Guia abrangente de 100GBASE-SR4 e 100GBASE-BiDi SR: Entendendo transceptores QSFP28 SR

Os módulos transceptores QSFP28 100G estão na vanguarda da rápida expansão da computação em nuvem e das redes 5G, impulsionando a evolução dos data centers e criando uma demanda crescente por soluções de interconexão de alto desempenho. Esses componentes representam uma parcela significativa dos custos de implantação de redes e são indispensáveis em data centers de todos os tamanhos. Em instalações de pequeno a médio porte, mais de 90% dos links de fibra estão dentro de um alcance de 100 metros, enquanto em data centers maiores, mais de 70% dos links medem menos de 100 metros, com mais de 80% não excedendo 125 metros. Consequentemente, o módulo multimodo 100G—particularmente a variante multimodo QSFP28 100G, que suporta 100GBASE-SR BD e 100GBASE-SR4—é a escolha preferida para essas aplicações.

Visão geral de 100GBASE-SR4 e 100GBASE-SR BD

O 100GBASE-SR4 é um módulo transceptor multimodo 100G amplamente adotado que utiliza quatro canais (4x25Gbps) para transmitir e receber sinais ópticos, alcançando uma taxa de dados combinada de 100Gbps. Conhecido como "SR" para curto alcance, este módulo é especificamente projetado para transmissões de curta distância, normalmente oferecendo um alcance de 70 metros em OM3 ou 100 metros em fibra multimodo OM4. Em conformidade com os padrões IEEE 802.3BA, o 100G QSFP28 SR4 funciona como um transceptor óptico full-duplex, hot-pluggable, operando em um comprimento de onda central de 850nm. Sua popularidade é impulsionada pelo fornecimento de quatro canais independentes de transmissão e recepção, cada um suportando uma taxa de 25Gbps, tornando-o uma solução essencial para transmissão de dados de alta velocidade e curto alcance em redes Ethernet 100G. A imagem a seguir mostra o princípio de funcionamento do transceptor de módulo óptico 100GBASE-SR4:

O 100GBASE-SR BD é a contraparte bidirecional do 100GBASE-SR, utilizando dois sinais ópticos em direções opostas na mesma fibra multimodo com comprimentos de onda de 855nm/908nm. Essa configuração emprega duas vias de 50Gbps em cada direção, alcançando uma taxa de dados agregada de 100Gbps. Ao contrário do 100G QSFP28 SR4, que exige oito fibras ópticas, o módulo 100G QSFP28 SR BiDi utiliza tecnologia WDM. Isso permite que cada porta LC transmita e receba sinais ópticos de comprimentos de onda variados simultaneamente em uma fibra multimodo. Essas interfaces ópticas bidirecionais VCSEL de comprimento de onda duplo operam com PAM4 a 2 × 50-Gb/s nos comprimentos de onda de 855nm/908nm. O alcance operacional do módulo se estende até 70 metros com fibra OM3, 100 metros com fibra OM4 e 150 metros com fibra OM5, demonstrando sua versatilidade em sistemas de fibra multimodo. A imagem a seguir mostra o princípio de funcionamento do 100G QSFP28 SR BiDi transceptor de módulo óptico:

A diferença entre 100GBASE-SR4 vs. 100GBASE-BiDi SR

Contagem de fibras

O transceptor 100GBASE-SR4 utiliza 8 fibras, constituindo a estrutura predominante de cabeamento de fibra multimodo para Ethernet 100G de curto alcance. Essa configuração requer quatro fibras de transmissão e quatro de recepção, normalmente empregadas em um sistema de cabeamento MPO/MTP.

Em contraste, os transceptores 100GBASE-BiDi SR utilizam apenas 2 fibras para transmissão bidirecional de dados, apresentando uma solução altamente econômica para upgrades de rede 100G. Inquestionavelmente, o 100GBASE-BiDi requer a menor quantidade de implantação de cabeamento de fibra, tornando-o ideal para cenários em que a fibra multimodo existente está sobrecarregada ou em que é desafiador reimplantá-la com nova fibra.

Conector

O transceptor 100GBASE-BiDi SR utiliza o conector convencional de fibra óptica duplex LC, conhecido por sua simplicidade e facilidade de uso.

Os transceptores 100GBASE-SR4 utilizam Conectores de fibra óptica MPO/MTP, especificamente exigindo um conector MPO/MTP de 8 ou 12 fibras.

Comprimento de onda

Para 100GBASE-SR4, tanto os sinais ópticos de transmissão quanto os de recepção operam em um comprimento de onda de 850nm, consistente com a óptica Ethernet tradicional. Em contraste, 100GBASE-BiDi utiliza comprimentos de onda distintos para transmitir e receber sinais ópticos em uma única fibra. O comprimento de onda típico de transmissão é 855nm, enquanto o comprimento de onda de recepção é 908nm. Consequentemente, a óptica 100GBASE-BiDi representa uma variação da óptica WDM (multiplexação por divisão de comprimento de onda).

Custo final

O custo geral compreende duas partes cruciais: a despesa com transceptores 100G e cabeamento de fibra. Consequentemente, o preço final varia dependendo dos custos dos diferentes transceptores 100G e do cabeamento de fibra óptica, com soluções de implantação distintas resultando em custos totais diferentes.

Os transceptores 100GBASE-SR4 oferecem o preço mais econômico e representam o formato predominante para transceptores 100G QSFP28. Eles são adequados para implantações em data centers com requisitos de curto alcance e considerações de custo. No entanto, é importante observar que os ópticos 100GBASE-SR4 exigem 8 cabos de fibra, tornando a implantação desafiadora para distâncias um pouco maiores. Esta opção é recomendada quando há recursos abundantes de fibra disponíveis e a distância de implantação permanece dentro de limites gerenciáveis.

Em contraste, 100GBASE-BiDi oferece uma solução Ethernet 100G versátil e econômica, exigindo apenas dois cabos de fibra para curto alcance e integrando-se facilmente às infraestruturas existentes. Apesar do preço mais alto dos transceptores 100GBASE-BiDi SR em comparação com 100GBASE-SR4, esta opção é ideal para atualizações de rede quando a infraestrutura existente está sob pressão.

Em resumo, considerando os recursos de fibra e os custos de cabeamento, o cabeamento 100GBASE-SR BD exige apenas 1/4 dos recursos de fibra necessários para 100GBASE-SR4, gerando economias significativas em despesas de capital. No entanto, o custo mais alto dos módulos 100GBASE-SR BD compensa essas economias. Portanto, ao avaliar o custo total de módulo óptico + fibra, escolher 100GBASE-SR BD pode não necessariamente resultar em custos menores do que usar 100GBASE-SR4.

Construindo cabeamento de data center com 100G QSFP28 BiDi SR1.2

O aumento de cargas de trabalho essenciais, como inteligência artificial (IA) e aprendizado de máquina, intensifica as demandas de computação e tráfego nas estruturas de data center. Isso exige a transição para conexões mais densas e rápidas nas camadas de acesso, backbones e entre switches de topo de rack/rack e servidores do data center. Tradicionalmente, a atualização de 10G para 40G ou 100G envolve a conversão do cabeamento duplex LC para cabeamento MPO, levando ao aumento dos custos operacionais. A simplificação do cabeamento e a redução das despesas de capital podem ser alcançadas usando a solução BiDi, exemplificada pelo módulo óptico 100G QSFP28 BiDi SR1.2.

Semelhante ao seu módulo 40G SR BD, o 100G QSFP28 BiDi SR1.2 permite que operadores de data centers reutilizem sua infraestrutura existente de fibra LC duplex ao fazer upgrade de 10G SR ou 40G BiDi para 100G. Isso facilita um upgrade flexível e passo a passo dos dispositivos de rede dentro do data center.

O 100G QSFP28 BiDi SR1.2 é um módulo óptico BiDi Quad Small Form-factor Pluggable (QSFP28), compatível com 100Gbps e em conformidade com os padrões IEEE802.3bm 100GBASE-SR4. Empregando fibra óptica multimodo LC duplex de núcleo duplo, o módulo utiliza modulação NRZ 4×25G na extremidade elétrica, convertendo para modulação PAM4 de 2x50Gbps na extremidade óptica. Isso resulta em uma largura de banda total de 100Gb, com a tecnologia PAM4 suportando transmissão de sinal a taxas de dados de 50Gb e taxas de 25Gbaud.

Arquitetura Spine Leaf de 400G para 100G

A implantação de 400Gbps SR4.2 na camada spine, o backbone da rede, facilita a conexão ao nó leaf por meio de um modelo breakout. Como alternativa, utilizar QSFP-100G-SR1.2 BiDi tanto nos nós spine quanto leaf oferece uma opção para atualizar os nós spine para 400G, atendendo às crescentes demandas de largura de banda.

Conectividade switch-para-servidor

Aproveitando a flexibilidade dos transceptores plugáveis em relação aos cabos pré-montados, as operadoras podem optar pelo QSFP-100G-SR1.2 BiDi para conectividade top-of-rack com servidores ou implantar 400G no top-of-rack (TOR) e conectar a jusante aos servidores usando 1 x QDD-400G-SR4.2 para 4 x QSFP-100G-SR1.2 em um modelo breakout.

Conclusão

Em conclusão, a escolha entre 100GBASE-SR BD e 100GBASE-SR4 depende de fatores como custo e considerações de infraestrutura. Apesar do custo geral de aplicação mais alto do 100GBASE-SR BD, ele é frequentemente preferido devido à sua capacidade de fazer upgrade de forma contínua a partir de redes 10G/25G, utilizando a infraestrutura existente de fibra multimodo duplex LC. As vantagens do 100GBASE-SR BiDi, incluindo redução de custos, upgrades suaves e preparação da rede para o futuro, fazem dele uma escolha estratégica. Por outro lado, o apelo do 100GBASE-SR4 está em sua capacidade de conectar uma única porta 100G a até quatro portas 25G, e em seu preço total mais baixo, atendendo a requisitos específicos de rede e restrições orçamentárias. A QSFPTEK pode fornecer transceptores de fibra óptica 100GBASE-SR BD e 100GBASE-SR4 com boa qualidade e garantia de 5 anos. Entre em contato conosco pelo e-mail [email protected]