Введение в оптические трансиверы 100G

С развитием центров обработки данных все больше ЦОД сталкиваются с необходимостью модернизации сетевой инфраструктуры. Большинство центров обработки данных рассматривают возможность перехода на сеть Ethernet 100G, и 100G станет основной тенденцией развития сетей в будущем. Спрос на оптические трансиверы 100G в отрасли связи также растет. Существует множество типов оптоволоконных трансиверов 100G, включая несколько моделей CXP, CFP и QSFP28. Прежде чем покупать оборудование или разрабатывать решение, следует ознакомиться с типами и характеристиками этих различных оптоволоконных трансиверов 100G. В этой статье подробно рассматриваются три модели: CXP, CFP и QSFP28, а также распространенный разъем оптических трансиверов 100G.

Что такое стандарт 100G?

Наиболее распространёнными стандартами интерфейсов 100G являются SR4 (Short Reach), SR10, LR4 (Long Reach), ER4 и ZR4. Все эти стандартные электрические сигналы определяются как 1010G. Для LR4 и ER4 внешний оптический сигнал составляет 425G. Среди этих моделей SR4 и SR10 в основном используются для передачи данных на короткие расстояния, а максимальная дальность передачи составляет 100 метров. LR4, ER4 и ZR4 обычно используются для передачи данных на большие расстояния. Максимальная дальность передачи LR4 составляет 10km, ER4 — 40km, а ZR4 — 80km.

Типы оптических трансиверов 100G

Основные модели оптических трансиверов 100G, доступные в настоящее время на рынке, включают оптические трансиверы CXP, оптические трансиверы CFP/CFP2/CFP4 и оптические трансиверы QSFP28. Наиболее популярной моделью оптического трансивера на рынке является Оптический трансивер QSFP28 сейчас.

Оптический трансивер CXP

Буква C в CXP обозначает число 12, записанное в шестнадцатеричной системе счисления. Число 12 означает, что модуль CXP является оптическим модулем с 12 полнодуплексными каналами, разработанным с использованием трансиверов 12x10G; он имеет 12 каналов передачи и 12 каналов приема и может обеспечивать скорость передачи до 120G. Трансивер CXP прост в реализации, поддерживает горячую замену и имеет меньший форм-фактор по сравнению с CFP. Он поддерживает многомодовую передачу на короткие расстояния по стандарту 100GBASE-SR10 и взаимозаменяем с оптическими трансиверами CFP/CFP2/CFP4 и QSFP28, соответствующими стандарту SR10. Максимальная дальность передачи оптического модуля CXP 100G составляет 100m по кабелю OM3 и 150m по кабелю OM4. Сети центров обработки данных, сети высокопроизводительных вычислений, агрегация на уровне ядра корпоративных сетей и транспортные приложения поставщиков услуг.

Рисунок 1: трансивер 100G CXP 

Оптические трансиверы серии CFP (CFP / CFP2 / CFP4)

Оптический трансивер 100G CFP представляет собой очень большой подключаемый оптический трансивер, где буква C является римской цифрой, обозначающей число 100 (centum). Размеры оптических трансиверов CFP, CFP2 и CFP4 различаются: CFP2 вдвое меньше CFP, а оптический трансивер CFP4 вдвое меньше CFP2 и может поддерживать 40/100G. Ширина и энергопотребление трансивера CFP4 значительно улучшены по сравнению с двумя предыдущими поколениями благодаря его меньшему размеру, поэтому он также лучше подходит для Ethernet 100G, требующего более высокой плотности.

Рисунок 2: трансивер 100G CFP 

Оптический модуль QSFP28

Оптический модуль 100G QSFP28 расшифровывается как Quad Small Form-factor Pluggable. Он рассчитан на четыре независимых канала передачи, каждый из которых имеет скорость 25G, что в совокупности обеспечивает скорость передачи 100G. Модули 100G QSFP28 имеют меньший форм-фактор, чем оптические модули CFP4, что дает им значительные преимущества при передаче данных высокой плотности. В настоящее время к основным оптическим модулям QSFP28 на рынке относятся 100GBASE-PSM4, 100GBASE-SR4, 100GBASE-LR4, и 100GBASE-CWDM4. По мере того как оптические модули 100G QSFP28 становятся все более популярными на рынке, а технология совершенствуется, их стоимость будет снижаться. Модуль с меньшей стоимостью является лучшим выбором для большинства будущих центров обработки данных.

Рисунок 3: трансивер 100G QSFP28

Различные типы разъёмов оптических трансиверов 100G

Наиболее распространенными типами коннекторов в оптических модулях 100G являются SC / LC / MPO и другие. В традиционном интерфейсе 10G обычно используются коннекторы SC/LC для формирования двухжильных межсоединений с одноканальной передачей. Коннекторы LC и SC имеют очень похожие конструкцию и принцип работы, но коннекторы LC отличаются меньшим размером.

Коннектор MPO представляет собой универсальный адаптер push-on / push-off для подключения нескольких волокон. В этом коннекторе используется параллельная технология: несколько транспондеров размещаются в одном корпусе и объединяются с помощью нескольких оптических волокон. Конструкция. На рынке распространены две модели MPO: MPO12 и MPO24.

MPO12 имеет 12 оптических волокон: четыре из них являются приемными, еще четыре передающими, а оставшиеся четыре представляют собой свободные волокна. Из этих 12 волокон 4 неактивны, поэтому этот стандарт относится к SR4/LR4.

MPO 24 представляет собой 24-волоконную, 12-жильную, 12-жильную, 24-проводную сварную 12-волоконную сборку. Одно из волокон используется для передатчика, а другое волокно — для приемника. При использовании с оптическим модулем CFP 100G в каждой сборке средние 10*10G волокон используются для передачи трафика, а два крайних волокна бездействуют. В обеих сборках всего 4 бездействующих волокна, поэтому такая конфигурация обозначается как SR10. При использовании с модулем CXP имеются 12 передающих и 12 приемных волокон, без неиспользуемых линий.

Например, в случае оптического модуля QSFP28 100G трансивер использует внутренние разветвитель и мультиплексор для модуляции 4 каналов данных 28G в оптическое волокно, а внешний трансивер имеет единый интерфейс LC для одного информационного потока, что позволяет значительно экономить ресурсы оптоволокна при передаче на большие расстояния. Эта технология многоволоконной оптической передачи называется WDM и широко используется при строительстве базовых станций 5G. Для передачи на короткие расстояния обычно применяются коннекторы MPO, а для передачи на большие расстояния — коннекторы LC, позволяющие экономить оптоволокно.

Могут ли различные оптические трансиверы 100G взаимодействовать друг с другом?

Оптические трансиверы 100G одного типа могут соединяться с другими модулями. Например, CXP может соединяться с CXP, а CFP-SR10 — с CFP-SR10. При установлении соединения между оптическими трансиверами 100G разных типов они должны соответствовать одному стандарту и иметь один и тот же тип интерфейса. Другой пример: CFP / CFP2 / CFP4 могут работать с QSFP28 при использовании одной и той же системы сигнализации и типа интерфейса. CFP2-LR4 с дуплексным интерфейсом LC может обмениваться данными с QSFP28-LR4 через дуплексный интерфейс LC. Трансивер 100G CXP может соединяться с оптическим трансивером CFP/CFP2/CFP4/QSFP28 только при использовании стандарта SR10. При соединении модуля CXP и модуля CFP2-SR10 CXP должен маскировать контакты 1, 12, 13 и 24 на краю CXP, поскольку CXP является 12-канальным трансивером, а CFP2 — 10-канальным трансивером.

Заключение

Большинство центров обработки данных теперь предпочитает переводить свои сети на Ethernet со скоростью 100 Гбит/с. Перед модернизацией сети необходимо узнать всё об этих оптических модулях 100G. Трансивер 100G CXP сегодня постепенно выводится с рынка и рассматривается инженерами лишь в нескольких особых случаях, тогда как трансивер 100G CFP и оптические модули 100G QSFP28 становятся основными на рынке. Выберите оптический трансивер 100G для модернизации вашей сети QSFPTEK, мы можем предложить вам различные оптические модули, включая экономичные и высококачественные оптические модули 100G CFP и QSFP28. Свяжитесь с нами по адресу [email protected].