Comprensión completa de los módulos transceptores CFP

Actualizado el 02 de marzo de 2022 por

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Una de las soluciones para alcanzar una velocidad de línea de 100 Gb/s se basa en 10 carriles de 10 Gb/s. De ahí surge el módulo transceptor CFP, el portador de la transformación de 10G a 100G. ¿Qué es? ¿Qué significa CFP? En este artículo aprenderemos todo lo que hay que saber sobre este artilugio.

¿Qué es un transceptor CFP?

«CFP» son las siglas de C form-factor pluggable, conector de factor de forma C. Se trata de un acuerdo de múltiples fuentes (MSA, multi-source agreement) que define el factor de forma del transceptor óptico para la transmisión de señales digitales de alta velocidad. Los transceptores CFP están definidos por el CFP MSA para permitir aplicaciones de 40 Gb/s, 100 Gb/s y 400 Gb/s. Presentan un nuevo concepto, conocido como disipador de calor montado, que facilita la inserción del módulo en la placa host. Hay distintos tipos transceptores CFP, estos incluyen el CFP, el CFP2, el CFP4 y el CFP8. Diseñados para satisfacer los requisitos de gran ancho de banda de las redes de comunicación de datos.

Figura 1: Módulos CFP, CFP2 y CFP4 de FS

Tipos de transceptores CFP 100G

Los transceptores conectables CFP, CFP2, CFP4 y CFP8 son capaces de soportar requisitos de gran ancho de banda de las redes de comunicación de datos, las cuales son troncales para el Internet.

Módulos CFP, CFP2 y CFP4 para 40/100G

El módulo óptico CFP puede transmitir una sola señal de 100G, o múltiples señales de 40G y señales OTU3. Su pequeño tamaño le confiere una ventaja sobre el cableado de alta densidad. Los módulos CFP incluyen: el CFP 100GBASE-SR10 para 100 m en cables de fibra multimodo, el CFP 100GBASE-LR10 y el CFP 100GBASE-LR4 para 10 km mediante cables de fibra monomodo, y el CFP 100GBASE-ER10 y el CFP 100GBASE-ER4 para 40 km en cables de fibra monomodo.

La interfaz eléctrica del CFP2 se ha especificado para permitir la personalización específica del proveedor en torno a varias interfaces de 4 x 25 Gb/s, pero también soporta carriles de 10 x 10 Gb/s, 4 x 25 Gb/s, 8 x 25 Gb/s u 8 x 50 Gb/s. Este módulo es más eficiente que el CFP y es ideal para la interconexión de centros de datos troncales DWDM y el lado de la línea, para operadoras metropolitanas y para aplicaciones regionales/de larga distancia.

El módulo CFP4 mide la mitad que el CFP2 en tamaño y su ancho es una cuarta parte que el del CFP (que es menos eficiente en la utilización de los puertos). Su interfaz eléctrica está especificada para soportar interfaces de 4 x 25 Gb/s y 4 x 10 Gb/s. El CFP MSA definió el módulo CFP4 para aplicarlo al Ethernet de 40G/100G, las telecomunicaciones y otras aplicaciones.

Módulo transceptor CFP8 para 400G

El módulo CFP8 fue propuesto en 2015 y tiene un factor de forma similar al CFP2. Mide 40 mm x 102 mm x 9,5 mm y ofrece un ancho de banda cuatro veces mayor que las soluciones 100G existentes. Su interfaz eléctrica se ha especificado para permitir el modo de 16 x 25 Gb/s y el de 8 x 50 Gb/s. El transceptor CFP8 400G ofrece a los usuarios de Ethernet una solución de alta densidad de puertos y alto rendimiento gracias a su tamaño compacto y su bajo consumo de energía; tiene una densidad de ancho de banda 8 veces superior al CFP y 4 veces mayor que el CFP2.

Aplicaciones del módulo transceptor CFP

El CFP es uno de los tipos principales de sistemas de interconexión de interfaz de E/S de alta velocidad y se utiliza sobre todo en sistemas de redes de área amplia, redes metropolitanas, estaciones base inalámbricas, vídeo y otras redes de telecomunicaciones. Las principales implementaciones en segmentos de mercado incluyen centros de datos en la nube, centros de datos empresariales, laboratorios de computación de alto rendimiento (HPC, high performance computing) y sistemas de proveedores de Internet. A continuación, ilustramos dos aplicaciones de redes metropolitanas en las que interviene este tipo de transceptor.

Módulo CFP coherente 100G para aplicaciones de red metropolitana

Los CFP coherentes 100G pueden superar los límites de la transmisión óptica manteniendo el rendimiento. La tecnología DWDM permite la transmisión de datos entre emplazamientos a más de 1000 km de distancia.

Escenario 1: Aplicación del módulo CFP en una red DWDM 100G multicanal

Dado que las velocidades de 100G son más susceptibles a la dispersión, hace falta aportar compensación extra de la dispersión y aumentar la potencia óptica. Por tanto, primero se utiliza un multiplexor DWDM de 100 GHz adicional para unificar todas las velocidades de 100G, seguido de una etapa combinada de compensación de la dispersión y amplificación. Esta arquitectura es compatible con el modelo «pago por expansión» (pay-as-you-grow) para los proveedores de servicios. Cuando se agota el ancho de banda, los canales 10G existentes pueden intercambiarse sin problemas con servicios de 100G. De hecho, se pueden reutilizar los componentes restantes para ampliar la velocidad de datos hasta 2,4 Tb/s.

Este escenario requeriría 24 módulos CFP de diferentes colores desplegados junto con el multiplexor DWDM de 48 canales de 100 GHz. Primero se multiplexan todos los servicios de 100G unificados, de modo que basta con una sola etapa de compensación de la dispersión y amplificación. Esta arquitectura de red reutiliza una infraestructura existente para proporcionar una mayor densidad, ofrece flexibilidad a un precio asequible.

Escenario 2: Aplicación del módulo CFP en soluciones de extensión de distancia de 100G

En este escenario, se ha probado el switch con transpondedores OEO 10G para soluciones sencillas de extensión de distancia. Las señales de salida de 100G del switch se convierten en señales DWDM que pueden transmitirse a mayores distancias. Se eliminan las limitaciones de distancia con un módulo CFP coherente que conecta la señal de salida a la fibra de la línea para transportarla a distancias más largas.

Para lograr una mayor densidad de cableado con la óptica CFP 100G, se combinan un Mux/Demux DWDM de 16 canales de fibra dual (puede servir como híbrido CWDM/DWDM) y un Mux/Demux WDM de 8 canales de fibra dual, además, se añaden un cable breakout MTP y un convertidor OEO WDM/SFP+ para transferir la longitud de onda regular SR a longitudes de onda DWDM. De este modo, se obtiene una rentable construcción de red DWDM de larga distancia (2 500 km) con módulos CFP coherentes 100G.