Guía de referencia: Cableado MTP/MPO para redes de 400G

El switch 400G, lanzado a finales de 2018 y principios de 2019, se introdujo en el mercado y muchos esperaban que se adoptara oficialmente en el 2020. De hecho, la empresa independiente líder en análisis e investigación de mercados Dell'Oro predice que los envíos de puertos de conmutación de 400G alcanzarán los 15 millones para el 2023. En consonancia con esta tendencia, muchos proveedores se han comprometido a ofrecer diversos módulos 400G y soluciones de cableado MTP/MPO para hacer frente a la red de alto rendimiento que precisa de tecnología 400G. En este artículo explicaremos en qué consiste el cableado de 400G MTP/MPO y describiremos algunos de los escenarios de aplicación.

Una mirada a la óptica 400G y a los cables MTP

Con la aparición de los 400GbE, están surgiendo módulos 400G de múltiples tipos, entre los que se incluyen el 400G-SR8, 400G-DR4, 400G-FR4, 400G-FR8, 400G-LR8, y 400G-SR16, etc. De los anteriores, los modelos 400G-SR8, 400G-DR4 y 400G-FR4 han sido ampliamente probados en el mercado de forma generalizada en los factores de forma QSFP-DD y OSFP. Además, ya se comercializan en el mercado.

Regulados por la IEEE P802.3cm, los transceptores 400G-SR8 QSFP-DD/OSFP están diseñados para proporcionar una transmisión de corto alcance rentable, mediante la adopción de cables MTP multimodo paralelos de 16 fibras. De conformidad con lo establecido en el protocolo IEEE 802.3bs Task Force, los transceptores 400G-DR4 QSFP-DD/OSFP adoptan cables MTP monomodo paralelos de 8 o 12 fibras que pueden llegar a tener un alcance de 500 metros. A diferencia de los dos anteriores, la interfaz 400G-FR4 solo utiliza 4 láseres en lugar de 8 para multiplexarlos en una fibra en cada dirección. Los módulos 400G-FR4 QSFP-DD/OSFP han sido homologados por las especificaciones del consorcio industrial 100GLambda MSA, con el fin de proporcionar una transmisión de largo alcance con cables LC monomodo de 2 fibras.

En consecuencia, el cableado MTP se usa principalmente junto con los transceptores ópticos 400G-DR4 y 400G-SR8 en redes 400G, las cuales se pueden clasificar según el tipo de cable: SMTP y MMF de 8 fibras, 12 fibras, 16 fibras.

Figura 1: SR8, DR4 y DR8

Solución de cableado MTP para escenarios típicos de aplicaciones de red 400G

En los centros de datos de 400G existen principalmente cuatro escenarios de cableado: 400G-400G, 400G-4x100G, 400G-2x200G y 400G-5x80G. Combinando los módulos de tecnología 400G mencionados anteriormente con los cables de conexión correspondientes, se realizará una conexión o interconexión directa impecable. En esta sección, nos centraremos en las soluciones de cableado MTP de conexión directa para los cuatro escenarios.

Conexión directa de 400G-400G

400G-DR4 OSFP/QSFP-DD a 400G-DR4 OSFP/QSFP-DD

En la expresión "DR4", las letras "DR" hacen referencia a 500m de alcance utilizando fibra monomodo, y el número "4" significa que hay 4 canales ópticos de 100 Gbps. Dado que un canal óptico requiere dos fibras, se puede utilizar un cable MTP de 8 o 12 fibras para conectar el módulo 400G-DR4 directamente. En el cableado MTP de 8 fibras, la utilización de la fibra es del 100%, mientras que en el cableado MTP de 12 fibras, cuatro fibras permanecen sin usar. En la siguiente imagen tomamos como ejemplo el módulo 400G QSFP-DD, y vemos cómo se emplea el cableado MTP para la conexión directa de 400G DR4.

Figura 2: Conexión directa 400G-400G (Escenario 1)

En la expresión "SR8", las letras "SR" hacen referencia a un alcance de 100m adoptando fibras multimodo, y el número "8" significa que existen 8 canales ópticos, operando cada uno a 50Gbps. Por lo general, los módulos 400G-SR8 emplean cables MTP de 16 fibras con un aprovechamiento del 100% de las mismas para la conexión directa. Se espera que los principales usuarios de los módulos ópticos 400G-SR8 sean ciertos proveedores de servicios en la nube a gran escala en América del Norte y China.

Figura 3: Conexión directa 400G-400G (Escenario 2)

Conexión directa 400G-2x200G

400G-SR8 OFSP/QSFP-DD a 2x200G-SR4 QSFP

En la red troncal y en algunas redes más complejas de área metropolitana, se adoptará la tecnología de doble soporte (2x200G) para comprimir el espacio entre canales, con respecto a la tecnología de 400G de un solo soporte. Extendiendo la distancia de transmisión y mejorando la eficiencia espectral, la conexión directa 400G-2x200G puede ayudar a implementar redes troncales 400G con recursos mínimos de ancho de banda.

En este caso, necesitamos un cable de conversión terminado con conectores MTP en ambos extremos. Con este tipo de cable, se puede conectar directamente un módulo OFSP/QSFP-DD 400G con dos módulos QSFP56 200G.

Figura 4: Conexión directa 400G-2x200G (Escenario 3)

Conexión directa de 400G-4x100G

400G-DR4 OSFP/QSFP-DD a 4x100G-DR QSFP

La arquitectura de 400G-4x100G emplea 4 longitudes de onda de 100Gbps. Sin embargo, la tecnología 100G actual se basa en el diseño de 4x25G y no puede escalar a 400G. La tecnología PAM4 se adopta para lograr 100 Gbps por canal, y luego alcanzar una velocidad general de 400 Gbps mediante la agregación 4x100G. Los cables MTP permiten dividir el ancho de banda de 400G en múltiples flujos de datos de 100G o 40G.

En el escenario de la migración de 400G a 4x100G, los siguientes componentes deben ser tenidos en cuenta: un casete MTP-LC de 8 fibras que se incorpora en el gabinete de montaje en rack de fibra para realizar la transmisión del MTP al LC, y un cable troncal MTP/MPO de 8 fibras y cuatro cables de conexión LC dúplex para realizar la conexión en cada extremo.

Figura 5: Conexión directa 400G-4x100G (Escenario 4)

Conexión directa de 400G-8x50G

400G-SR8 OFSP/QSFP-DD a 8x50G-SR SFP

El rápido desarrollo de la tecnología 400G ha impulsado hasta cierto punto el mercado menos popular de los 50G. Lo anterior, debido a que tecnología de 50GbE proporciona igualmente la escala para la próxima red de 400G (8x50G). Ocho carriles de 50G pueden soportar el enlace óptico de la agregación de 40Gbps a través de la modulación PAN.

Para este ejemplo de escenario, el cassette MTP se debe ubicar en el centro para conectar el cable de conversión MTP de 16 fibras y los cables de conexión LC dúplex, con el fin de realizar la conexión directa de 400G-8x50G.

Figura 6: Conexión directa 400G-8x50G (Escenario 5)

Escalamiento al sistema de cableado MTP para redes de 400G

La tecnología de 400G es cada vez más más ubicua en muchos entornos de redes de alto rendimiento y alta densidad. Con la popularización de las redes de 400G, el cableado MTP se ha utilizado ampliamente en los centros de datos de forma predominante. FS, manteniéndose a la vanguardia, ofrece una amplia gama de productos 400G MTP de gran utilidad para lograr una conexión sin problemas de 400GbE o la migración a 400G-4x100G, 400G-2x200G y 400G-5x80G.

Artículos recomendados：

¿Cómo elegir el mejor cable MTP/MPO?

Tecnología OTN(red de transporte óptico) 400G: portadora única, portadora dual y portadora quad