O que é QSFP28 100G CWDM4 e como o data center do Facebook o aplica?

O módulo QSFP28 100G CWDM4 foi projetado para uso em throughput Ethernet 100GBASE de até 2 km por fibra monomodo (SMF). Este artigo se concentrará no princípio de funcionamento, na especificação e em um caso de aplicação em data center do Facebook para proporcionar a você uma compreensão completa do transceptor óptico QSFP28 100G CWDM4.

O que é QSFP28 100G CWDM4 e como funciona

O transceptor QSFP28 100G CWDM4 foi projetado para uso em links 100 Gigabit Ethernet (GbE) de até 2km sobre fibra monomodo duplex (SMF). O sinal 100 Gigabit Ethernet é transportado por quatro comprimentos de onda. A multiplexação e a demultiplexação dos quatro comprimentos de onda são gerenciadas dentro do dispositivo.

O módulo 100G CWDM4 adota a tecnologia CWDM MUX/DEMUX com quatro comprimentos de onda centrais das vias em 1271, 1291, 1311 e 1331 nm. No lado da transmissão, o módulo 100G CWDM4 converte 4 canais elétricos de entrada em 4 vias com sinal óptico e os multiplexa em um único canal de transmissão óptica de 100 Gbps; inversamente, o módulo demultiplexa opticamente a entrada de 100 Gbps em sinais de 4 vias e os converte em 4 vias de dados elétricos no lado do receptor.

Figura 1: princípio de funcionamento do módulo QSFP28 CWDM4 100G

Especificação QSFP28 100G CWDM4 da QSFPTEK

Tabela 1 - Especificação QSFPTEK QSFP28 CWDM4 100G

Análise de caso: como o QSFP28 100G CWDM4 é aplicado no data center do Facebook？

Para aumentar a largura de banda de interconexão de switches de data centers para 100G, o Facebook escolhe 100G CWDM4 QSFP28 para viabilizar 100G sobre fibra monomodo duplex (SMF) como uma forma econômica de realizar implantação em larga escala em data centers 100G.

Para possibilitar custos mais baixos e considerar o ambiente real do data center, o Facebook flexibilizou várias especificações, incluindo as abaixo:

1. Reduzir a temperatura operacional do gabinete de 0-70 ˚ C para 15-55 ˚ C;

2. Reduzindo os requisitos de distância de 2km para 500m, com base nisso, o orçamento de perda do link foi reduzido de 5dB para 3,5dB.

A especificação menos restritiva garante que os transceptores ópticos interoperem com a versão padrão MSA da especificação em distâncias inferiores a 500 meters.

Tabela 2 - Especificação CWDM4 MSA vs. especificação FB relaxada

Para garantir que os transceptores funcionassem de forma confiável após instalados, o Facebook testou no nível de componente e no nível de sistema.

Os testes em nível de componente foram realizados a 25.78Gb/s por canal para caracterizar o desempenho tanto do transmissor (potência óptica média, razão de extinção, jitter, OMA etc.) quanto do receptor (sensibilidade) em diferentes temperaturas e diferentes comprimentos de fibra conforme mostrado na fig. 2 e na fig. 3.

Fig. 2 - Dados de validação do diagrama de olho do componente QSFP28 CWDM4 100G

Fig. 3 - Dados de validação de OMA do componente QSFP28 CWDM4 100G

Após os testes de componentes, os testes de tráfego em nível de sistema foram realizados em suas plataformas de switch. A Fig. 4 mostra tráfego Ethernet de 100Gbps passando por 32 portas CWDM4 concatenadas sem perda de pacotes. 

Fig. 4 - Estrutura de teste em nível de sistema QSFP28 CWDM4 100G

Conclusão do caso

Este caso do Facebook comprova que o 100G CWDM4 é uma tecnologia eficaz para aumentar a largura de banda de interconexão de switches de data centers. O Facebook apresenta uma forma de flexibilizar as especificações de desempenho dos transceptores (temperatura, alcance) para atender aos nossos requisitos operacionais de data center. Esta solução de tecnologia 10G CWDM4 fornece referência e pode ser implantada em escala para dar suporte ao tráfego real de aplicações de produção em todos os nossos data centers.

A QSFPTEK tem se concentrado em P&D e na produção de produtos de interconexão óptica de alta velocidade há 10 anos. Os módulos QSFP28 100G CWDM4 estão disponíveis pelo melhor preço. Entre em contato com a QSFPTEK e solicite uma cotação.