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100G QSFP28光模块对比

更新于 2023年12月19日 by
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随着100G以太网发展成为趋势,100G光模块市场的需求愈发增大,如今100G光模块在网络建设成本中占据了很大比例。在这些连接100G链路的光模块中,100G QSFP28凭借其小尺寸与低功耗的特点成为了100G优选模块。100G QSFP28模块具体有哪些种类,它们之间的区别又是什么?又该如何选择这些模块?本文将带你走近100G QSFP28,了解这些模块之间的具体区别与联系。

 

QSFP28光模块是什么?

100G QSFP28光模块适用于100G以太网、EDR InfiniBand和32G光纤通道,通常情况下与40G QSFP+具有完全相同的体积与面板密度。40G QSFP+采用4个10Gbps通道,100G QSFP28模块与它类似,采用4个高速差分信号通道,数据速率支持25Gbps,最高可能达到40Gbps。此外,QSFP28具有升级版的电接口,能够支持高达28Gbps的信号。QSFP28 SR4QSFP28 LR4QSFP28 PSM4QSFP28 CWDM4QSFP28 ER4。同其它封装类型的100G光模块(CFP/CFP2/CFP4)相比,100G QSFP28具有更高密度,更低功耗和明显的价格优势。

100G QSFP28光模块.jpg

图1:100G QSFP28光模块

 

100G QSFP28光模块的区别

了解了100G QSFP28的基础概念过后,本节内容将对100G QSFP28模块在标准、激光器类型、传输媒介和距离方面的差异展开详细说明。

100G QSFP28光模块的标准

100G QSFP28光模块的标准主要由IEEE与MSA两大组织定义,其中IEEE定义了QSFP28 SR4、QSFP28 LR4、QSFP28 ER4的标准。“QSFP”指光模块的封装;“28”表示每个通道的最高传输速率为28Gbps;“SR”表示短距离(最远100m),“LR”表示长距离(最远10km),“ER”表示拓展距离(最远40km);'“4”表示模块有4个通道。举例来说,QSFP28 LR4表示该100G长距离模块可以利用4个波长传输100G信号,最远距离可达10km。

100GBASE-SR4和100GBASE-LR4是IEEE定义的最常见的两种100G端口规范,但QSFP28 SR4的传输距离过短,无法满足所有连接要求,而QSFP28 LR4用于大型数据中心的成本太高。好在MSA为中等距离传输市场带来了新的解决方案:QSFP28 PSM4和CWDM4的标准诞生了。尽管QSFP28 LR4覆盖了QSFP28 CWDM4的传输距离,但就成本而言,传输2km的距离中CWDM4的成本要远比LR4更实惠更具竞争力。

100G QSFP28激光器型号

激光器在100G QSFP28光模块中发挥着巨大作用,常见的激光器有五种:VCSEL,FP, DFB,DML和EML。这些不同类型的激光器具有不同的工作波长、工作模式和应用环境。

激光器类型 工作波长 工作模式 传输距离
VCSEL 850nm 面发射 小于200m
FP 1310nm/1550nm 边发射 500m-10km
DFB 1310nm/1550nm 边发射 40km
DML 1310nm/1550nm 直接调制 500m-10km
EML 1310nm/1550nm 电吸收调制 40km

 

VCSEL激光器具有小尺寸、低功耗、易集成、低成本和与多模光纤耦合效率高的特点,常见于QSFP28 SR4模块。QSFP28 LR4和ER4模块用于长距离传输(10km或40km),要求激光器具有大眼开度、低色散、高消光比和传输距离远的特点,而EML激光器完美符合了所有要求。DML激光器可通过调制激光器的注入电流实现信号调制。由于注入电流的大小改变了激光有源区的折射率,导致波长漂移从而产生色散。因此,DML不适用于长距离传输,无法实现高速率的信号调制,却适用于传输距离为500m或2km的QSFP28 PSM4和QSFP28 CWDM4模块。

100G QSFP28传输媒介与距离

100G QSFP28光模块带有双工LC或是MTP/MPO-12连接器,传输距离从70m到40km不等。这些光模块的传输距离决定了它们的应用场景,所有的QSFP28模块都能应用于企业网或是数据中心的直连与互连。下表详细展示了它们之间的差异。

QSFP28 SR4 LR4 PSM4 CWDM4 ER4
标准 IEEE 802.3 IEEE 802.3 MSA MSA IEEE 802.3
连接器 MTP/MPO-12 双工LC MTP/MPO-12 双工LC 双工LC
光纤类型 多模 单模 单模 单模 单模
波长 850nm 1295.56-1309.14nm 1310nm 1271-1331nm 1295.56-1309.14nm
传输距离 70/100m 10km 500m 2km 40km
发射器类型 VCSEL EML DML/FP DML EML
 

QSFP28 100G光模块应用指南

如今,100G光QSFP28光模块在网络建设中占据了很大一部分。 由于尺寸小巧、功耗低、性能高,100G QSFP28光模块主要用于以下场合。

 

  • 100G 以太网

  • 数据中心互联

  • Infiniband QDR 和 DDR 互连

  • 企业网

然而,由于各种类型具有不同的性质和功能,它们的确切应用取决于实际环境中的需求。QSFP28 100G SR4主要适用于对5m至100m之间短传输距离有需求的100G数据中心。

QSFP28 100G PSM4和QSFP28 100G CWDM4专为传输距离为500m和2km的网络应用而设计。虽然QSFP28 100G CWDM4相对更昂贵,但它只需要两根单模光纤进行双向传输,比PSM4的八根单模光纤要少得多,使其成为企业网络和100G以太网的高质量选择。

QSFP28 100G LR4通常与LC单模光纤电缆一起使用,可达到最大传输距离10km。它将4X25Gbps的电信号转换为4个LAN WDM光信号,然后将它们多路复用成一个通道,实现100G光传输。

QSFP28 100G ER4通过使用WDM多路复用波分技术支持100G数据连接。它可达到最大传输距离40KM,是光通信和符合以太网100GBASE-ER4 Lite标准的应用的理想选择。

 
 

怎么选择100G QSFP28光模块?

在介绍了不同种类的100G QSFP28模块之后,相信您对这些模块已经有了基础的认识,下面来谈谈如何选择100G QSFP28模块。

1.当传输距离为5m-100m时,建议您选择QSFP28 SR4光模块,这类模块在OM3光纤上可传输距离为70m,在OM4光纤上可传输距离为100m。

2.当传输距离为100m-2km时,您可以选择QSFP28 PSM4或是QSFP28 CWDM4模块。CWDM4的单价比PSM4一般都要高,但CWDM4在双向传输时只需要2条单模光纤,PSM4却需要8条,因此整体的费用算下来使用QSFP28 PSM4可能会更贵。因此在实际应用中,需要考虑到具体的传输距离,再决定选择哪种模块合适。

3.当传输距离为10km-40km时,选择QSFP28 LR4或是QSFP28 ER4都可,前者最远可传输10km,后者最远可传输40km。

 

结论

总的来说,100G QSFP28具有高密度与低功耗的特性,在满足当前网络需求的同时还可为将来的网络拓展做准备,对大型数据中心来说是理想的光模块方案。飞速(FS)提供多种高性能的100G QSFP28光模块,所有模块都经过的严密的检测以确保产品质量和兼容性。

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