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QSFP+ Module: Infos rund um QSFP+ Transceiver und ihren Typen

Sheldon

Übersetzer*in Felix
8. Mai 2013

Es lässt sich nicht leugnen, dass die 40G-Ethernet-Technologie im Vergleich zum neu entstandenen 25G-Ethernet ausgereifter ist, und es gibt verschiedene Arten von relevanten Produkten für 40G-Anwendungen auf dem Markt. Daher tendieren einige Netzwerkmanager immer noch dazu, 40G-Ethernet-Netzwerke als sichere und zuverlässige Wahl in Rechenzentren einzusetzen. Als eine der Schlüsselkomponenten von 40G-Ethernet ist der optische 40G-QSFP+-Transceiver unausweichlich überzeugend. Was ist also das QSFP+-Modul und was sind die Unterschiede zwischen 40G QSFP+- und 40G CFP-Modulen?

Wiki: 40G QSFP+ Transceiver

Was ist ein QSFP+ Modul?

Als Weiterentwicklung von QSFP (Quad Small Form-Factor Pluggable) ist das QSFP+ Modul ein kompakter, im laufenden Betrieb steckbarer Transceiver für 40 Gbps Geschwindigkeit. Es ist konform mit dem SFF-8436 und dem QSFP Multi-source Agreement (MSA). Es gibt 4 unabhängige 10 Gbps-Datenspuren in jeder Richtung, um die Gesamtbandbreite von 40 Gbps zu unterstützen. QSFP+ wurde in großem Umfang für 40GBASE-X-Ethernet, Breakout zu 10GBASE-X-Ethernet, Rechenzentrumsaggregation und Backplane-Anwendungen sowie für Switch- und Router-Verbindungen für Datenkommunikation eingesetzt. Die folgende Abbildung veranschaulicht die Abmessung von QSFP+.

QSFP+ mechanical dimensions.jpg

Abbildung 1: Mechanische Abmessung von QSFP+


Was sind die Schnittstellen des QSFP+ Moduls?

QSFP+-Transceiver sind so konzipiert, dass sie in jeden QSFP+-Port (und einen Teil des QSFP28-Ports) installiert werden können und 40GBASE-X-Schnittstellen zum Netzwerk über den QSFP+-Anschluss ermöglichen. Im Allgemeinen können die Schnittstellen von 40G-QSFP+-Modulen entweder Duplex-LC oder MTP/MPO (in der folgenden Einführung kurz "MTP" genannt) sein. Es gibt einige deutliche Unterschiede zwischen den beiden Schnittstellen: Übertragungsdistanz, Kabeltyp und Verfügbarkeit einer 4x10G-Konnektivität usw. Wenn Sie weitere Informationen über die Prüfung und den Vergleich der beiden Schnittstellen erhalten möchten, besuchen Sie bitte die Seite: 40G QSFP+ MTP vs. 40G QSFP+ LC-Transceiver.

QSFP+ interfaces.jpg

Abbildung 2: QSFP+-Schnittstellen – MTP vs. LC


Wie viele Arten von QSFP+-Transceivern gibt es?

Es gibt eine Vielzahl von 40G-Transceivern, die derzeit auf dem Markt erhältlich sind. Es ist von großer Bedeutung, diese verschiedenen Typen zu unterscheiden und den richtigen auszuwählen, der Ihren Bedürfnissen entspricht. Neun gängige Typen von QSFP+-Transceivern werden jeweils in den folgenden Abschnitten vorgestellt.

QSFP+-Transceiver mit paralleler MTP-Schnittstelle

Vier Module – 40GBASE-SR4, 40GBASE-CSR4, 40GBASE-PLRL4 und 40GBASE-PLR4 – werden im folgenden einzeln vorgestellt. Alle Transceiver sind mit einer MTP-Schnittstelle ausgestattet und für Szenarien verfügbar, die vier 10GbE-Ports über eine einzige QSFP+-Schnittstelle erfordern.

40GBASE-SR4

40GBASE-SR4 ist wahrscheinlich der beliebteste 40G-Transceiver für die Kurzstreckenübertragung. Er arbeitet über Multimode-Fasern, und seine Link-Länge kann 100 m über OM3 und 150 m über OM4 erreichen. Das 40GBASE-SR4-Modul verfügt über vier Sende- und vier Empfangsspuren von 10G, mit denen ein kombiniertes Senden und Empfangen von 40G-Signalen erreicht werden kann.

40GBASE-CSR4

Als Upgrade-Version von SR4 teilt das 40GBASE-CSR4-Modul das gleiche Prinzip wie 40GBASE-SR4, in dem beide eine MTP-Schnittstelle haben. Darüber hinaus kann 40GBASE-CSR4 auch für 40G-Glasfaserverbindungen über 12-Faser-Parallelkabel mit MTP-Buchsen oder in einem 4x10G-Breakout-Modus mit parallelen bis Duplex-Faser-Breakout-Kabeln für die Verbindung zu vier 10GBASE-SR-Schnittstellen verwendet werden. Der Unterschied besteht darin, dass der CSR4 längere Datenübertragungen bis zu 300 m über OM3 und 400 m auf OM4 unterstützt.

40GBASE-PLRL4

QSFP+ PLRL4 bezieht sich auf "QSFP+ parallel LRL4". Im Allgemeinen kann die digitale Datenübertragung in zwei grundlegenden Modi erfolgen: seriell oder parallel. Vereinfacht ausgedrückt werden mehrere Bits gleichzeitig auf verschiedenen Kanälen innerhalb desselben Kabels in paralleler Übertragung gesendet. Wie die SR4- und CSR4-Module verwendet auch das 40GBASE-PLRL4-Modul eine parallele Übertragung, die mit MTP-Anschlüssen kombiniert wird. Im Gegensatz zu den beiden vorherigen Modulen kann das 40GBASE-PLRL4-Modul Langstreckenübertragungen bis zu 1 km oder 1,4 km über SMF unterstützen.

40GBASE-PLR4

Der 40GBASE-PLR4-Transceiver wird mit MTP-Anschlüssen abgeschlossen, um eine parallele Übertragung zu erreichen. Darüber hinaus kann 40GBASE-PLR4 wie 40GBASE-PLRL4 vier einzelne 10G-LR-Verbindungen mit einem 4×10G-Modus und Glasfaser-Breakout-Kabeln für Monomode-Fasern unterstützen. Für lange Datenübertragungen wie 40GBASE-PLRL4 konzipiert, können die Verbindungslängen von 40GBASE-PLR4 bis zu 10 km erreichen.

QSFP+-Transceiver mit Duplex-LC-Schnittstelle

40GBASE-BiDi, 40GBASE-UNIV, 40GBASE-LR4, 40GBASE-LR4L und 40GBASE-ER4 werden im Folgenden der Reihe nach dargestellt. Sie alle arbeiten mit LC-Steckverbindern. 40GBASE-BiDi ist jedoch das einzige Gerät, das Daten über kurze Entfernungen nur über MMF überträgt.

40GBASE-BiDi

40GBASE-BiDi hat die einzigartige Fähigkeit, 40G-Vollduplex-Verkehr über ein Duplex-MMF-Kabel mit LC-Steckern zu übertragen. Mit anderen Worten, der QSFP+ BiDi-Transceiver unterstützt eine 40G-Verbindung über ein Paar MMF-Kabel und ermöglicht gleichzeitig die Bereitstellung von 40G über die gleiche Infrastruktur wie 10G (10GBASE-SR), ohne dass Glasfasern hinzugefügt werden müssen. Das 40GBASE-BiDi-Modul ist ein optischer Transceiver mit kurzer Reichweite, der bis zu 100 Meter auf OM3 oder bis zu 150 Meter über OM4 erreichen kann.

40GBASE-UNIV

Dieses Modul wird als "universell" bezeichnet, da es sowohl mit dem MMF als auch mit dem SMF arbeiten kann, ohne dass irgendwelche Software-/Hardware-Änderungen am Modul oder zusätzliche Hardware im Netzwerk erforderlich sind. Daher werden die zusätzlichen Kosten und die Zeit für die Bereitstellung eingespart. Das 40GBASE-UNIV-Modul verfügt über 4 10G-Kanäle, die innerhalb des Moduls gemultiplext sind, um ein 40G-Gesamtsignal über 2 Glasfaserstränge zu senden und zu empfangen. Es kann dieselbe Übertragungsdistanz über OM3- und OM4-Fasern (d.h. 150 m) unterstützen und auch Verbindungslängen von bis zu 500 m bis 2 km (je nach Anbieter) über ein Monomode-Faserkabel erreichen.

40GBASE-LR4

Während das weit verbreitete Modul 40GBASE-SR4 für die Kurzstreckenübertragung verwendet wird, ist das Modul 40GBASE-LR4 im Gegensatz dazu für die Langstrecken-Datenübertragung vorgesehen. Die Verbindungslänge dieses QSFP+-Typs beträgt bis zu 10 km über ein Monomode-Glasfaserkabel mit Duplex-LC-Steckverbindern. 40GBASE-LR4 multiplext die vier Sendekanäle auf einen Glasfaserstrang und die vier Empfangskanäle auf einen anderen einzelnen Glasfaserstrang, anstatt für jeden Kanal einen einzigen Glasfaserstrang zu verwenden.

The working principle of 40GBASE-LR4 transceivers.jpg

Abbildung 3: Das Funktionsprinzip von 40GBASE-LR4-Transceivern


40GBASE-LR4L

40GBase-LR4L (40GBase-LR4 Lite) hat die gleichen Grundlagen wie der 40GBase-LR4. Beide werden für die 40G-Datenübertragung mit großer Reichweite über Monomode-Glasfaserkabel verwendet. Der Hauptunterschied besteht darin, dass das LR4L-Modul nur bis zu 2 km Übertragungsentfernung erreichen kann.

40GBASE-ER4

Das letzte QSFP+-Modul, das eingeführt wurde, kann die längste Übertragungsstrecke von Daten bis zu 40 km über SMF mit Duplex-LC-Steckverbindern bewältigen. Es hat das gleiche Funktionsprinzip wie das bereits erwähnte 40GBASE-LR4.

Die nachstehende Tabelle enthält eine Veranschaulichung und einen Vergleich:

Typ Schnittstelle Kabeltyp Wellenlänge Max. Entfernung Auch genannt
SR4 Parellel MTP MMF 850nm 100m@OM3; 150m@OM4 iSR4
CSR4 MMF 850nm 300m@OM3; 400m@OM4 XSR4/ESR4/SR4E/eiSR4
PLRL4 SMF 1310nm 1km oder 1,4km PIR4/LRL4
PLR4 SMF 1310nm 10km N/A
BiDi Duplex LC MMF 832nm-918nm 100m@OM3; 150m@OM4 SR-BD/SR-BiDi
UNIV MMF/SMF 1310nm 150m@OM3/OM4 MMF; 500m bis 2km SMF LX4/LM4
LR4L SMF 1310nm 2km IR4
LR4 SMF 1310nm 10km N/A
ER4 SMF 1310nm 40km N/A

40G QSFP+ vs. 40G CFP: Was ist der Unterschied?

Was ist 40G-CFP?

CFP, kurz für C-Form-Faktor Pluggable, ist MSA-konform, um einen gemeinsamen Formfaktor für die Übertragung von digitalen Hochgeschwindigkeitssignalen zu erzeugen. Dieser Standard wurde in erster Linie für 100-Gigabit-Ethernet-Systeme entwickelt, kann aber auch 40 GbE unterstützen. Es gibt drei Haupttypen von 40G-CFP-Modulen, 40GBASE-SR4 CFP wird für eine 150 m lange Übertragung auf OM4 MMF mit MTP-Steckverbindern verwendet; 40GBASE-LR4 CFP ist für eine 10 km lange Übertragung auf SMF mit SC-Duplex-Steckverbindern ausgelegt und 40GBASE-FR CFP wird für eine 2 km lange Übertragung auf SMF mit SC-Duplex-Steckverbindern verwendet. Die folgende Abbildung veranschaulicht die Abmessung von CFP.

CFP mechanical dimensions.jpg

Abbildung 4: Mechanische Abmessung von CFP


Was ist der Unterschied zwischen QSFP+ und CFP?

Erstens ist ein CFP-Modul optisch recht groß, was eine Stapelung oder Gruppierung nicht zulässt. Die Schnittstelle eines CFP-Moduls ist MTP- oder SC-Duplex, was sich ebenfalls von der MTP- oder LC-Schnittstelle des QSFP+-Moduls unterscheidet. Außerdem haben 40G-CFP-Module relativ beschränkte Typen, so dass sie die unterschiedlichen Anforderungen der Benutzer an verschiedene Entfernungen nicht erfüllen können. Mit einem Wort, QSFP+ ist kleiner und relativ kostengünstig, mit höherer Flexibilität und breiterer Anwendung im Vergleich zu 40G CFP.

Fazit

Wie die Untersuchungen zeigen, benötigen die Kommunikationsnetzwerke dringend eine Aufrüstung der optischen Übertragungsbandbreite von den ursprünglichen 10G auf 40G und sogar 100G. 40G-QSFP+-Module garantieren eine hochdichte, kostengünstige und energiesparende 40G-Datenübertragung, die in eine vielversprechende Zukunft führt. Das Verständnis dessen, was QSFP+ ist, 40G-QSFP+-Modul-Schnittstellen, Typen und Anwendungen ist die erste Aufgabe vor der Auswahl der optimierten Transceiver für Ihre Dateneinrichtung. Hoffentlich gibt Ihnen dieser Beitrag einige Impulse zu den 40G-QSFP+- und 40G-CFP-Transceivermodulen.

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