Soluções DCI monomodo QSFP28 100GBASE LR4 vs CWDM4 vs PSM4
Autor Moore
Data 05/30/2025
Sob a onda da revolução da comunicação óptica impulsionada pelo 5G, os módulos ópticos 100G estão se tornando o motor central da interconexão de data centers (DCI). Diante de uma variedade de soluções QSFP28 - desde SR4 de curta distância, CWDM4/PSM4 de média distância até LR4/ER4 de longa distância, as três tecnologias convencionais no campo monomodo, CWDM4, LR4 e PSM4, tornaram-se opções-chave para a implantação de DCI com suas capacidades de transmissão de 500m~10km. No entanto, há diferenças essenciais entre as três: PSM4: transmissão de baixo custo de 500m por meio de 4 fibras ópticas paralelas. CWDM4: superando o gargalo de média distância de 2km com multiplexação por divisão de comprimento de onda grosseira. LR4: conquistando links metropolitanos de 10km com tecnologia LAN-WDM de precisão
Como escolher a melhor solução? Este artigo analisará em profundidade as três dimensões de tomada de decisão: distância de transmissão, arquitetura de fibra óptica e custo de consumo de energia, para ajudar você a corresponder com precisão às necessidades dos cenários de data center 100G.
Visões gerais de 100G LR4, CWDM4 e PSM4
O que são ópticos 100G QSFP28 LR4?
LR4 significa longo alcance de 4 canais. QSFP28 LR4 100G projetos de transceptores para distância de transmissão de longa distância em interconexão óptica 100G. A distância do 100G LR4 pode chegar a até 10 quilômetros sobre fibra monomodo G.652 com conectores LC duplex. Ele está em conformidade com o padrão IEEE 802.3 100GBASE-LR4.
O que é óptica 100G QSFP28 CWDM4?
CWDM4 é a abreviação de Coarse Wavelength Division Multiplexing de 4 vias. Não tão longa quanto a distância de transmissão do QSFP28 LR4, 100G CWDM4 atinge cerca de 2 quilômetros de distância sobre fibra monomodo G.652 com conectores LC duplex, nem muito longo nem muito curto. Ele adota a tecnologia WDM, que permite a multiplexação e demultiplexação de 4 comprimentos de onda de sinais 25G dentro do dispositivo. É compatível com 100GBASE-CWDM4 MSA.
O que são ópticas 100G QSFP28 PSM4?
PSM4 significa Parallel Single Mode Quad. O 100G QSFP28 PSM4 pode alcançar uma distância de aproximadamente 500 metros por fibra monomodo usando conectores MTP/MPO-12. O 12 significa que os sinais 100GE são transportados por fibra paralela de 12 fibras. A distância de transmissão é a mais curta entre esses três transceptores, mas ainda é maior que a distância de transmissão de 100 m do QSFP SR4. Está em conformidade com o 100GBASE-PSM4 MSA.
Comparação de especificações 100G CWDM4 vs LR4 vs PSM4
Especificação 100G LR4 vs especificação 100G CWDM4 vs especificação 100G PSM4
Características comuns de QSFP28 LR4, QSFP28 CWDM4 e QSFP28 PSM4
Suporta conectividade Ethernet 100G
Primeiramente, QSFP28 LR4, QSF28 CWDM4 e QSFP28 PSM4 são todos compatíveis com a taxa Ethernet 100GBase. Eles podem ser aplicados em várias situações de conectividade 100 Gigabit Ethernet, como data centers, redes em nuvem de grande escala, redes de computação de alto desempenho, núcleos empresariais e camadas de distribuição.
Recursos com fator de forma QSFP28
Em segundo lugar, eles apresentam o formato QSFP28 (Quad Small Form-Factor Pluggable), que é o formato mais compacto e amplamente usado para Ethernet 100G. O desenvolvimento do formato 100G passou de CFP, CFP2, CFP4 para QSFP28. O tamanho do CFP4 é apenas um quarto do CFP. No entanto, o QSFP28 é ainda menor que o CFP4. Consequentemente, o QSFP28 apresenta uma vantagem significativa de maior densidade de portas. Além da alta densidade, o QSFP28 também apresenta menor consumo de energia do que os formatos CFP disponíveis anteriormente. As diferenças entre QSFP28, CFP, CFP2 e CFP4 são mostradas na tabela abaixo.
Fator de forma CFP vs CFP2 vs CFP4 vs QSFP28
Funciona em Fibra Monomodo
Em terceiro lugar, 100G QSFP28 LR4, CWDM4 e PSM4 utilizam fibra monomodo para alcançar distâncias de 10km, 2km e 500m, respectivamente.
Características distintas de 100G CWDM4 vs 100G LR4 vs 100G PSM4
A chegada do 100G CWDM4 e do PSM4 preencheu as lacunas de distância de link entre QSFP 100G SR4 e LR4. Quais são as diferenças entre CWDM4 vs LR4 vs PAM4? A publicação abaixo explicará.
CWDM4 vs LR4 vs PSM4: Comparação da distância de transmissão
A diferença mais significativa entre CWDM4 LR4 e PSM4 é a distância de enlace suportada. Embora todos os três transceptores suportem enlaces de dados 100G por fibra monomodo, as distâncias de transmissão diferem: 100G CWDM4 alcança 2km, 100G PAM4 alcança 500m e 100G LR4 alcança 10km. Embora a distância de transmissão de PSM4 e CWDM4 não seja tão longa quanto a de LR4, eles oferecem uma opção indispensável e econômica para aplicações 100G de curto a médio alcance.
CWDM4 vs LR4 vs PSM4: comparação de cenários de aplicação
PSM4 é usado principalmente para interconexão de data centers dentro de 500 metros, especialmente conexões intra-rack e inter-rack. Os módulos CWDM4 são particularmente adequados para conexões dentro de 2 quilômetros, como conexões entre diferentes edifícios em um campus. LR4 é adequado para conexões de rede metropolitana de até 10 quilômetros e interconexão de longa distância entre data centers.
CWDM4 vs LR4 vs PSM4: Princípio de funcionamento e comparação de componentes ópticos
100G CWDM4 está em conformidade com CWDM4 MSA, que define o diagrama de blocos, as especificações e os parâmetros ópticos do transceptor. O transceptor 100G CWDM4 conta com quatro transmissores ópticos, quatro receptores ópticos, um multiplexador por divisão de comprimento de onda e um demultiplexador. Ele usa comprimentos de onda centrais de quatro vias de 1271nm, 1291nm, 1311nm e 1331nm para realizar comunicação óptica 100G, cada uma transmitindo uma taxa de dados de 25G. Com base na tecnologia WDM, o módulo CWDM4 permite a multiplexação dos comprimentos de onda de quatro vias em uma única fibra monomodo. O diagrama de funcionamento é mostrado abaixo.
Diagrama de funcionamento do QSFP28 100G CWDM4
O princípio de funcionamento do 100G LR4 é semelhante ao do CWDM4; ele também adota a tecnologia WDM. A diferença é que o LR4 usa os comprimentos de onda de quatro vias de 1295nm, 1300nm, 1304nm e 1309nm. Além disso, como o QSFP28 100G opera em um enlace de transmissão longo, de até 10km, ele geralmente usa um laser EML, enquanto o 100G CWDM4 usa um laser DML. Como o laser EML é mais caro que o DML, surgem as diferenças de preço abaixo entre os dois transceptores.
Diagrama de Funcionamento do QSFP28 100G LR4
Diferente do CWDM4, que adota a tecnologia WDM para multiplexar quatro canais de sinais de comprimentos de onda diferentes em uma única fibra monomodo, o 100G PSM4 transporta o sinal 100G por quatro canais paralelos de link de 1310nm sem multiplexação e demultiplexação. Cada canal suporta uma taxa de dados de 25Gbps. O diagrama de funcionamento do 100G PSM4 é mostrado abaixo.
Diagrama de Funcionamento do QSFP28 100G PSM4
CWDM4 vs LR4 vs PSM4: Comparação de Preços
Normalmente, o preço do CWDM4 é o mais barato, e o LR4 é o mais caro. O LR4 requer lasers LAN-WDM mais sofisticados (o intervalo de comprimento de onda é de apenas 4.5nm), TEC (resfriador termoelétrico) para controle de temperatura e dispositivos ópticos de multiplexação/demultiplexação mais complexos. Em contraste, o PSM4 usa um conjunto de lasers DFB mais simples e não requer controle de comprimento de onda nem dispositivos complexos de multiplexação. Isso pode ser confirmado a partir dos preços de tabela dos três principais fabricantes de óptica de terceiros do mercado, conforme abaixo.
CWDM4 vs LR4 vs PSM4: preço de QSFPTEK, FS, Fibermall
CWDM4 vs LR4 vs PSM4: função FEC
Como os orçamentos de enlace de CWDM4 e PSM4 são relativamente baixos, eles exigem a aplicação de FEC (Forward Error Correction) para garantir a operação confiável do sistema. LR4 não emprega o uso de FEC devido ao seu alto orçamento de enlace (cerca de 10dB) e à conformidade com IEEE 802.3 100GBASE-LR4.
100G PSM4 vs 100G LR4 e CWDM4: solução de cabeamento
Com qual cabo o PSM4 funciona? Como é estruturado com um conector MTP/MPO, o transceptor PSM4 funciona com fibra monomodo MTP para MTP ou fibra monomodo MTP para 4 LC para conectar quatro transceptores 25G LR em um link de conectividade 4x25G. Quanto a 100G CWDM4 e LR4, por serem estruturados com um conector LC duplex, eles operam com fibra monomodo LC duplex em links 100G.
Cabo PSM4 vs cabo LR4/CWDM4
Resumo
Ao planejar uma rede óptica 100G, a seleção de QSFP28-100G-LR4, CWDM4 e PSM4 é essencialmente uma compensação triangular entre distância, custo e recursos de fibra:
Requisitos de distância:
▪️ Distância ultracurta (≤500m) → PSM4 (baixo custo, requer cabeamento MPO multicore)
▪️ Média distância (500m~2km) → CWDM4 (melhor custo-benefício, economia de fibra LC duplex)
▪️ Longa distância (2~10km) → LR4 (comprimento de onda estável, transmissão confiável em nível metropolitano)
Arquitetura de fibra:
▪️ Recursos limitados → CWDM4/LR4 (2-core LC) é preferível
▪️ Curta distância de alta densidade → PSM4 (suporta divisão 4×25G)
Sensibilidade ao custo:
▪️ Prioridade de orçamento → PSM4 (sem dispositivos WDM, preço cerca de 5-8% menor)
▪️ Investimento de longa distância → LR4 (pagando um prêmio tecnológico por um link de 10 km)
A decisão final precisa estar ancorada no comprimento real do enlace e na infraestrutura de cabos ópticos, e deve-se buscar um equilíbrio entre desempenho e TCO (custo total de propriedade) - PSM4 troca núcleos de fibra por custo, CWDM4 troca divisão por comprimento de onda por distância, e LR4 troca tecnologia por alcance. Juntos, os três constroem uma rede de cobertura ideal para interconexão óptica 100G QSFP28.
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