انتخاب 100G QSFP28: SR4، LR4، CWDM4، PSM4

SR4، PSM4، CWDM4، LR4، ER4 - پنج نوع از یک ماژول QSFP28، پنج موتور نوری مختلف، و یک تصمیم خرید که افراد بیشتری را نسبت به آنچه باید در مشکل قرار می‌دهد. محفظه ماژول در همه آنها یکسان است. رابط الکتریکی (CAUI-4، رسمی شده درIEEE 802.3bm-2015) یکسان است. آنچه متفاوت است لیزر، طول موج، رابط و فیبر مورد نیاز آن است. آن قسمت را اشتباه بگیرید و پیوند یا بالا نمی‌آید یا - بدتر - با خطاهایی مواجه می‌شود که تا هفته‌ها به اپتیک ردیابی نمی‌کنید.

 

 

مبانی QSFP28

چهار خط الکتریکی که هر کدام تقریباً با سرعت 25.78 گیگابیت در ثانیه کار می‌کنند، در یک محفظه مکانیکی مشابه با 40G QSFP{2}} مصرف برق کمتر از 3.5 وات در هر ماژول است. یک سوئیچ 1U می‌تواند 36 یا بیشتر درگاه QSFP28 را بسته‌بندی کند، به همین دلیل است که عامل شکل CFP و CFP2 را برای اکثر برنامه‌های 100GbE از بین می‌برد - آن بسته‌های قدیمی‌تر هر کدام 6 تا 24 وات می‌کشیدند و فضای بسیار بیشتری را اشغال می‌کردند.

 

 

مقایسه انواع در یک نگاه

پارامتر	SR4	PSM4	CWDM4	LR4	ER4
استاندارد IEEE / MSA	IEEE 802.3bm 100GBASE-SR4	100G PSM4 MSA	100G CWDM4 MSA	IEEE 802.3ba 100GBASE-LR4	IEEE 802.3ba 100GBASE-ER4
طول موج	850 نانومتر	1310 نانومتر	1271 / 1291 / 1311 / 1331 نانومتر	1295.56 / 1300.05 / 1304.58 / 1309.14 نانومتر	~1295–1310 نانومتر (LAN-WDM)
نوع لیزر	VCSEL	DML	DML (DFB)	EML	EML + APD Rx
نوع فیبر	OM3 / OM4 MMF	OS2 SMF	OS2 SMF	G.652 SMF	G.652 SMF
رابط	MTP/MPO-12	MTP/MPO-12	ال سی دوبلکس	ال سی دوبلکس	ال سی دوبلکس
تعداد فیبر در هر پیوند	8 (4 Tx + 4 Rx)	8 (4 Tx + 4 Rx)	2 (1 Tx + 1 Rx)	2 (1 Tx + 1 Rx)	2 (1 Tx + 1 Rx)
حداکثر رسیدن	70 متر (OM3) / 100 متر (OM4)	500 m	2 کیلومتر	10 کیلومتر	40 کیلومتر
قدرت معمولی	~2.0 W	~2.5 W	~2.5 W	~3.5 W	~4.5 W
هزینه نسبی ماژول	پایین ترین	کم – متوسط	متوسط	متوسط-بالا	بالا
بهترین تناسب	داخل-رک، سرور-به-برگ	صلیب-ساختمان (تنه های SMF 8 فیبر موجود)	بین-ساختمان، ستون فقرات-تا-اسپیون کمتر یا مساوی 2 کیلومتر	پردیس / مترو تجمع	ستون فقرات مترو، پیوندهای DR

 

 

توپولوژی: جایی که هر متغیر فرود می آید

Core / WAN (مترو ستون فقرات) ER4 - 40 کیلومتر دوبلکس LC، SMF LR4 - 10 کیلومتر دوبلکس LC، سوئیچ ستون فقرات SMF (پردیس / چند{2}}پارچه ساختمانی) CWDM4 - 2 کیلومتر دوبلکس LC، SMF CWDM4 / PSM{200/01 کلید برگ (Bldg B) SR4 - 100 m MTP/MPO, OM4 SR4 - 100 m MTP/MPO, OM4 Servers / Storage Server / Storage

 

SR4 در پایین - سرور-تا-در یک سالن واحد زندگی می‌کند. CWDM4 یا PSM4 بخش‌های برگ-تا-خط ستون فقرات را در ساختمان‌ها کنترل می‌کند. LR4 ستون فقرات{11}}تا-را در مقیاس دانشگاه پوشش می‌دهد. ER4 برای هر چیزی بیش از 10 کیلومتر.

 

SR4: کوتاه-دسترسی چند حالته

SR4 چهار کانال موازی VCSEL 850 نانومتری را روی فیبر چند حالته OM3 یا OM4 با سرعت 25.78125 گیگابایت در هر خط (IEEE 802.3bm) اجرا می کند. MTP/MPO{13}}12 کانکتور، هشت فیبر فعال، 70 متر دسترسی در OM3 و 100 متر در OM4. VCSELها ارزان‌ترین لیزر در خانواده QSFP28 هستند، خاتمه چند حالته کمتر از حالت تکی هزینه دارد، و Cisco QSFP-100G-SR4-S کمتر از 2.5 وات می‌کشد. در اینجا زیاد نمی‌توان به آن فکر کرد - اگر لینک شما زیر 100 متر در زمین است و S4 را دارید، OMR4 دارید.

 

تصمیم PSM4 در مقابل CWDM4

اینجاست که بحث تدارکات واقعی وجود دارد. هر دو PSM4 و CWDM4 برد 100 متر تا 2 کیلومتر را روی فیبر تک حالته هدف می‌گیرند، و هر دو وجود دارند زیرا استانداردهای 100G اصلی IEEE یک شکاف ایجاد می‌کنند - SR4 در 100 متر در حالت چند حالته و LR4 در 10 کیلومتر در حالت تک‌{12}مدت{12}هزینه ساخت{0} بسیار زیاد است. MSA های PSM4 و CWDM4 به طور خاص برای پر کردن آن فضا نوشته شده بودند، اما آنها آن را به روش های بسیار متفاوتی پر کردند.

 

PSM4 رویکرد موازی است: چهار کانال مستقل 1310 نانومتری DML، هر کدام روی فیبر خاص خود، از طریق یک رابط MTP/MPO-12. هشت فیبر در هر پیوند، حداکثر 500 متر دسترسی. CWDM4 یک رویکرد چندگانه با طول موج{13}}است: چهار کانال 25 گیگابیت بر ثانیه که روی چهار طول موج درشت (1271، 1291، 1311، 1331 نانومتر در هر ITU-T G.694.2) بسته بندی شده اند که از طریق یک کانکتور LC دوبلکس ارسال می شوند. دو فیبر در هر پیوند، حداکثر دسترسی 2 کیلومتر، بودجه پیوند تقریباً 5.0 دسی بل در هر CWDM4 MSA.

 

قیمت ماژول در PSM4 معمولا کمتر است. اما هر پیوند PSM4 هشت فیبر را می خورد و این به سرعت ریاضیات را تغییر می دهد. در محوطه‌ای براون‌فیلد که قبلاً دارای ۱۲- یا ۲۴-ترانک فیبر SMF است که با اتصال‌دهنده‌های MTP خاتمه می‌یابند، PSM4 یک ارتقاء تمیز از 40G QSFP+ - همان کابل‌ها، همان پچ‌پنل‌ها است، فقط اپتیک را عوض کنید. این یک مزیت واقعی است. اما در یک ساخت فیلد سبز، یا هر جایی که دارای پچ‌پنل‌های LC دو فیبر لاغر بین ساختمان‌ها باشد، تهیه ترانک‌های MTP هشت فیبری جدید صدها دلار به ازای هر پیوند اضافه می‌کند که هرگز در آیتم خط فرستنده گیرنده نشان داده نمی‌شود. الف100G QSFP28هزینه ای که برای هر ماژول 30 دلار کمتر است اما برای هر پیوند به 400 دلار بیشتر کابل کشی نیاز دارد، پس انداز نیست.

 

CWDM4 از مشکل تعداد{1}کل فیبر جلوگیری می کند. پچ کوردهای ال سی دوبلکس ارزان هستند. اکثر امکانات از قبل دارای دو{4} فیبر SMF هستند که از استقرار 1G یا 10G باقی مانده است. و دوبلکس LC در حالت تک- همان رابط فیزیکی است که اپتیک‌های 400G FR4 و DR4 از آن استفاده می‌کنند، بنابراین فیبری که امروز روشن می‌کنیدلینک 100G CWDM4ترافیک 400G را در چرخه ارتقاء بعدی بدون کابل کشی مجدد حمل می کند. برای هر پیوندی بین 100 متر و 2 کیلومتر که در آن از قبل ترانک MTP در جای خود ندارید، CWDM4 تقریباً همیشه گزینه کمتر{5}}هزینه کل است.

 

LR4: 10 کیلومتر پردیس و مترو

LR4 چهار کانال LAN{1}}WDM (1295.56، 1300.05، 1304.58، 1309.14 نانومتر به ازای هر IEEE 802.3ba) را روی یک اتصال تک حالته LC دوبلکس - چندگانه می‌کند. فاصله کانال‌های تنگ‌تر به فرستنده‌های EML - نسبت انقراض بهتر، تحمل پراکندگی رنگی بهتر نسبت به DML در PSM4 و CWDM4 نیاز دارد.برگه داده QSFP{1}}100G-LR4-S سیسکوتأیید می کند که این PHY بدون FEC، بدون سربار تصحیح خطا، تعامل چند فروشنده تمیز انجام می دهد. حق بیمه نسبت به CWDM4 قابل توجه است، بنابراین LR4 تنها زمانی معنا پیدا می کند که مسیر واقعی اندازه گیری شده شما بیش از 2 کیلومتر باشد: تجمع محوطه دانشگاه در یک مجتمع بیمارستانی یا دانشگاه،{5}دست حامل در یک کولو، آن نوع فاصله. اگر مسیر 1.8 کیلومتر است، CWDM4 را بخرید و مابه التفاوت را روی یک مشخصه OTDR خرج کنید.

 

 

ER4 و ZR4

ER4 با فرستنده‌های- EML و گیرنده‌های APD با قدرت بیشتر به ۴۰ کیلومتر می‌رسد.100GBASE ZR4آن را تا 80 کیلومتر گسترش می دهد. هر دو از LC دوبلکس در حالت تک-G.652 در محفظه استاندارد QSFP28 استفاده می‌کنند. ماژول‌های ستون فقرات مترو 4 تا 6 وات کار می‌کنند، نه اپتیک‌های مرکز داده عمومی{9}.

 

انواع لیزر و ریاضی بودجه پیوند

لیزر همان چیزی است که در واقع هزینه و دسترسی به خانواده QSFP28 را هدایت می کند و درک تفاوت ها نحوه ارزیابی برگه های داده را تغییر می دهد.

 

SR4 از آرایه های VCSEL استفاده می کند. هزینه کم، توان کم، اتصال خوب به فیبر چند حالته، محدود به 850 نانومتر و فواصل کوتاه. PSM4 و CWDM4 از فرستنده‌های DML در 1310 نانومتر استفاده می‌کنند، جریان تزریق مستقیماً نور را تعدیل می‌کند، که صدای جیر جیر (تحرک طول موج تحت مدولاسیون) را ایجاد می‌کند، اما در طول 500 متر تا 2 کیلومتر فیبر تک حالته قابل تحمل است. LR4 و ER4 به فرستنده های EML می روند. یک EML لیزر را از مدولاتور جدا می‌کند - یک لایه جذب الکترو{16} خارجی خروجی را مستقل از حفره لیزر تعدیل می‌کند و یک چشم نوری تمیزتر با پراکندگی باقیمانده کمتر ایجاد می‌کند. این سیگنال پاک‌تر چیزی است که شما را 10 تا 40 کیلومتر بدون اتکا به FEC می‌خرد.

 

برگه‌های داده یک عدد "حداکثر فاصله" را فهرست می‌کنند، اما این عدد یک کارخانه الیاف{0} تمیز کارخانه را فرض می‌کند. گیاهان واقعی دارای تلفات اتصال، تلفات درج کانکتور، تضعیف پچ پانل، خم شدن محکم در سینی کابل هستند. اعدادی که در واقع به شما می گویند که آیا یک پیوند کار می کند یا خیر، توان خروجی فرستنده، حساسیت OMA (دامنه مدولاسیون نوری) گیرنده، و تفاوت بین آنها - بودجه توان است. اگر بودجه از اتلاف اندازه گیری شده مسیر فیبر شما بیشتر باشد، پیوند کار می کند. اگر حاشیه‌ای باشد، نرخ‌های خطای بیتی بالایی دریافت می‌کنید که ممکن است توسط FEC قابل تصحیح باشد یا نباشد، بسته به اینکه چقدر بیشتر از آستانه هستید. اجرای یک ردیابی OTDR در هر مسیر قبل از نصب اپتیک حدود یک ساعت طول می کشد. آن ساعت اکثر عیب‌یابی روز 1 - را حذف می‌کند، آن‌گونه که شما سه فرستنده گیرنده را قبل از اینکه کسی در نهایت فیبر را اندازه‌گیری کند و فقدان اتصال 1.5 دسی‌بل را که هیچ‌کس مستند نشده است پیدا کند، عوض می‌کنید.

 

 

قطبیت MTP/MPO - ارزش بخش خاص خود را دارد

SR4 و PSM4 هر دو از کانکتورهای MTP/MPO-12 استفاده می‌کنند و اشتباهات قطبی مسئول تعداد نامتناسبی از خرابی‌های لینک 100G هستند که به اشتباه به عنوان اپتیک بد تشخیص داده می‌شوند.

 

پیکربندی استاندارد برای ساخت‌های مرکز داده اپتیک موازی، قطبیت نوع-B (مستقیم-از طریق) است. کانکتور نر در سمت فرستنده و گیرنده، مادگی در صندوق عقب. آداپتورهای-درجه پایین-الیت با تلفات در کارکردهای تنه طولانی‌تر - بخش‌های غیر استاندارد-با ضرر، که از قبل-بودجه پیوند SR4 محدود می‌شوند. دریافت هر یک از این اشتباهات لزوماً پیوند را از بین نمی برد. آنچه بیشتر اتفاق می افتد این است که ترافیک با استفاده کم عبور می کند اما خطاهای CRC در زیر بار افزایش می یابد. علائم شبیه یک فرستنده گیرنده حاشیه یا یک کانکتور کثیف است، بنابراین دنباله معمول عیب یابی این است: کانکتور را تمیز کنید، بدون تغییر. اپتیک را عوض کنید، بدون تغییر. اپتیک طرف دیگر را عوض کنید، بدون تغییر. در نهایت کسی یک عیب یاب بصری را می کشد، فیبرها را ردیابی می کند و متوجه می شود که قطبیت عبور کرده است. آن دنباله می تواند کل پنجره تعمیر و نگهداری را بسوزاند. بررسی قطبیت در هنگام نصب، نه در هنگام عیب یابی، به طور کامل از مشکل جلوگیری می کند.

 

برای استقرار-تراکم بالا،سیستم های ترانک و کاست مبتنی بر MTP-کمک به استانداردسازی مدیریت قطبیت در تعداد زیادی از اتصالات. CWDM4، LR4، و ER4 از کل مشکل جلوگیری می کنند - آنها از اتصال دهنده های LC دوبلکس با پولیش UPC در فیبر تک حالته-OS2 استفاده می کنند. فرول های APC سازگار نیستند و باعث تلفات برگشتی بالا می شوند.

 

 

شکست و سازگاری با عقب

SR4، PSM4 و CWDM4 از حالت شکست 4×25G پشتیبانی می‌کنند - یک درگاه 100G که به چهار اتصال مستقل 25G از طریق کابل شکست یا کاست MTP تقسیم می‌شود. برای اتصال NIC های سرور 25G به سوئیچ برگ 100G مفید است. هر نسخه NOS بر روی هر پورت ASIC فعال نمی‌شود، بنابراین با ماتریس سازگاری فروشنده سوییچ تأیید کنید. QSFP28 به صورت مکانیکی در پورت‌های QSFP+ قرار می‌گیرد، اما 100G را در مقابل یک ماژول QSFP+ در انتهای دیگر مذاکره نمی‌کند.

 

 

تصحیح آینده-

100G QSFP28 به این زودی ها به جایی نمی رسد. رابازار فرستنده و گیرنده نوری400G و 800G را به ستون فقرات فشار می دهد، اما 100G در سطح برگ و دسترسی هنوز هم سال ها در پردیس های سازمانی، اتصالات کولو کراس-و مراکز داده{4} اندازه متوسط ​​است. مفیدترین کاری که امروز می توانید انجام دهید این است که فیبر جدید به سمت OS2 یک حالته- با LC دوبلکس اجرا می شود. آن کارخانه CWDM4 را اکنون، FR4 را در چرخه بعدی 400G و احتمالاً 800G را پس از آن حمل می کند. سقف های فاصله چند حالته با هر تولید سرعت کوچک می شوند. هر کسی برنامه ریزی می کند400G QSFP-DDمهاجرت در سه سال آینده باید در حالت تک-در هر جایی که انجام این کار عملی است اجرا شود.