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Transceptor QSFP-40G-LR4: QSFP+ CWDM vs PSM

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John

13 de enero de 2016
2020-11-29 03:52:30
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El transceptor QSFP+, la versión actualizada del QSFP (conector cuádruple enchufable de factor de forma pequeño), es conocido por ofrecer cuatro canales de transmisión y recepción de 10 Gigabits en un único módulo óptico enchufable para un ancho de banda agregado de 40 Gbps. Actualmente se adopta de forma generalizada para proporcionar conectividad Ethernet de 40 Gigabit de alta densidad y baja potencia. Tomando como referencia el transceptor QSFP+, se han desarrollado varios tipos de transceptores de 40G, entre los que se incluyen el QSFP+ 40G LR4 CWDM y el 40G PSM LR4. En este artículo, compararaemos los módulos QSFP 40G LR4 CWDM y 40G LR4 PSM.

Fundamentos del CWDM y PSM

Antes de hacer una comparación, es necesario repasar algunos conceptos básicos de CWDM y PSM:

CWDM (Multiplexación por División de Longitud de Onda Gruesa): Siendo un tipo de WDM, el CWDM se usa para combinar múltiples señales en rayos láser de varias longitudes de onda para su transmisión junto con cables de fibra óptica. Se suele desplegar en topología punto a punto en redes empresariales y redes de acceso de telecomunicaciones.

PSM (Fibra monomodo paralela): Es una tecnología que permite transmitir o recibir señales a través de cuatro fibras paralelas en cada dirección en lugar de hacerlo a través de múltiples canales en una sola fibra.

Transceptor CWDM QSFP-40G-LR4

El transceptor QSFP-40G-LR4 CWDM se refiere comúnmente al transceptor QSFP+ 40G LR4. Gracias a su interfaz LC dúplex, el QSFP+ CWDM LR4 cumple con el estándar 40GBASE-LR4 que establece la norma IEEE P802.3ba. Tiene cuatro canales de transmisión y recepción no sesgados, cada uno de los cuales lleva una transmisión óptica de 10G. La distancia máxima de transmisión de este tipo de transceptor QSFP+ es de 10 km. Para minimizar la dispersión óptica en el sistema de larga distancia, se debe utilizar la fibra monomodo (SMF).

Este transceptor QSFP-40G-LR4 CWDM funciona convirtiendo 4 canales de entrada de datos eléctricos de 10G en 4 señales ópticas CWDM mediante un conjunto de láser de retroalimentación distribuida (DFB) de 4 longitudes de onda, y luego los multiplexa en un solo canal para una transmisión óptica de 40G, propagándose fuera del módulo transmisor desde la SMF. Por el contrario, el módulo receptor acepta la salida de la señal óptica de 40G QSFP CWDM y la demultiplexa en cuatro canales separados de 10G con diferentes longitudes de onda.

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

Las longitudes de onda centrales de los 4 canales CWDM son 1271, 1291, 1311 y 1331 nm, las cuales cumplen con la rejilla de longitudes de onda CWDM definida por el ITU-T G694.2. Cada canal de longitud de onda es captado por un fotodiodo discreto y emitido como datos eléctricos después de ser potenciado por un amplificador de transimpedancia (TIA).

Transceptor PSM QSFP-40G-LR4

El QSFP-40G-LR4 PSM, también conocido como QSFP-40G-PLR4 por algunos proveedores como Arista y FS, está equipado con una interfaz de cinta de fibra MTP/MPO, el transceptor LR4 PSM QSFP+ ofrece 4 carriles independientes de transmisión y recepción y cada uno de ellos es capaz de funcionar a 10 G a lo largo de 10 km en fibra monomodo.

El QSFP-40G-LR4 PSM funciona de manera que el módulo transmisor acepta señales de entrada eléctrica compatibles con los niveles de lógica de modo común (CML). Luego, el módulo receptor convierte las señales de entrada paralelas a través de un conjunto de fotodetectores en señales de salida. Las señales de salida del módulo receptor también son compatibles con los niveles de CML. Por lo general, hay pines de guía dentro del receptáculo de la interfaz MTP/MPO para la alineación adecuada de canal a canal. En ese caso, cuando los usuarios conectan un cable óptico con el conector MTP/MPO en un receptáculo del transceptor QSFP+, el cable no puede ser torcido en caso de fallo de alineación.

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

QSFP-40G-LR4 CWDM vs. PSM: ¿Cuál es la diferencia?

Al igual que los transceptores QSFP+ de 40G, tanto el CWDM de 40G LR4 como el PSM se utilizan para la transmisión a larga distancia. Sin embargo, en cuanto a los aspectos de transmisión óptica (Tx óptico), MUX/DEMUX óptico, interfaz y fibra, éstos tienen características diferentes como se indica en la siguiente tabla.

Parámetros 40G LR4 CWDM 40G LR4 PSM
Tx óptico 4 láseres de modulación directa CWDM de 1300 nm sin refrigerar (intervalo de longitud de onda de 20 nm) 4 moduladores fotónicos de silicio integrados y un láser CW (láser DFB de 1300 nm sin enfriar)
MUX/DEMUX No
Interfaz LC dúplex Cinta de fibra MTP/MPO
Fibra 2 fibras monomodo 8 fibras monomodo


Preguntas frecuentes sobre QSFP-40G-LR4 CWDM/PSM

Can QSFP-40G-LR4 CWDM and PSM Transceivers Be Used for 4x10G?

¿Pueden usarse los transceptores QSFP-40G-LR4 CWDM y PSM para 4x10G? Depende del tipo de transceptor QSFP+. Cuando se utiliza el transceptor QSFP-40G-LR4 CWDM, no se puede fraccionar en 4x10G. Eso se debe a que utiliza 4 longitudes de onda en un par de fibras monomodo con interfaz LC dúplex, y no permite dividirse en 4 pares sin una complejidad sustancial para dividir las longitudes de onda. Sin embargo, si se utiliza un transceptor PSM QSFP-40G-LR4, la respuesta será diferente. El transceptor PSM QSFP+ de 40GBASE-LR4 se puede utilizar para 4x10G, porque utiliza fibra paralela (cinta) con interfaz MTP/MPO, que permite la creación de 4 pares de fibras.

¿Cuál es la diferencia entre los transceptores QSFP+ PSM IR4 y 40G QSFP+ PSM LR4?

Estos dos transceptores QSFP+ son los dos transceptores ópticos integrados de cuatro canales con interfaces de cinta de fibra MTP/MPO. La única diferencia radica en la distancia de transmisión que soportan. El 40G PSM LR4 se utiliza para soportar una distancia de transmisión no superior a 10 km, mientras que el 40G PSM IR4 es de 1,4 km.

¿Cuáles son las diferencias entre los transceptores QSFP+ CWDM LR4 y LX4/ ER4?

Sus diferencias se deben principalmente a sus cables soportados y a las distancias de transmisión. El QSFP-40G-LR4 CWDM se utiliza para soportar hasta 10 km de distancia de enlace a través del cable monomodo. El transceptor LX4 CWDM QSFP+ está diseñado para soportar hasta 2km (SMF) y 150m (MMF) de aplicaciones de comunicación óptica. Además, el transceptor QSFP+ 40G ER4 CWDM soporta una distancia de enlace de hasta 40 km sobre SMF con la interfaz LC dúplex.