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如何实现100G数据中心低成本互连?一文读懂QSFP28光模块之间差异

  • August 26. 2020

人工智能和大数据的迅猛发展,使得100G数据中心的数量每年都在增加,100G光模块作为100G光网络传输必备的部件,每年的需求量也跟着增加。目前100G光模块采用的主流封装形式为QSFP28,其他形式的封装(CFP、CFP2、CFP4)因体积较大不被市场所青睐。下面易天光通信(ETU-LINK)就给大家分享如何通过100G QSFP28光模块之间的差异实现100G数据中心低成本互连。


1、标准不同


目前主流100G光模块标准主要由IEEE(电子电气工程协会)和MSA(多源协议)两家标准化机构制定。IEEE 802.3是IEEE旗下的一个工作组,10G、40G、100G、400G光模块的标准都是它提出来的。

接口标准

制定机构

光纤类型

波长(nm)

传输距离

100GBASE-SR4

IEEE 802.3

多模

850

100M

100GBASE-LR4

IEEE 802.3

单模

1295.56-1309.14

10KM

100GBASE-ER4

IEEE 802.3

单模

1295.56-1309.14

40KM

100G PSM4

MSA

单模

1310

500M

100G CWDM4

MSA

单模

1271-1331

2KM

在大型数据中心的互连方案中,100GBASE-SR4光模块因支持的传输距离太短,不能满足所有的互连场景,使用100GBASE-LR4光模块的成本又太高,于是MSA制定了100G PSM4和100G CWDM4两个方案解决了中距离传输的需求。


2、工作原理不同


(1) 100GBASE-SR4光模块


100GBASE-SR4光模块采用QSFP28封装形式,在发射端,电信号经过4阵列激光器转换为光信号,然后在带状多模光纤上并行传输,在到达接收端时,4阵列光敏二极管将并行光信号转换成并行电信号。


(2) 100GBASE-LR4光模块


100GBASE-LR4光模块将4路25Gbps电信号转换为4路LAN WDM光信号,然后采用MUX或者WDM将其复用为单通道,实现100G光信号传输。在接收端,该模块采用DEMUX将100G光输入解复用为4路LAN WDM光信号,然后将其转换为4路电信号再输出信道。


(3) 100G PSM4光模块


100G PSM4(并行单模4通道)光模块采用8根单模光纤(4个发送和4个接收)实现点对点的100 Gbps链路连接,每条通道以25 Gbps的速率发送,而且每条独立通道的波长都为1310nm。所以,两个光收发器通常使用8/12芯MPO接口单模OS2跳线进行连接通信。


(4) 100G CWDM4光模块


100G CWDM4光模块通过使用粗波分复用(CWDM)技术,将1270nm、1290nm、1310nm和1330nm四种波长复用到一根单模光纤上进行信号传输。


3、成本价格不同


(1) 100GBASE-LR4 VS 100G CWDM4


一方面,LR4采用4.5nm的LAN-WDM间隔,而CWDM4采用20nm 的CWDM间隔,因为通道间隔越大,对光学MUX/DEMUX器件的要求就越低,所以LR4使用的光学MUX/DEMUX器件比CWDM4更贵。

另一方面,LR4使用的激光器是EML(电吸收调制激光器),而CWDM4使用的激光器是DML(直接调制激光器),EML比DML价格更贵,而且LR4需要额外增加TEC(半导体热电制冷器)。综上所述,100GBASE-LR4的价格比100G CWDM4的价格要贵出许多。


(2) 100G CWDM4 VS 100G PSM4


100G PSM4光模块传输需要用8根单模光纤,而100G CWDM4光模块由于使用了波分复用器,所以只需要2根单模光纤。虽然100G CWDM4光模块比100G PSM4光模块价格稍贵些,但是随着传输距离的增加,100G PSM4光模块的总成本会上升的很快,所以在实际应用中需要依据互连距离来决定使用PSM4还是CWDM4。


以上就是主流100G QSFP28光模块之间大致的对比,最后,易天光通信(ETU-LINK)提供几款数据中心内部互连光模块的选择方案供大家参考。



1) 100M传输距离内,可使用100GBASE-SR4光模块;

2) 500M-2KM传输距离内,可使用100G PSM4光模块;

3) 2KM-10KM传输距离内,可使用100G CWDM4、100GBASE-LR4光模块;

4) 10KM-40KM传输距离内,可使用100GBASE-ER4光模块。如何实现100G数据中心低成本互连?一文读懂QSFP28光模块之间差异


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