Guia de conectividade breakout 40G QSFP Transceivers para QSFP 4x10G

O que é um transceptor QSFP 4x10G e como ele funciona?

O módulo óptico 40G QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable) foi projetado especificamente para aplicações de alta densidade, alta velocidade e hot-pluggable. Ele é estruturado por 4 canais transmissores individuais e 4 canais receptores individuais, cada um dos quais permite 10Gbps. Os 4 canais também podem ser combinados em um total de links 40 Gigabit Ethernet . 

O processo de funcionamento do transceptor 4x10G QSFP+ é: Na direção de transmissão, quatro canais de sinais elétricos de 10Gbit/s são transmitidos pela interface elétrica para o laser VCSEL de 4 canais. Os sinais elétricos são convertidos em sinais ópticos por meio do laser VCSEL. Inversamente, na direção de recepção, os sinais ópticos são convertidos em sinais elétricos de alta velocidade por meio de PIN de 4 canais. A Fig. 1 mostra o princípio de funcionamento do transceptor 4x10G QSFP+.

Fig.1 – princípio de funcionamento do transceptor QSFP 4x10G

Quais transceptores 40G QSFP+ podem ser usados em conectividade 4x10G?

1. Transceptor QSFP 40G SR4 e QSFP 40G CSR4 MTP/MPO para modo 4x10G

QSFP 40G SR4 módulo óptico permite links ópticos 40G de alta largura de banda por meio de conectores fêmea MPO/MTP de 12 fibras no comprimento de onda de 850nm e suporta comprimentos de link de 100m em OM3 e 150m em OM4. Ele também pode ser usado em um modo breakout 4x10G para interoperabilidade com módulos 10GBASE SR. A conectividade 4x10G é obtida usando um cabo breakout multimodo duplex LC de 2 fibras para paralelo MTP/MPO de 12 fibras, que conecta o transceptor óptico QSFP SR4 a quatro módulos ópticos SFP+ SR. A Fig. 2 mostra como obter a conexão QSFP-40G-SR4 para 4xSFP-10G-SR e o necessário Cabo breakout MMF 40G para 4x10G.

Da mesma forma, o módulo óptico 40G QSFP+ CSR4 também pode ser usado em conectividade breakout 4x10G com cabos breakout de fibra MTP/MPO paralela para LC duplex para conectividade a quatro interfaces 10GBASE-SR. A diferença é que o 40Gb QSFP+ CSR4 estende o comprimento do link para até 400m sobre cabo multimodo OM4. 

Fig.2 – Conexão de QSFP 40G SR4 a 4x10G SFP+ SR com cabo breakout multimodo de MTP fêmea para 4 LC Duplex

2. Transceptor QSFP 40G LR MTP/MPO para modo 4x10G

O transceptor óptico QSFP 40G LR suporta distância de transmissão de 10km sobre fibra monomodo (SMF), o que permite taxas de dados de 40G sobre fibra paralela de 12 fibras com conectores multifibra MPO/MTP. O transceptor 40G QSFP LR também pode ser usado em uma conectividade 4x10G para atender à interoperabilidade com transceptores 10G SFP+ LR. A conectividade 4x10G é obtida usando um cabo breakout duplex monomodo de 12 fibras MTP fêmea para 2 fibras, que conecta o módulo QSFP 40G LR a quatro portas ópticas 10GBASE-LR. A Fig. 3 mostra como obter a conexão QSFP 40G LR para 4x10G SFP+ LR e os requisitos Cabo breakout SMF de 40G para 4x10G.

Fig.3 – conexão QSFP 40G LR para 40x10G SFP+ LR com cabo breakout monomodo MTP fêmea para 4 LC duplex

3. QSFP 40G LR4 LC e QSFP 40G ER4 LC são compatíveis com conectividade 4x10G?

A resposta é não. Você entenderá o motivo ao conhecer, a seguir, o processo de funcionamento ilustrado dos transceptores 40G QSFP+ LR. O módulo QSFP 40G LR4 adota a tecnologia CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing). Ele suporta links de até 10km por um par de SMF com conectores LC duplex. Na direção de transmissão, o sinal digital serial 4x10Gbe é transmitido para o laser DML com quatro comprimentos de onda de 1271nm, 1291nm, 1311nm e 1331nm. Em seguida, 4 sinais ópticos CWDM são multiplexados em uma fibra monomodo por meio de um conector LC. Na direção de recepção, os sinais ópticos 40G CWDM entram e são demultiplexados em 4 fluxos individuais de dados ópticos 10G com diferentes comprimentos de onda, conforme mostrado na Fig. 4. O QSFP ER4 funciona de forma semelhante ao QSFP LR4. A Fig. 4 mostra o princípio de funcionamento do transceptor QSFP+ LR4. Ao conhecer o processo de funcionamento do QSFP-40G-LR4 e do QSFP-40G-ER4, compreende-se que eles não podem ser divididos em 4 fibras SMF duplex individuais para obter conectividade 4x10G com estrutura de conector LC duplex.

Fig.4 – Princípio de funcionamento dos transceptores QSFP+ LR4 e ER4

Resumo

A partir da discussão acima, entendemos o princípio de funcionamento dos transceptores QSFP 4x10G e que os tipos de transceptores 40G QSFP+ compatíveis com conectividade 4x10G são QSFP-40G-SR4, QSFP-40G-CSR4, QSFP-40G-LR, que são estruturados com conectores MTP/MPO em comum. Como uma solução de baixo consumo de energia, alta densidade e econômica para migração de 10G para 40G, os transceptores QSFP 4x10G têm sido amplamente aplicados na interconexão de data centers, especialmente para transmissão de alta velocidade em curta distância.

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