Como o transceptor 100G atinge a capacidade de transmissão de 100 Gbps?

Com a demanda dos data centers por maior velocidade de transmissão e largura de banda de maior capacidade, a Ethernet 100G agora representa uma proporção cada vez maior no mercado. Cada vez mais data centers começam a desenvolver a transmissão de dados Ethernet 100G. De acordo com o relatório da IHS Infonetics, atualmente, mais de 50% dos data centers estão aproveitando o excelente desempenho proporcionado pelos transceptores 100G. Você sabe como um transceptor 100G atinge uma capacidade de transmissão de 100Gbps? Esta publicação apresentará diferentes tipos de QSFPTEK transceptores 100G em detalhes.

Princípios de transmissão do transceptor 100G

QSFP28 100G SR4

QSFP28 SR4 o módulo óptico é um transceptor full-duplex hot-pluggable, comumente usado para transmitir dados Ethernet 100G em curta distância, e seu comprimento de onda operacional é 850nm. Devido ao seu design miniaturizado, o tamanho do QSFP28 SR4 é menor que o do transceptor 100G CFP/CXP. O consumo de energia do QSFP28 SR4 geralmente é de 3,5W ou menos. O QSFP28-100G-SR4 é padronizado em conformidade com IEEE 802.3ba, padrão SFP28 MSA, SFF-8665, SFF-8636, RoHS, CPRI e eCPRI. O princípio de funcionamento é transmitir ou receber dados de quatro canais independentes. Assim, a taxa de dados individual dos quatro canais é de 25Gbps, agregando-se em uma taxa de dados de 100G.

O QSFP28 SR4 transmite sinais ópticos paralelos pela extremidade transmissora. Ele usa o array de camadas para converter os sinais elétricos paralelos de entrada em sinais ópticos paralelos. Enquanto isso, como os sinais de entrada são sinais paralelos, ele é compatível com fibra ribbon multimodo MTP/MPO para transmissão paralela. Depois que os sinais chegam ao terminal receptor, ele converte os sinais ópticos em sinais elétricos por meio do array PIN; assim como na extremidade transmissora, este também é um sinal elétrico paralelo. A distância máxima de transmissão é de até 70 m em fibra OM3 e 100 m em fibra OM4. O módulo 100GBASE SR4 pode ser conectado a uma fibra MMF de 12 fibras MTP/MPO de até 100 m.

Figura 1: princípio de funcionamento do QSFP28 SR4

QSFP28 100G PSM4 

O QSFP28 100G PSM4 é um módulo transceptor óptico hot-pluggable, apresenta baixo consumo de energia e uma função integrada de diagnóstico digital. O PSM4 MSA padroniza o 100GBASE PSM4.A diferença entre o módulo psm4 e sr4 é que o psm4 opera em 1310nm. Além disso, o consumo de energia do psm4 é inferior a 3.5w. Ele é implantado para transmissão Singlemode de longa distância de até 500m por meio de conectores MTP/MPO de 12 fibras.

O princípio de funcionamento do 100GBASE PSM4 é semelhante ao do módulo 100GBASE SR4. Ele também é transmitido por quatro canais separados. A taxa de transmissão de canal único é de 25Gbps. Os sinais elétricos de entrada são convertidos internamente em sinais ópticos paralelos por meio da matriz Layer. O sinal óptico paralelo é convertido em um sinal elétrico paralelo, o que é diferente do QSFP28 SR4, pois é usado para fibra monomodo, enquanto o QSFP28 SR4 geralmente é usado para fibra multimodo.

Figura 2: Princípio de funcionamento do QSFP28 PSM4

100GBASE CWDM4

O QSFP28 CWDM4 foi projetado para transmissão de dados Ethernet 100G, é totalmente compatível com o protocolo QSFP MSA, CWDM4 MSA e IEEE P802.3bm. O princípio de funcionamento do 100GBASE CWDM4 é converter dados elétricos de entrada em sinais ópticos CWDM, e há quatro canais independentes de 25Gbps multiplexados em um único canal de 100Gbps. Enquanto isso, no terminal receptor, o QSFP28 CWDM4 demultiplexa um sinal óptico de entrada de 100Gb/s em 4 dados elétricos de saída independentes.

Ele geralmente transmite dados por uma fibra monomodo até 2km; há quatro faixas principais de comprimento de onda, L0: 1271nm(1264.5-1277.5nm), L1: 1291nm(1284.5-1297.5nm), L2: 1311nm(1304.5-1317.5nm), L3: 1331nm(1324.5-1337.5nm), e seu consumo de energia não é superior a 3.5W. Ele usa um conector LC padrão do setor para multiplexar e acoplar quatro sinais ópticos de quatro comprimentos de onda à fibra monomodo.

Figura 3: Princípio de funcionamento do QSFP28 CWDM4

100GBASE-LR4

O QSFP28 LR4 O transceiver é totalmente compatível com IEEE802.3ba e foi projetado para ser hot-pluggable, full-duplex, com quatro canais de transmissão internos. Ele se aplica à transmissão 100G Ethernet de longa distância, com transmissão máxima de até 10km. A faixa de comprimento de onda operacional é de 1295 a 1310nm.  O 100GBASE LR4 atende à exigência contínua de computação de alto desempenho e data centers de escala muito grande.

Um transceptor 100GBASE LR4 pode converter quatro canais independentes de sinais elétricos de 25Gbps em sinais ópticos de quatro canais independentes. Em seguida, o módulo QSFP28 LR4 multiplexa o sinal óptico em um único canal para uma conexão de link óptico 100G. No terminal receptor, o módulo converte o sinal de entrada óptico em sinal óptico LAN WDM com quatro canais separadamente e, em seguida, converte o sinal óptico em quatro canais de saída de sinais elétricos.

Figura 4: Princípio de funcionamento do QSFP28 LR4

QSFP28 ER4 

O 100GBASE ER4 O transceptor óptico é totalmente compatível com os protocolos padrão QSFP MSA, IEEE 802.3ba 100GBASE-ER4 Lite e OTU4; o QSFP28 ER4 é usado para transmitir o sinal monomodo por meio da tecnologia de multiplexação por divisão densa de comprimento de onda. Este módulo óptico foi projetado para cabos de fibra óptica monomodo e seu comprimento de onda de operação é 1310nm; o consumo máximo de energia do QSFP28 ER4 é 4.5W. Ao usar um amplificador óptico semicondutor (SOA) para amplificar o sinal óptico antes de entrar no fotodetector PIN, a distância de transmissão do ER4 foi bastante melhorada; a distância máxima de transmissão é de até 40km.

O comprimento de onda operacional do transceptor óptico 100GBASE ER4 é o comprimento de onda LAN WDM (1295nm, 1300nm, 1305nm, 1310nm). O 100GBASE ER4 pode multiplexar quatro comprimentos de onda de sinais ópticos; ele geralmente é conectado à fibra monomodo por meio de um conector LC padrão do setor. Além disso, no WDM MUX, os sinais de comprimento de onda podem ser agregados em uma fibra SMF para formar uma transmissão de sinal óptico 100G. Quanto ao receptor, o amplificador óptico semicondutor pode ajudar o módulo a amplificar os sinais antes que um demux WDM divida os sinais em quatro canais independentes de transmissão de dados.

Figura 5: Princípio de funcionamento do QSFP28 ER4

Conclusão

Após apresentar estes diferentes módulos ópticos 100G, acredito que você já conheça o princípio de funcionamento destes diferentes módulos e como eles atingem a taxa de transmissão de 100G. A QSFPTEK fornece vários módulos ópticos 100G compatíveis. Além disso, QSFPTEK oferece transceptores 100G com formatos QSFP28, possibilitando soluções de conectividade Ethernet 100G econômicas, de alta densidade e baixo consumo de energia para data centers, camadas de distribuição e aplicações de provedores de serviços. Entre em contato com nosso atendimento ao cliente para cotação pelo [email protected].