Cara Beralih kepada 400G dengan Optik QSFPTEK 100G Single Lambda

​Apabila jumlah data meningkat dengan pesat dan teknologi baharu muncul, Ethernet 100G menjadi semakin meluas dalam penggunaan rangkaian berkelajuan tinggi. Teknologi 100G tradisional seperti SR4, LR4, CWDM4 dan PSM4 menggunakan empat saluran NRZ 25Gbps, yang menyebabkan kos meningkat dan mencabar pengendali. Untuk menangani isu ini, kumpulan 100G Lambda Multi-Source Agreement (MSA) memperkenalkan teknologi 100G satu panjang gelombang yang bertujuan mengurangkan kos sambil memastikan keserasian dengan piawaian 400G yang akan datang. Kemajuan ini memanfaatkan pemisahan isyarat PAM4 untuk menghantar data 100G melalui satu panjang gelombang, memudahkan seni bina optik dan mengurangkan kerumitan komponen. Mari kita terokai piawaian 100G Lambda untuk memahami peranannya dalam seni bina rangkaian 100G semasa dan potensinya untuk menyokong evolusi ke arah rangkaian 400G generasi seterusnya.

Teknologi 100G Single Lambda Diterangkan

Single Lambda ialah teknologi akses 100G yang menggunakan isyarat panjang gelombang PAM4 50 GBaud tunggal (modulasi amplitud denyutan empat aras) untuk mencapai kadar data 100 Gbps. Kaedah ini menggunakan DSP (Digital Signal Processor) untuk menukar empat isyarat elektrik 25G kepada satu saluran 100G. Sebelum ini, kebanyakan modul optik 100G QSFP28 menggunakan empat saluran NRZ (Non-Return to Zero) 25 Gbps untuk mencapai kadar data agregat 100 Gbps. Sebaliknya, modulasi PAM4 menggandakan kapasiti data berbanding NRZ. Secara khusus, isyarat PAM4 50 GBaud menghantar 100 Gbps, manakala isyarat NRZ 25 GBaud menghantar 25 Gbps.

Mengapa Gunakan Lambda Tunggal untuk 100Gbps?

Mengurangkan Kos Komponen Optik

Pada masa ini, piawaian yang paling lazim untuk penggunaan 100GbE ialah 100GBASE-LR4 MSA, 100GBASE-CWDM4 MSA dan 100GBASE-PSM4 MSA. Pengendali rangkaian menggunakan modul QSFP28 LR4, CWDM4 atau PSM4 untuk membolehkan 100 Gbps, yang dicapai dengan memultiplekskan 4 panjang gelombang 25 Gbps ke dalam satu gentian. Walau bagaimanapun, pemprosesan isyarat agak kompleks untuk menggabungkan empat isyarat 25G ke dalam pautan 100G. Kerumitan ini secara langsung memerlukan komponen optik yang mahal.

Sumber Imej: Cisco.com

Secara khusus, reka bentuk QSFP28 LR4, CWDM4 dan PSM4 lebih kompleks berbanding optik Single Lambda. Komponen binaan yang dipermudah dalam transceiver Single Lambda mengurangkan kos dengan ketara, iaitu sebanyak 40% atau lebih.

Optik LR4, CWDM4 dan PSM4: pemancar menggunakan Pemulihan Jam Data (CDR) pada setiap antara muka elektrik, Pemacu Laser (LD) & Laser malah Mux; penerima menggunakan CDR dan Penguat Trans-Impedans (TIA) + Penguat Linear (LA) & fotodiod PIN pada setiap antara muka elektrik malah Demux. 

Optik Single Lambda: pemancar hanya menggunakan DSP dengan CDR, satu LD & laser; penerima hanya menggunakan DSP dengan CDR dan satu TIA + LA & fotodiod PIN. Sebaliknya, optik 100G Single Lambda hanya menggunakan satu panjang gelombang, sekali gus mengelakkan kerumitan pemultipleksan dan penyahmultipleksan, kawalan panjang gelombang yang ketat serta pembungkusan hermetik yang mahal.

Memenuhi Piawaian 400G Masa Hadapan

Rangkaian yang sesak mendorong keperluan untuk kadar data 400G yang lebih tinggi. The MSA Lambda 100G telah mengambil kira trend ini dengan mereka bentuk optik 100G lambda tunggal yang serasi dengan 400G. Iaitu, faktor bentuk QSFP-DD serasi ke belakang dengan faktor bentuk QSFP lain termasuk QSFP28. Selain itu, 100G single Lambda QSFP28 menggunakan modulasi PAM4 50GBaud yang sama seperti yang digunakan oleh 400G QSFP-DD. Sebagai contoh, 400G-LR4 QSFP-DD menggunakan 4 saluran 100 Gbps untuk mencapai kadar data keseluruhan sebanyak 400 Gbps, yang boleh dipautkan kepada empat 100G-LR4 single Lambda QSFP28 untuk penyelesaian breakout 400G kepada 100G. 

Sumber Imej: Cisco.com

Pengenalan Transceiver Lambda Tunggal 100G

Menurut rangkaian Cisco, Optik 100G Lambda Tunggal termasuk 100G DR, 100G FR dan 100G LR. Ketiga-tiga QSFP28 mematuhi spesifikasi 100G Lambda MSA dan disertakan bersama penyambung LC dupleks. Untuk menandakan bilangan saluran panjang gelombang, optik Single Lambda juga dipanggil 100G DR1 QSFP28, 100G FR1 QSFP28 dan 100G LR1 QSFP28. 

100GBASE-DR Single Lambda QSFP28

QSFP-100G-DR-S Transceiver lambda tunggal mematuhi spesifikasi IEEE 100BASE-DR. Ia menyokong pautan sehingga 500m melalui gentian mod tunggal OS2 dupleks (SMF) pada panjang gelombang 1310nm. 100GBASE-DR QSFP28 digunakan terutamanya untuk sambungan pusat data spine-leaf jarak pendek (DCI), yang kebanyakan pautan optiknya berada dalam lingkungan 100m. Satu lagi batasan ialah toleransi yang lebih rendah terhadap kehilangan sisipan bagi sebilangan kecil panel tampalan.

100GBASE-FR Single Lambda QSFP28

100G Single Lambda MSA kemudiannya memperkenalkan QSFP-100G-FR-S untuk memanjangkan pautan gentian sehingga jarak 2km. 100G-FR mematuhi spesifikasi IEEE 100BASE-FR, menyokong pautan sehingga 2km melalui OS2 SMF dupleks pada panjang gelombang 1310nm. 100GBASE-FR QSFP28 membolehkan pautan DCI yang lebih panjang dan menyediakan lebih banyak ruang untuk aplikasi dengan kehilangan pautan yang lebih tinggi.

100GBASE-LR Lambda Tunggal QSFP28

Yang ketiga ialah QSFP-100G-LR-S. Melalui OS2 SMF dupleks pada 1310nm, 100G LR mencapai pautan sehingga 10km. LR QSFP28 membawa jarak capaian jarak jauh 10km kepada optik 100G siri Single Lambda, memperluas keupayaan sambungan melebihi dua bangunan walaupun di bandar-bandar berdekatan. Ia sesuai untuk penggunaan rangkaian baharu bagi sambungan antara suis teras dengan suis teras/pengagregatan dalam rangkaian kampus.

Berpindah dengan Lancar ke 400G dengan Optik Single Lambda 100G

Memandangkan 100G DR, 100G FR dan 100G LR lambda tunggal menggunakan reka bentuk faktor bentuk QSFP28. Ia serasi dengan faktor bentuk QSFP-DD yang digunakan untuk Ethernet 400G. Sehubungan itu, adalah disyorkan untuk menggunakan optik Lambda Tunggal 100G dalam reka bentuk rangkaian 400G. Manfaatnya ialah ia membolehkan penyambungan tapak 400G baharu kepada tapak 100G lama dengan 4 pautan. Jadi, anda hanya perlu membawa hos 400G ke satu tapak tanpa perlu menaik taraf seni bina 100G sedia ada, sambil mendapatkan akses pautan 400G.

Sebagai contoh, dengan menggunakan QSFPTEK 100G DR QSFP28, anda boleh mencapai satu Penyelesaian pemecahan 400G kepada 4x 100G. Sambungkan suis ToR 400G baharu kepada suis 100G lama dengan empat pautan berasingan. 

Sebelah kiri: Masukkan modul 400G QSFP-DD DR4 ke dalam port 400G suis ToR 

Tapak kanan: Pasangkan empat modul 100G QSFP28 DR ke dalam empat port suis 100G 

Pautan: gunakan MTP kepada pemisah 4 LC dupleks OS2 SMF untuk menyambungkan kedua-dua tapak

Kesimpulan

Untuk mengurangkan kos penggunaan 100G, 100G Lambda MSA menetapkan piawaian yang membolehkan 100 Gbps pada satu panjang gelombang, sekali gus mengurangkan kerumitan optik dengan ketara. Selain itu, piawaian ini bersedia untuk rangkaian berkelajuan tinggi pada masa hadapan dengan mengintegrasikan keserasian 400G ke dalam optik Single Lambda 100G. 100G Single Lambda QSFP28 ialah penyelesaian kalis masa hadapan untuk peralihan lancar daripada 100G kepada 400G.

QSFPTEK menawarkan optik 100G Single Lambda, termasuk QSFP-100G-DR-S, QSFP-100G-FR-S dan QSFP-100G-LR-S; serta transceiver QSFP-DD 400G. Penyelesaian breakout penuh 400G kepada 4x 100G juga disediakan. Jika anda mempunyai sebarang pertanyaan, sila hubungi [email protected].