Pourquoi le module CPAK est différent dans les solutions 100G ?
Aujourd’hui, nous entrons dans l’ère des modules optiques 100G. Avec le développement rapide du cloud public, de l’Internet des objets (IoT) et de l’intelligence artificielle, le système 100G a également commencé un déploiement à grande échelle. À l'heure actuelle, les principaux modules optiques 100G introduit sur le marché comprennent : le module optique CXP, le module optique CFP/CFP2/CFP4 et le module optique QSFP28. Il est de notoriété publique que Cisco a lancé son module optique 100G appelé CPAK pour offrir une variété de solutions de connectivité haute densité 100Gbps en mars 2013. Ses modules sont particulièrement adaptés aux connexions dans les centres de données des entreprises et des fournisseurs de services et les réseaux périphériques des fournisseurs de services. Ces dernières années, avec le développement rapide des technologies, la concurrence sur le marché est devenue de plus en plus féroce. Est-ce que le CPAK joue encore un rôle important comme avant ? Laissons-nous le reconnaître de près.
Qu’est-ce que le module optique CPAK 100G ?
Figure 1. Modules CPAK 100G
Le CPAK est une spécification 100G propriétaire de Cisco, mais il intègre plusieurs types différents d’interfaces standard IEEE disponibles : 100GBASE-SR10, 100GBASE-ER4L, 100GBASE-LR4, 10 x 10G-ERL, 10 x 10GBASE-LR qui peuvent supporter les connexions 100G avec diverses exigences de distance et de type de fibre. Les modules CPAK peuvent supporter les modes 10 x 10 Gbps et 4 x 25 Gbps avec un débit total de 100Gbps. Il peut également connecter des câbles MPO-24 pour la dérivation haute densité 10G. Le module optique CPAK 100G peut être connecté aux ports CPAK des commutateurs et routeurs de Cisco. L’un de ses advantages les plus uniques est l’application de la photonique CMOS, ce qui peut augmenter la densité des ports CPAK. Avant l’émergence du QSFP28, les modules CPAK de Cisco combinent une densité et une largeur de bande les plus élevées avec une consommation d’énergie la plus faible du marché. Le tableau suivant présente des détails sur les différents types des modules CPAK de Cisco.
| Module CPAK | Longueur d’onde (nm) | Type de câble | Taille (microns) | Modèle de largeur de bande (MHz*km) | Distance de câble |
|
CPAK-100G-LR4 & CPAK-100GE-LR4 |
1310 | SMF Duplex | 9-micron core SMF per G.652 | / | 10km |
|
CPAK-100G-ER4L |
1310 |
SMF Duplex |
9-micron core SMF per G.652 | / | 25km |
|
CPAK-10x10G-LR |
1310 | SMF (24 fibres) | 9-micron core SMF per G.652 | / | 10km |
| CPAK-10x10G-ERL | 1550 | SMF (24 fibres) | 9-micron core SMF per G.652 | / | 25km |
|
CPAK-100G-SR10 |
850 |
MMF (24 fibres) | 50.0 | 2000 (OM3) / 4700(OM4) | 100m/150m |
| CPAK-100G-SR4 | 850 | MMF (12 fibres) | 50.0 | 2000 (OM3) 4700 (OM4) | 70m/100m |
| CPAK-100G-CWDM4 | 1271, 1291, 1311, 1331 | SMF Duplex | 9-micron core SMF per G.652 | / | 2km |
| CPAK-100G-PSM4 | 1295-1325 | SMF (12 fibres) | 9-micron core SMF per G.652 | / | 500m |
Tableau 1. Spécifications des modules CPAK 100G existants
Quelles sont les fonctionnalités et les avantages du module CPAK ?
Application de la photonique COMS
Sa fonctionnalité la plus unique est que le premier module optique 100G utilisant la photonique COMS peut apporter des circuits optiques de faible puissance extrêmement efficaces, ce qui est la propriété de Cisco. La photonique CMOS, également appelée photonique au silicium, est une technologie qui peut contrôler le flux de photons à la place des électrons en intégrant plusieurs composants de circuits dans une conception très efficace, puis en imprimant des circuits entiers directement sur des tranches de silicium pour produire des dispositifs optiques. Par conséquent, le module CPAK 100G utilisant la technologie COMS est plus petite mais avec une densité de ports plus élevée, ce qui permet des circuits optiques de faible puissance extrêmement efficaces.
Choix d’interface flexibles
Le CPAK répond à une variété d’exigences de distance et de type de fibre. La distance varie de 70m pour CPAK-100G-SR10 à 25km pour CPAK-100G-ER4L et CPAK-10X10G-ERL. Pour les connecteurs et le câblage, le CPAK peut être compatible avec le connecteur SC/PC double, le connecteur LC double, le connecteur MPO/MTP à 24 fibres et le connecteur MPO/MTP à 24 fibres. Le CPAK a également une forte interopérabilité. Généralement, différents types de modules 100G peuvent communiquer entre eux sous la même norme et la même vitesse. Par exemple, 100GBASE-LR4 de CFP / CFP2 / CFP4 ou CPAK est interopérable.
Petite taille & consommation d’énergie réduite
Le CPAK a apparu après CFP2. Bien que le CFP soit le pionnier de l’optique 100G, sa grande taille ne répond pas aux besoins du centre de donnée haute densité. Alors, CFP2, CFP4 avec des tailles plus compactes sont développés. En comparaison avec les modules CFP, les modules CPAK ont moins d’un tiers de la taille des modules CFP et absorbent moins d’un tiers de la puissance. Par comparaison avec les modules CFP2, les modules CPAK sont 20% plus petits et consomment 40% moins d’énergie. En d’autres termes, si vous utilisez des modules CPAK autres ques CFP2 dans les commutateurs du centre de données, ils peuvent offrir une densité de ports 20% plus élevée et une largeur de bande en face avant. Le module CPAK consomme 40% moins d'énergie que CFP2 et 70% moins d'énergie que CFP. Mais il est un peu plus élevé que CFP4 et QSFP28.
Comparaisons des modules CPAK 100G et QSFP28
Aujourd’hui, il existe de nombreuses options de modules 100G différents avec une gamme de format, y compris CFP, CXP, CPAK, CFP2, CFP4, et QSFP28. Le tableau suivant montre leurs différences.
| Modules | CXP | CFP | CFP2 | CPAK | CFP4 | QSFP28 |
| Débit | 12x12G / 10x12G | 40/100G | 40/100G | 40/100G | 40/100G |
4x25-28G |
| Applications | Infiniband, Ethernet | Ethernet, Sonet/SDH, OTN | Ethernet, Sonet/SDH, OTN | Ethernet, Sonet/SDH, OTN | Ethernet, Sonet/SDH, OTN | Infiniband, Ethernet |
| Enfichable à chaud | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
| Dimensions (W x L x H, mm) |
21x29 |
82x145x14 | 41x104x13 | 34.8x101.2x11.6 | 22x92x10 | 18x52x8.5 |
| Interface électrique | 12x QDR Infiniband or CPPI | CAUI, XLAUI, SFI-S, SFI-5.2 | CAUI-4, CAUI | CAUI-4, CAUI | CPPI-4 | CPPI-4 |
| Puissance maxi. | 6W | 3-18W | 3-18W | N/D | 1.5-6W | 3.5W |
Tableau 2. Paramètres de tous les modules 100G.
Maintenant, nous vous présentons principalement les différences entre le CPAK et le QSFP28.
Différences entre CPAK et QSFP28
Le module QSFP28 100G, en raison de son facteur de forme plus petit et de la consommation d’énergie la plus faible, est considéré comme le module optique 100G le plus prometteur. En termes de facteur de forme, le QSFP28 est plus compact que les modules CPAK. En ce qui concerne la consommation d'énergie, le module Cisco CPAK 100GBASE-LR4 supporte des circuits jusqu’à 10km sur une jarretière optique monomode standard avec connecteur SC et sa consommation électrique nominale est inférieure à 5,5W. Le QSFP28 100GBASE-LR4 transmet une distance maximale de 10 km et consomme près de 3,5W. Le module CPAK n’a pas d’avantage spécial évidemment en comparaison avec les modules optiques QSFP28.
L’avenir du CPAK
Le module CPAK représente sans aucun doute un progrès important dans les réseaux optiques. Avec sa technologie de photonique CMOS propriétaire, le plus grand avantage est qu’il offre une densité de ports et une largeur de bande en face avant plus élevées. Cisco et ses fournisseurs compatibles ont également conçu des commutateurs avec des ports CPAK. Dans ce cas, au cours des dernières années avant l'émergence du CFP2/4 et QSFP28, ce module 100G semble susceptible de se démarquer dans d'autres facteurs de forme.
Cependant, dans le marché fortement concurrentiel, il est difficile de dire quel produit reste populaire pendant une longue période. Après tout, la technologie est tout. Aujourd’hui, il ressort que le CPAK n'est plus irremplaçable. Au fil des années, il a peut-être progressivement perdu de son attrait. Jusqu'à présent, le plus grand défi, c’est que les modules QSFP28 ont fourni des résultats fabuleux dans le développement de réseaux 100G. La taille plus petite et la consommation d'énergie inférieure du QSFP28, ce qui en fait le produit le plus populaire sur le marché. Le taux d'utilisation du CPAK a considérablement diminué, mais il est toujours irremplaçable pour certains équipements anciens.
Conclusion
Actuellement, la technologie de module 100G arrive à maturité. Le module CPAK 100G est populaire pour sa petite taille et sa consommation d'énergie inférieure. Néanmoins, en concurrence avec les produits 100G open source (CFP/CFP2/CFP4/QSFP28), le CPAK n’est pas idéal pour les connexions 100G haute densité. Les modules CXP, CFP, CFP2, CFP4, QSFP28 offrent également aux clients de bonne sélections et deviennent dominants sur le marché.
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