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Eine kurze Einführung in den optischen Transceiver QSFP28 ER4

Migelle

Übersetzer*in Felix
25. Oktober 2019

Heutzutage wird der optische Transceiver QSFP28 aufgrund seiner kompakten Größe, seines geringeren Verbrauchs und seiner hohen Dichte immer beliebter auf dem Markt. In einem früheren Beitrag wurden der QSFP28 SR4, der QSFP28 LR4, der QSFP28 PSM4 und der QSFP28 CWDM4 näher beschrieben. Die Übertragungsdistanz dieser optischen Transceiver variiert zwischen 500m und 10km. Aber was ist, wenn Sie über eine viel größere Entfernung, wie 20 km, 30 km oder sogar 40 km, übertragen wollen? In diesem Beitrag wird das Modul mit einer Übertragungsdistanz von 40 km – der QSFP28 ER4 – vorgestellt.

Was ist der 100Gbase ER4 Standard?

Bevor wir über die Definition des optischen Transceivers 100G QSFP28 ER4 sprechen, möchten wir Ihnen einen optischen Standard 100Gbase ER4 vorstellen. Der Standard für das optische Modul 100Gbase ER4 ist durch die IEEE 802.3ba definiert, die die Technologie des dichten Wellenlängenmultiplexens zur Übertragung von Signalen über Einmoden-Glasfaserkabel mit einer Arbeitswellenlänge von 1550 nm unterstützt. Die IEEE definiert den 'ER' auch als erweiterte Reichweite. Aber wie erweitert der QSFP28 ER4 die Übertragungsreichweite? Der Ansatz zur Verlängerung der Entfernung wird durch die Verwendung eines optischen Halbleiterverstärkers (SOA) erreicht, der die Lichtsignale vor dem Eintritt in den PIN-Fotodetektor verstärkt.

Was ist QSFP28 ER4?

Das optische Transceivermodul 100G QSFP28 ER4 entspricht dem QSFP MSA, dem IEEE 802.3ba 100GBASE-ER4 Lite und dem OTU4-Standard, der auf SMF eine Entfernung von 40 km erreichen kann. Es unterstützt sowohl 100G-Ethernet- als auch OTU4-Netzwerkanwendungen mit einer maximalen Leistungsaufnahme von 4,5W.

Wie funktioniert 100G QSFP28 ER4?

Der optische Sender QSFP28 100G ER4 arbeitet auf der LAN-WDM-Wellenlänge (1295 nm, 1300 nm, 1305 nm und 1310 nm). Die vier optischen Signale der vier Wellenlängen werden gemultiplext, um auf SMF über einen LC-Stecker nach Industriestandard zu übertragen (ein WDM-Mux wird verwendet, um die Signale der Wellenlänge auf einer einzigen Faser zu kombinieren). Auf der Empfängerseite verstärkt der SOA die Signale vor einem WDM-Demux, der die Signale in einzelne Kanäle aufteilt (die PIN-Empfänger werden verwendet, um die Kanäle wieder in elektrische Signale umzuwandeln).

QSFP28 ER4 Working Principle.jpg

Abbildung 1: Funktionsprinzip des QSFP28 ER4-Moduls

QSFP28 ER4 Anwendung

Das 100G QSFP28 ER4-Modul ist die beste Wahl für die Langstreckenübertragung bis zu 40 km. Es kann für die 100G-Direktverbindung und -Zusammenschaltung in Unternehmensnetzwerken und Rechenzentren eingesetzt werden.

Lösung für Direktanschluss

Der QSFP28 ER4 ermöglicht 100G-Direktverbindungsskalen bis zu 40km. Setzen Sie einfach zwei QSFP28 100G ER4-Module in die entsprechenden Anschlüsse von 100G-Switches ein und verbinden Sie sie dann mit einem LC-Duplex-Single-Mode-Patchkabel.

QSFP28 ER4 Direct Connection Cabling Solution.jpg

Abbildung 2: QSFP28 Modul ER4 Direktanschluss


Verkabelungslösung für Rechenzentrums-Interconnect

Das optische Modul QSFP28 100G ER4 eignet sich für die Verbindung von Datenzentren, die spärlich platziert sind, was eine praktische Wahl für die Fernverbindung zwischen Datenzentren mit 100G-Diensten darstellt. Es ist eine wirtschaftliche Lösung für die Hochgeschwindigkeitsverbindung zwischen verteilten Datenzentren. Das folgende Diagramm zeigt die grundlegende DCI-Netzwerklösung mit 100G-QSFP28 ER4-Transceivern.

QSFP28 ER4 Data Center Interconnect Cabling Solution.jpg

Abbildung 3: QSFP28 ER4 Modul Rechenzentrums-Verbindung

FAQs: QSFP28 ER4

F1: Was ist der Unterschied zwischen dem QSFP28 ER4 und dem QSFP28 ER4 Lite-Modul?

A: Das QSFP 100G ER4 hat eine Reihe von BER-Anforderungen die besser als 1E-12 ohne optische FEC-Module sind. Die Empfangsempfindlichkeit des 100G-QSFP28 ER4 ist jedoch mit der bestehenden APD-Technologie nicht zufriedenstellend. Daher haben viele Hersteller/Lieferanten von optischen Modulen ein nicht standardisiertes 100G-Basis-Modul ER4 Lite mit QSFP28-Gehäuse so definiert, dass die größte Übertragungsdistanz bis zu 40 km mit FEC oder 30 km ohne FEC beträgt. FS bietet das QSFP28 100G ER4 Lite-Modul, das dem Ethernet 100Gbase ER4 Lite-Standard entspricht, um die härtesten externen Betriebsbedingungen einschließlich Temperatur, Feuchtigkeit und EMI-Interferenz zu erfüllen.

F2: Wie unterscheidet sich das QSFP 100G ER4 Modul von QSFP28 4WDM?

A: Der optische Transceiver QSFP 100G ER4 unterstützt Dual-100G-Ethernet-Anwendungen, während der 100G-QSFP28 4DWM nur 100G-Ethernet-Anwendungen unterstützt. Die weiteren Gemeinsamkeiten und Unterschiede sind unten aufgeführt.

Komponent QSFP28 ER4 QSFP28 4WDM
Datenrate
25,78125Gbps/27,95Gbps 25,78125Gbps
Reichweite 40km 10km 20km 40km
Mittlere Wellenlänge 1295,56nm, 1300,05nm, 1304,58nm, 1309,14nm
1271nm, 1291nm, 1311nm, 1331nm 1295,56nm, 1300,05nm, 1304,58nm, 1309,14nm 1295,56nm, 1300,05nm, 1304,58nm, 1309,14nm
FEC-Anforderung Ohne FEC (BER 1E-12) Mit FEC (BER 5E-5)
Empfänger SOA+PIN ROSA PIN ROSA PIN ROSA APD ROSA
Kühlungsbedarf Gekühlt Ungekühlt Gekühlt Gekühlt


F3: Was sind die Unterschiede zwischen QSFP 100G ER4 und 100G SR10?

A: Der Hauptunterschied zwischen QSFP28 100G ER4 und 100G SR10 besteht in der Übertragungsdistanz und den Glasfaserkabeln, mit denen sie arbeiten. Erstere unterstützt eine 40 km lange Übertragung über Monomode-Fasern durch LC-Stecker und erleichtert so die Entwicklung von hochleistungsfähigen und kompakten optischen 100G-Geräten, die zur Verbindung von Datenzentren und U-Bahn-Netzen verwendet werden. Letzteres unterstützt Verbindungslängen von 100m bzw. 150m auf laseroptimierten OM3- und OM4-Multifaserkabeln, die mit MPO/MTP-24-Steckverbindern abgeschlossen werden. Es kann auch für den 10x10-Gigabit-Ethernet-Modus zusammen mit Band-zu-Duplex-Faser-Breakout-Kabeln für die Verbindung von einer 100G-Schnittstelle zu zehn optischen 10G-SR-Schnittstellen eingesetzt werden.

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