Les Caractéristiques et Applications des Modules Émetteurs-récepteurs optiques Multimodes QSFP28 100G

Alors que l'informatique en nuage et les réseaux 5G continuent de proliférer, l'expansion des centres de données s'accélère, ce qui fait grimper la demande de modules émetteurs-récepteurs 100G. Ces modules représentent une part importante des coûts globaux de construction des réseaux. Dans les environnements confinés des centres de données, la majorité des liaisons par fibre optique, en particulier dans les installations de petite et moyenne taille, s'étendent sur des distances inférieures à 100 mètres. Même dans les centres de données plus importants, une part substantielle des liaisons par fibre optique - plus de 70 % - est inférieure à 100 mètres, et plus de 80 % d'entre elles ne dépassent pas 125 mètres.

Compte tenu de ces exigences de courte distance, la fibre multimode apparaît comme la solution préférée pour la plupart des liens des centres de données. Par conséquent, le module multimode 100G apparaît comme l'option la plus recherchée. Parmi l'ensemble des solutions disponibles, le module multimode QSFP28 100G se distingue par sa polyvalence. Les principaux concurrents dans cette catégorie sont le 100GBASE-SR4, le 100GBASE-SR BD, le 100GBASE-SWDM4 et le QSFP28 BiDi SR1.2 100G. Chacun de ces modèles offre des avantages distincts adaptés à des besoins de mise en réseau spécifiques, ce qui permet aux centres de données d'optimiser leur infrastructure pour répondre à l'évolution de la demande tout en gérant efficacement les coûts.

Introduction des Modules Émetteurs-récepteurs Multimodes QSFP28 100G

100G QSFP28 SR4

• Le module QSFP28 SR4 100G est conçu pour la transmission de données à haut débit et à courte distance sur fibre multimode.

• Il fonctionne à une longueur d'onde de 850nm et supporte une distance de transmission maximale de 100 mètres.

• Avec ses quatre voies parallèles, ce module peut atteindre un débit de 100 Gbps, ce qui en fait une solution idéale pour les centres de données et les applications de réseau d'entreprise.

100GBASE-SR BD

• Le module BD 100GBASE-SR offre une solution économique pour la transmission de données à courte distance dans les centres de données.

• Il utilise un schéma de transmission bidirectionnel (BiDi), permettant de transmettre et de recevoir des données sur un seul brin de fibre.

• Fonctionnant à une longueur d'onde de 850nm, il supporte des distances de transmission pouvant atteindre 100 mètres sur une fibre multimode OM4.

100GBASE-SWDM4

• Le module 100GBASE-SWDM4 utilise la technologie SWDM (Short Wavelength Division Multiplexing) pour réaliser une transmission de données à haut débit sur une fibre multimode duplex.

• Il utilise quatre longueurs d'onde différentes dans la fenêtre spectrale de 850 nm, permettant des distances de transmission allant jusqu'à 150 mètres sur la fibre OM4.

• Ce module constitue une solution rentable pour la mise à niveau de l'infrastructure multimode existante afin de prendre en charge des débits de données plus élevés.

QSFP28 100G BiDi SR1.2

• Le module QSFP28 100G BiDi SR1.2 offre une solution compacte et efficace pour la transmission de données à courte distance dans les centres de données et les environnements de réseaux de campus.

• Il utilise la transmission bidirectionnelle sur une seule paire de fibres, ce qui réduit les besoins en câblage de fibres et simplifie l'installation.

• Grâce à sa norme SR1.2 améliorée, ce module prend en charge des distances de transmission allant jusqu'à 70 mètres sur fibre multimode OM3, ce qui le rend adapté aux déploiements à haute densité.

Sélection des Applications des Modules Multimodes QSFP28 100G

100G QSFP28 SR4

Dans le domaine des modules multimodes 100G, le 100GBASE-SR4 apparaît comme le modèle le plus répandu. Ce module, le QSFP28 SR4 100G, est une merveille optique full-duplex connectable à chaud, avec une longueur d'onde centrale de 850nm et une adhésion méticuleuse aux normes IEEE 802.3BA. Il est destiné aux transmissions à courte distance dans le domaine des réseaux Ethernet 100G. Le module optique QSFP28 100G SR4 est doté de quatre canaux d'émission et de réception autonomes, chacun fonctionnant à un taux formidable de 25 Gbps. Utilisant des interfaces MPO ou MTP (comprenant 8 cœurs), ce module présente des capacités de transmission impressionnantes, couvrant 70 m lorsqu'il est associé à une fibre multimode OM3 et s'étendant jusqu'à 100 m avec une fibre multimode OM4. Le principe de fonctionnement est le suivant :

QSFP28 100G SR BD

Contrairement à son homologue SR4, le module QSFP28 SR BiDi (Bidirectionnel) 100G adopte une approche innovante, exploitant la technologie WDM (Wavelength Division Multiplexing) pour permettre à chaque port LC de transmettre et de recevoir simultanément des signaux optiques de longueurs d'onde distinctes via une seule fibre multimode. Cette conception ingénieuse permet une capacité de transmission totale de 100G à travers les deux interfaces LC. Fonctionnant sur une interface optique bidirectionnelle VCSEL à double longueur d'onde, ces modules excellent dans la transmission PAM4 2 × 50 Gb/s, en exploitant les longueurs d'onde de 850nm et 900nm. Ils s'intègrent parfaitement aux systèmes de fibre multimode, permettant des transmissions jusqu'à 70 mètres avec les câbles patch en fibre OM3, jusqu'à 100 mètres avec les câbles de brassage en fibre OM4, et jusqu'à 150 mètres avec les câbles de brassage en fibre OM5. Le principe de fonctionnement de ces modules démontre leur efficacité dans l'optimisation des performances du réseau tout en assurant une transmission transparente des données dans divers environnements de réseau. Le principe de fonctionnement est le suivant :

QSFP28 100G SWDM4

Le 100GBASE-SWDM4 présente des similitudes avec le 100G QSFP28 SR BiDi en ce qui concerne l'utilisation d'interfaces LC duplex. Le SWDM (short-wave wavelength division multiplexing) reprend les concepts du CWDM4 et du LWDM4 dans des configurations monomodes. Grâce à l'application ingénieuse de la technologie MUX/DMUX, le SWDM4 permet la transmission simultanée de signaux optiques dans quatre bandes de longueur d'onde distinctes sur un seul cœur de fibre multimode. Ces bandes de longueurs d'onde, couvrant 850nm, 880nm, 910nm et 940nm, permettent des capacités de transmission de données robustes. En particulier, le module 100GBASE-SWDM4 présente des distances de transmission remarquables, atteignant jusqu'à 70 mètres avec des câbles patch à fibre OM3 et s'étendant jusqu'à 100 mètres avec des câbles patch à fibre OM4. Le principe de fonctionnement est le suivant :

QSFP28 BiDi 100G SR1.2

Alors que les charges de travail critiques telles que l'intelligence artificielle (IA) et l'apprentissage automatique augmentent les demandes de calcul et de trafic dans les centres de données, il existe un besoin pressant de connexions plus denses et plus rapides le long des crêtes et des dorsales de ces structures, ainsi pour les switchs et serveurs situés entre/haut des racks. Cependant, les mises à niveau des centres de données traditionnels de 10G vers 40G ou 100G impliquent souvent de convertir le câblage LC duplex se connectant aux modules optiques SFP en câblage MPO se connectant aux modules optiques QSFP, ce qui entraîne une augmentation des coûts d'exploitation. La simplification du câblage et la réduction des dépenses d'investissement deviennent primordiales dans de tels scénarios. C'est là qu'intervient le module optique utilisant la solution BiDi, illustrée par le QSFP28 BiDi SR1.2 de 100G.

Tout comme son homologue 40G QSFP+ SR BiDi, le QSFP28 100G BiDi SR1.2 permet aux opérateurs de centres de données d'exploiter leur infrastructure de jarretières LC duplex existante lors de la transition du 10G SR ou du 40Gb BiDi vers le 100G. Cela facilite un processus de mise à niveau transparent, permettant aux opérateurs d'améliorer la flexibilité de leurs centres de données en mettant à niveau les périphériques de réseau un terminal à la fois.

Le QSFP28 BiDi 100G SR1.2 est un module optique BiDi QSFP28 (Quad Small Form-Factor Pluggable) conçu pour supporter la transmission de données à 100Gbps tout en adhérant au standard IEEE802.3bm 100GBASE-SR4. Grâce à la fibre optique multimode LC duplex à double cœur, le module utilise une modulation NRZ 4×25G à l'extrémité électrique, qui se convertit de manière transparente en une modulation PAM4 2x50Gbps à l'extrémité optique, ce qui permet d'obtenir une bande passante totale de 100Gb. La technologie PAM4 facilite la transmission des signaux à la fois à des débits de 50 Gb et à des débits de 25 Gbaud, ce qui garantit des performances et une efficacité optimales dans les environnements de centres de données à forte demande.

Le QSFP28 SR BiDi 100G est utilisé par paire pour la connectivité 100G et peut également être connecté au QSFP+ SR BiDi 400G en mode branche 4 x 100G.

Bien que les quatre modules utilisent des fibres optiques multimodes, leurs approches techniques diffèrent considérablement. Le module QSFP28 SR4 100G utilise une méthode de transmission parallèle à quatre canaux, nécessitant huit fibres optiques pour une transmission complète (quatre pour la réception et quatre pour la transmission). En revanche, le module 100GBASE-SR BD utilise une seule fibre optique pour transmettre et recevoir des données 50G, ce qui permet aux deux interfaces de transmettre conjointement des données 100G. De même, le module 100GBASE-SWDM4 utilise le multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM) pour fusionner les signaux de quatre bandes distinctes en une seule fibre optique, ce qui nécessite deux fibres pour une transmission efficace des données.

Tous les modules sont compatibles avec le port QSFP28 100G largement utilisé, ce qui garantit une intégration transparente dans les infrastructures de réseau existantes. Bien qu'il y ait des différences significatives dans les spécifications techniques, leurs applications ne présentent qu'une disparité minimale. En termes de ressources en fibres et de coûts de câblage, les modules 100GBASE-SR BD et 100GBASE-SWDM4 sont avantageux, ne nécessitant qu'un quart des ressources en fibres par rapport au module 100GBASE-SR4. Cette efficacité se traduit par des économies significatives en termes de dépenses d'investissement pour l'infrastructure de la fibre. Cependant, il est important de noter que les coûts initiaux des modules 100GBASE-SR BD, QSFP28 BiDi SR1.2 et 100GBASE-SWDM4 sont plus élevés que ceux du module 100GBASE-SR4. Par conséquent, lorsque l'on considère le coût global du module optique associé à l'infrastructure de fibre, il est recommandé de sélectionner le produit approprié en fonction des besoins réels du programme.

Conclusion

Pour les connexions à courte distance dans les centres de données, FS offre une solution complète. FS propose des options telles que les modules QSFP28 100G SL4, QSFP28 100G BiDi SR1.2 et QSFP28 100G SWDM4, qui s'intègrent tous de manière transparente avec des cavaliers multimodes LC duplex. Cette polyvalence s'étend au remplacement des modules optiques conventionnels tels que le QSFP28 SR4 100G, ce qui permet de réaliser des économies substantielles sur les ressources en fibres optiques et de simplifier la gestion des fibres dans l'environnement du centre de données.