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

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.

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.

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.