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Modules optiques QSFP+ 40G MTP ou QSFP+ 40G LC

Migelle

Traducteur David
13 décembre 2019

Depuis que le 40 Gigabit Ethernet a été déployé dans de nombreux centres de données, divers dispositifs de réseau conçus pour des liaisons 40GbE sont disponibles sur le marché. Les émetteurs-récepteurs 40G seront sans doute un élément indispensable. Il existe deux interfaces adoptées par les modules QSFP+ 40G : MTP/MPO et LC. Quelles sont les différences entre le module QSFP+ MTP et le QSFP+ LC ?

Que sont les émetteurs-récepteurs QSFP+ 40G MTP et QSFP+ 40G LC ?

Le type de connecteur qui se fixe aux deux extrémités des cordons de raccordement est déterminé par l'interface des émetteurs-récepteurs 40G. Normalement, les émetteurs-récepteurs QSFP+ 40G sont équipés d'interfaces MTP pour les courtes distances de transmission, et les interfaces LC sont utilisées pour les longues distances. Des modules spécifiques et quelques exceptions sont présentés de manière détaillée dans la deuxième partie.

Les modules QSFP+ 40G MTP sont des émetteurs-récepteurs QSFP+ avec des interfaces MTP, qui sont installés sur des câbles MTP/MPO. Le MTP est une version améliorée du MPO générique (Multi-Fiber Push-on), et ils sont désignés de manière interchangeable. Dans la plupart des cas, nous utiliserons simplement "MTP" pour des raisons de commodité. Les modules QSFP+ MTP 40GbE se connectent généralement avec des câbles MTP à 8 ou 12 fibres qui sont terminés par des connecteurs MTP parallèles (femelles) à 12 fibres.

QSFP+ MTP module with MTP cable.jpg


Les modules QSFP+ 40G LC sont des émetteurs-récepteurs QSFP+ avec des interfaces LC, qui sont équipées de câbles LC. Les modules QSFP+ LC 40GbE se connectent généralement avec des câbles LC duplex à 2 fibres qui sont terminés par des connecteurs LC duplex à 2 fibres.

QSFP+ LC module with LC cable.jpg


Quelles sont les différences entre les modules QSFP+ MTP et QSFP+ LC ?

Principe de fonctionnement

Emetteur-récepteur QSFP+ MTP 40G - Côté émission, l'émetteur convertit des signaux d'entrée électriques parallèles en signaux optiques parallèles grâce à l'utilisation d'un rayon laser. Ensuite, les signaux optiques parallèles sont transmis simultanément par le câble parallèle du MTP. Du côté de la réception, le récepteur convertit les signaux d'entrée optiques parallèles via un rayon de photodétecteurs en signaux de sortie électriques parallèles. Il convient de mentionner que les émetteurs-récepteurs QSFP+ 40G avec interface MTP peuvent être utilisés pour une connectivité 4x10G via un câble externe à 12 fibres parallèles à 2 fibres duplex.

The working principle of 40G QSFP+ MTP transceivers.jpg


Emetteur-récepteur QSFP+ LC 40G - Côté émission, des flux de données série 10G à 4 canaux sont transmis aux circuits de commande laser. Les circuits de commande des lasers contrôlent les lasers à modulation directe (DML) avec des longueurs d'onde. Ensuite, la sortie des quatre DML est multiplexée optiquement sur un câble à fibre optique par un connecteur LC, se regroupant en un signal optique de 40G. Côté réception, le signal optique 40G est démultiplexé en 4 canaux individuels 10G de longueurs d'onde différentes. Chaque rayon lumineux de longueur d'onde est collecté par un PIN et ensuite transmis sous forme de données électriques après avoir été amplifié par un TIA (amplificateur de transimpédance). Contrairement aux émetteurs-récepteurs QSFP+ 40G avec interfaces MTP, les modules QSFP+ 40G avec interfaces LC ne peuvent pas être divisés en 4x10G car ils utilisent 4 longueurs d'onde sur une paire de SMF.

The working principle of 40G QSFP+ LC transceivers.jpg


QSFP+ monomode ou multimode

La fibre monomode (SMF) a des tolérances beaucoup plus limitées pour les optiques utilisées. Le cœur est plus petit et la longueur d'onde du laser est plus étroite, ce qui signifie que le SMF a la capacité d'offrir une plus grande largeur de bande et des distances de transmission beaucoup plus longues. Les émetteurs-récepteurs QSFP+ 40G dotés d'interfaces LC sont généralement utilisés pour la transmission de données sur de longues distances via des SMF, sauf que la 40GBASE-BiDi transmet des données avec une interface LC sur de courtes distances (100 m OM3 ; 150 m OM4) via une fibre multimode (MMF).

Le MMF utilise un cœur beaucoup plus large et utilise généralement une plus grande longueur d'onde de lumière. De ce fait, les optiques utilisées dans le MMF ont une plus grande capacité pour collecter la lumière du laser. Les émetteurs-récepteurs QSFP+ 40G avec interfaces MTP sont généralement déployés pour les transmissions courtes via les MMF, sauf pour le 40GBASE-PLR4 et le 40GBASE-PLRL4, qui prennent en charge les transmissions longue distance via SMF.

Le tableau ci-dessous indique le type de câble, le type de connecteur et les distances de transmission maximales de QSFP+ couramment utilisés (Remarque : le 40GBASE-UNIV peut fonctionner avec MMF et SMF).

Modules optiques 40G MTP Parallèle Duplex LC
SMF Type Distance Type Distance
40GBASE-PLRL4 1km ou 1.4km 40GBASE-LR4L 2km
40GBASE-LR4 10km
40GBASE-PLR4 10km 40GBASE-ER4 40km
40GBASE-UNIV 500m to 2km
MMF 40GBASE-SR4 100m@OM3
150m@OM4
40GBASE-BiDi 100m@OM3
150m@OM4
40GBASE-CSR4 300m@OM3
400m@OM4
40GBASE-UNIV 150m@OM3/OM4

Quels sont les câbles de raccordement pour les modules QSFP+ MTP et QSFP+ LC ?

Les commutateurs modernes, des cordons de raccordement adaptés et des modules émetteurs-récepteurs sont tous indispensables dans les réseaux de transmission 40G. Savoir choisir les bons câbles de raccordement pour les émetteurs-récepteurs 40G est toujours d'une grande importance. Le choix des câbles de raccordement est déterminé par deux éléments principaux : la distance de transmission et le type de connecteur.

Les émetteurs-récepteurs mentionnés ci-dessus sont disponibles en transmission 40G de courte ou longue distance, tels que le 40GBASE-SR4 (pour la courte portée) et le 40GBASE-LR4 (pour la longue portée). Le MMF est suggéré pour le QSFP+ 40G à courte distance de transmission, tandis que le SMF est conseillé pour le QSFP 40G.

Pour les émetteurs-récepteurs QSFP+ MTP 40G, les câbles MTP peuvent être soit des câbles Trunk MTP, soit des câbles Harness MTP. Le câble MTP trunk est un câble avec deux connecteurs MTP aux deux extrémités servant de lien permanent reliant les modules MTP entre eux. Un câble MTP trunk ainsi que les modules émetteurs-récepteurs QSFP+ 40G sont utilisés pour la connexion 40G-40G. Le câble harness MTP, également connu sous le nom de câble Fan-Out ou câble breakout, a un seul connecteur MTP à une extrémité et 4 connecteurs LC duplex à l'autre extrémité. Un câble duplex MTP à LC à 8 fibres avec un émetteur-récepteur QSFP+ 40G et quatre émetteurs-récepteurs SFP+ 10G permet d'obtenir une connexion 40G-4x10G.

Contrairement au module QSFP+ MTP 40G, les émetteurs-récepteurs QSFP+ LC 40G sont applicables uniquement à la connexion 40G-40G. Les compatibilités entre les émetteurs-récepteurs et les câbles de raccordement sont indiquées ci-dessous : L'émetteur-récepteur 40GBASE-BiDi peut transmettre le trafic en full duplex à 40 Gbps avec les câbles de raccordement multimodes OM3 ou OM4 LC duplex, Les 40GBASE-LR4/LR4L/ER4 sont souvent accompagnés de câbles de raccordement LC duplex monomode, et le 40GBASE-UNIV à interface LC prend en charge les câbles de raccordement LC SMF et MMF.

Pour plus d’informations sur la sélection des câbles de raccordement de modules QSFP+ couramment utilisés, veuillez consulter le tableau ci-dessous :

Modèle Application Type de câble et polissage Polarité
40GBASE-SR4
40GBASE-CSR4
40G-40G MTP-12 UPC MMF Femelle Trunk Type B
40G-4x10G MTP-8 UPC vers 8xLC MMF APC Femelle Harness Type B
40GBASE-PLRL4
40GBASE-PLR4
40G-40G MTP-12 APC SMF Femelle Trunk Type B
40G-4x10G MTP-8 APC vers 8xLC UPC SMF Femelle Harness Type B
40GBASE-LR4
40GBASE-LR4L
40GBASE-ER4
40G-40G LC UPC Duplex SMF Jarretière Optique N/A
40GBASE-BiDi 40G-40G LC UPC Duplex MMF Jarretière Optique N/A
40GBASE-LR4
40GBASE-LR4L
40GBASE-ER4
40G-40G LC UPC Duplex SMF/MMF Jarretière Optique N/A

Remarque : la polarité doit être prise en compte lors de la sélection des câbles MTP pour les modules MTP 40G QSFP+. Il existe trois types de câbles de raccordement MTP définis dans la norme TIA : le type A, le type B et le type C, utilisés respectivement pour les trois méthodes de connectivité A, B et C. Pour votre information, voici un autre article informatif sur la polarité des MPO : Polarité et technologie MTP en transmission 40/100G.

Foire aux questions

Quelles sont les différences entre les câbles MTP et MPO disponibles sur le marché et comment en sélectionner un pour le QSFP+ 40G MTP ?

MPO signifie "multi-fiber push on", alors que MTP est un nom de marque pour les connecteurs MPO fabriqués par US Conec, ce qui est une conformité incomplète avec les connecteurs MPO. Pour information, tous les MTP sont des MPO mais pas tous les MPO sont des MTP. Les connecteurs MTP et MPO sont tous deux des solutions envisageables, mais MTP est une version améliorée de MPO avec des différences de prix mineures. Normalement, les câbles de raccordement MTP sont recommandés.

Est-ce qu’un émetteur-récepteur QSFP+ 40GBASE-UNIV peut fonctionner sur la longueur d'onde de 850 nm avec un câble de raccordement OM1 ?

La réponse est oui, mais elle n'est pas suggérée. La distance et la qualité de transmission seraient limitées en utilisant OM1 avec des émetteurs-récepteurs QSFP+ 40G. Les câbles de raccordement OM1 sont normalement suggérés pour une transmission de 100 Mbps et 1000 Mbps. Dans ce cas, les deux câbles à fibres optiques multimodes optimisés pour courtes distances - OM3 et OM4 - sont plus adaptés.

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