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QSFP-40G-LR4-Transceiver: QSFP+ CWDM vs. PSM

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John

Veröffentlicht 13. Januar 2016
2020-12-03 10:35:46
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Der QSFP+-Transceiver, die aktualisierte Version von QSFP (Quad Small Form-Factor Pluggable), ist bekannt dafür, dass er vier 10-Gigabit-Sende- und Empfangskanäle in einem einzigen steckbaren optischen Modul für eine Gesamtbandbreite von 40 Gbps bereitstellt. Es wird heutzutage häufig eingesetzt, um eine 40-Gigabit-Ethernet-Konnektivität mit hoher Dichte und geringem Stromverbrauch bereitzustellen. Basierend auf der Wurzel des QSFP+-Transceivers wurden Typen von 40G-Transceivern entwickelt, wie z.B. QSFP+ 40G LR4 CWDM und 40G PSM LR4. In diesem Beitrag wird ein Vergleich zwischen QSFP 40G LR4 CWDM und 40G LR4 PSM untersucht.

Grundlagen: CWDM und PSM

Vor dem Vergleich ist es notwendig, einige Grundlagen von CWDM und PSM durchzugehen:

CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing): Als eine Art von WDM wird CWDM verwendet, um mehrere Signale auf Laserstrahlen mit verschiedenen Wellenlängen für die Übertragung zusammen mit Glasfaserkabeln zu kombinieren. Es wird typischerweise in Punkt-zu-Punkt-Topologie in Unternehmensnetzen und Telekommunikationszugangsnetzen eingesetzt.

PSM (Parallel Single Mode Fiber): Es handelt sich um eine Technologie, die es ermöglicht, Signale über vier parallele Fasern in jeder Richtung zu übertragen oder zu empfangen, anstatt über mehrere Kanäle auf einer einzigen Faser.

QSFP-40G-LR4 CWDM-Transceiver

QSFP-40G-LR4 CWDM-Transceiver bezieht sich üblicherweise auf den QSFP+ 40G LR4-Transceiver. Mit einer Duplex-LC-Schnittstelle ist der QSFP+ CWDM LR4 konform zu 40GBASE-LR4 des IEEE P802.3ba-Standards. Er enthält vier unabhängige Sende- und Empfangskanäle, wobei jeder Kanal eine optische 10G-Übertragung ermöglicht. Die maximale Übertragungsdistanz dieses QSFP+-Transceivertyps beträgt 10 km. Um die optische Dispersion im Langstreckensystem zu minimieren, muss eine Singlemode-Faser (SMF) verwendet werden.

Dieser QSFP-40G-LR4 CWDM-Transceiver arbeitet durch die Umwandlung von 4 Eingangskanälen mit 10G Daten in 4 optische CWDM-Signale durch ein kontrolliertes 4-Wellenlängen-DFB (Distributed Feedback)-Laserarray und multiplext sie dann in einen einzigen Kanal für die optische 40G-Übertragung, die sich aus dem Sendermodul aus der SMF ausbreitet. Umgekehrt akzeptiert das Empfängermodul die Ausgabe des optischen 40G-QSFP-CWDM-Signals und demultiplext es in vier separate 10G-Kanäle mit unterschiedlichen Wellenlängen.

Figure 1: Block diagram of QSFP-40G-LR4 CWDM transceiver

Die zentralen Wellenlängen der 4 CWDM-Kanäle sind 1271, 1291, 1311 und 1331 nm, die dem durch ITU-T G694.2 definierten CWDM-Wellenlängenraster entsprechen. Jeder Wellenlängenkanal wird von einer diskreten Fotodiode erfasst und nach der Verstärkung durch einen Transimpedanzverstärker (TIA) als elektrische Daten ausgegeben.

QSFP-40G-LR4 PSM-Transceiver

QSFP-40G-LR4 PSM wird von einigen Anbietern wie Arista und FS auch als QSFP-40G-PLR4 bezeichnet. Ausgestattet mit einer MTP/MPO-Glasfaser-Bandschnittstelle bietet der LR4 PSM QSFP+-Transceiver 4 unabhängige Sende- und Empfangsspuren, die jeweils einen 10G-Betrieb bis zu 10 km über Singlemode-Glasfaser ermöglichen.

Das QSFP-40G-LR4 PSM arbeitet so, dass das Sendemodul elektrische Eingangssignale akzeptiert, die mit Gleichtaktlogik (CML)-Pegeln kompatibel sind. Dann wandelt das Empfängermodul die parallelen Eingangssignale über ein Fotodetektor-Array in Ausgangssignale um. Die Ausgangssignale des Empfangsmoduls sind ebenfalls mit CML-Pegeln spannungskompatibel. In der Regel befinden sich in der MTP/MPO-Schnittstellenbuchse Führungsstifte für die korrekte Ausrichtung von Kanal zu Kanal. Wenn Benutzer in diesem Fall ein optisches Kabel mit dem MTP/MPO-Stecker in eine QSFP+-Transceiver-Buchse stecken, kann das Kabel bei einem Ausrichtungsfehler nicht verdreht werden.

Figure 2: Block diagram of QSFP-40G-LR4 PSM transceiver

QSFP-40G-LR4 CWDM vs. PSM: Was sind die Unterschiede?

Als 40G-QSFP+-Transceiver werden sowohl 40G-LR4-CWDM als auch PSM für die Langstreckenübertragung verwendet. In Bezug auf die Aspekte optischer Sender (optischer Tx), optischer MUX/DEMUX, Schnittstelle und Faser haben sie jedoch unterschiedliche Merkmale, die in der folgenden Tabelle aufgeführt sind.

Parameter 40G LR4 CWDM 40G LR4 PSM
Optical Tx 4 ungekühlte 1300 nm CWDM direkt modulierte Laser (20 nm Wellenlängenabstand) 4 integrierte Silizium-Photonenmodulatoren und ein CW-Laser (ungekühlter 1300-nm-DFB-Laser)
Optical MUX/DEMUX Ja Nein
Interface Duplex LC MTP/MPO Faser-Band
Faser 2 Singlemode-Fasern 8 Singlemode-Fasern


FAQ: QSFP-40G-LR4 CWDM/PSM

Können die CWDM- und PSM-Transceiver QSFP-40G-LR4 für 4x10G verwendet werden?

Es hängt von Ihrem QSFP+-Transceivertyp ab. Wenn Sie den CWDM-Transceiver QSFP-40G-LR4 verwenden, kann er nicht in 4x10G aufgeteilt werden. Das liegt daran, dass er 4 Wellenlängen auf einem Paar Monomode-Fasern mit LC-Duplex-Schnittstelle verwendet und es sich nicht erlaubt, ohne wesentliche Komplexität die Wellenlängen in 4 Paare aufzuteilen. Wenn Sie jedoch einen QSFP-40G-LR4 PSM-Transceiver verwenden, ist die Antwort anders. Der 40GBASE-LR4 PSM QSFP+ Transceiver kann für 4x10G verwendet werden, da er parallele (Bändchen-)Fasern mit MTP/MPO-Schnittstelle verwendet, was die Bildung von 4 Faserpaaren ermöglicht.

Was ist der Unterschied zwischen QSFP+ PSM IR4 und 40G QSFP+ PSM LR4 Transceivern?

Diese beiden QSFP+-Transceiver sind beide die integrierten optischen Vierkanal-Transceiver mit MTP/MPO-Faserbändern. Der einzige Unterschied liegt in der unterstützten Übertragungsdistanz. 40G PSM LR4 wird verwendet, um eine Übertragungsdistanz von höchstens 10 km zu unterstützen, während 40G PSM IR4 1,4 km beträgt.

Was sind die Unterschiede zwischen QSFP+ CWDM LR4 und LX4/ ER4 Transceivern?

Ihre Unterschiede werden hauptsächlich durch die unterstützten Kabel und die Übertragungsdistanzen verursacht. QSFP-40G-LR4 CWDM wird zur Unterstützung von bis zu 10 km Verbindungsdistanz über das Singlemode-Kabel verwendet. Der LX4 CWDM QSFP+ Transceiver ist für die Unterstützung von optischen Kommunikationsanwendungen bis zu 2 km (SMF) und 150 m (MMF) ausgelegt. Und der QSFP+ 40G ER4 CWDM-Transceiver unterstützt eine Verbindungslänge von bis zu 40 km über SMF mit der Duplex-LC-Schnittstelle.