모드 광섬유에 연결됩니다. 또한 WDM MUX를 통해 파장 신호를 SMF 광섬유에 집약하여 100G 광 신호 전송을 형성할 수 있습니다. 수신기에서는 WDM 디먹스가 신호를 네 개의 독립적인 데이터 전송 채널로 분리하기 전에 반도체 광 증폭기가 모듈이 신호를 증폭하도록 도울 수 있습니다.

그림 5: QSFP28 ER4 작동 원리

결론

이러한 다양한 100G 광 모듈을 소개한 후, 여러분은 이미 이러한 다양한 모듈의 작동 원리와 100G 전송 속도에 도달하는 방법을 알고 계실 것이라고 생각합니다. QSFPTEK는 다양한 호환 100G 광 모듈을 제공합니다. 또한, QSFPTEK QSFP28 폼 팩터를 갖춘 100G 트랜시버를 제공하여 데이터 센터, 배포 계층 및 서비스 제공업체 애플리케이션을 위한 비용 효율적이고 고밀도이며 저전력인 100G Ethernet 연결 솔루션을 가능하게 합니다. 견적은 [email protected]을 통해 고객 서비스에 문의하십시오.