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Introduzione al transceiver ottico QSFP28 100G

Aggiornato il 07 Giu 2023 by
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100G qsfp28 transceiver

La migrazione verso la rete Ethernet 100G è diventata oggi inevitabile. La richiesta di moduli 100G è quindi sempre più elevata. Tra i vari transceiver ottici 100G, il transceiver ottico QSFP28 100G è il modulo preferito grazie alle dimensioni ridotte e al minor consumo energetico. Oggi vi illustreremo tutto quello che c'è da sapere sui transceiver QSFP 100G.

 

Cosa è un transceiver ottico QSFP28 100G?

Nella parte che segue verranno analizzati i transceiver QSFP28 100G sotto quattro aspetti: definizione, standard dei moduli, tipo di laser, mezzo di trasmissione e distanze di trasmissione.

Definizione

Il transceiver ottico QSFP28 100G è progettato per 100 Gigabit Ethernet, EDR InfiniBand o 32G Fibre Channel. In genere ha lo stesso ingombro e la stessa densità della piastra frontale di un transceiver ottico QSFP+ 40G. Così come il QSFP+ 40G è implementato utilizzando quattro corsie da 10Gbps, il modulo QSFP28 100G è implementato con quattro canali di segnali differenziali ad alta velocità con velocità di trasferimento dati che vanno da 25Gbps fino a potenzialmente 40Gbps. Grazie all'aggiornamento dell'interfaccia elettrica, il transceiver QSFP28 100G è in grado di supportare segnali fino a 28Gbps. QSFP SR4 100G, QSFP LR4 100G, QSFP PSM4 100G, QSFP CWDM4 100G e QSFP ER4 100G sono i cinque tipi comuni di moduli QSFP28 100G progettati per soddisfare diversi requisiti di distanza di trasmissione. Rispetto ai transceiver CFP/CFP2/CFP4 100G, il modulo QSFP28 100G li supera grazie alla forte capacità di aumentare la densità, ridurre il consumo energetico e diminuire il prezzo per bit.

Figura 1: Transceiver ottici QSFP28 100G

Standard di modulo

Gli standard dei moduli ottici QSFP28 100G sono definiti principalmente da due organizzazioni chiave: IEEE e Multi Source Agreement (MSA). I moduli QSFP28 SR4, QSFP28 LR4 e QSFP28 ER4 sono definiti dall'IEEE. In che modo il nome dei vari moduli riflette questi tre elementi? "QSFP" indica il fattore di forma; "28" indica che ogni corsia ha una velocità di trasmissione massima di 28 Gbps; "SR" significa short reach (100 m), "LR" è long reach (10 km) e "ER" è extended reach (40 km). '4' indica che il modulo ha 4 corsie. Ad esempio, QSFP28 LR4 significa che è un modulo 100G a lunga portata che può trasmettere segnali 100G su quattro lunghezze d'onda con una distanza di trasmissione di 10 km.

100GBASE-SR4 e 100GBASE-LR4 sono le specifiche di interfaccia 100G più comunemente utilizzate e definite dall'IEEE. Tuttavia, la distanza di trasmissione di QSFP28 SR4 è troppo breve per soddisfare tutti i requisiti di interconnessione e il costo di QSFP28 LR4 è troppo elevato per i grandi data center. Pertanto, MSA ha introdotto sul mercato una soluzione per la connettività di fascia media e ha definito gli standard QSFP28 PSM4 e CWDM4. Sebbene la capacità di QSFP LR4 100G copra completamente QSFP28 CWDM4, la soluzione QSFP CWDM4 100G è molto più economica e competitiva di QSFP28 LR4 nello scenario della trasmissione a 2 km.

Tipo di laser

Il laser svolge un ruolo importante nei transceiver ottici QSFP28 100G, di cui esistono cinque tipi principali: VCSEL, FP, DFB, DML e EML. I diversi tipi di laser hanno lunghezze d'onda, modalità e ambienti di applicazione diversi.

Tipo di laser Lunghezza d'onda Modalità di funzionamento Scenario di applicazione
VSCEL 850nm Surface emitting Fino a 200m
FP 1310nm/1550nm Edge Emitting 500m-10km
DFB 1310nm/1550nm Edge Emitting 40km
DML 1310nm/1550nm Direct Modulated 500m-10km
EML 1310nm/1550nm Electro-absorption Modulated 40km

 

  • Il laser VCSEL è caratterizzato da dimensioni ridotte, basso consumo energetico, facile integrazione, prezzo contenuto ed elevata efficienza di accoppiamento con le fibre multimodali, spesso utilizzate per i moduli QSFP28 SR4.

  • L'EML, grazie alla sua ridotta dispersione, l'ampia estinzione e la trasmissione a lunga distanza, è progettato per soddisfare tutti questi requisiti per i transceiver QSFP LR4 100G e QSFP ER4 100G.

  • Il DML può realizzare la modulazione del segnale attraverso la modulazione della corrente di iniezione del laser. È quindi adatto ai moduli QSFP28 PSM4 e QSFP28 CWDM4 con una distanza di trasmissione di 500 m o 2 km.

Mezzo di trasmissione e distanza di trasmissione

I transceiver ottici QSFP28 100G sono dotati di connettori LC duplex o MTP/MPO-12, le cui distanze di trasmissione variano da 70 m a 40 km. Le distanze di trasmissione delle ottiche QSFP28 ne determinano gli scenari applicativi. Tutti i transceiver QSFP28 100G possono essere utilizzati per la connessione diretta e l'interconnessione nelle imprese e nelle reti di data center. Il diagramma seguente mostra le differenze specifiche tra le ottiche QSFP 100G.

QSFP28 SR4 LR4 PSM4 CWDM4 ER4
Standard IEEE 802.3 IEEE 802.3 MSA MSA IEEE 802.3
Connettore MTP/MPO-12 LC Duplex MTP/MPO-12 LC Duplex LC Duplex
Tipo di cavo MMF SMF SMF SMF SMF
Lunghezza d'onda 850nm 1310nm 1310nm 1271nm, 1291nm, 1311nm and 1331nm 1310nm
Distanza di trasmissione 70/100m 10km 500m 2km 40km
Tipo di trasmettitore VCSEL EML DML/FP DML DML
 

Guida all'uso del transceiver QSFP28

Al giorno d'oggi, i transceiver ottici QSFP28 100G rappresentano una parte significativa della costruzione di reti. Grazie alle loro dimensioni compatte, al basso consumo energetico e alle elevate prestazioni, le ottiche QSFP28 100G sono utilizzate principalmente nelle seguenti situazioni.

 

  • Ethernet 100G

  • Interconnessione dei data center

  • Interconnessioni QDR e DDR Infiniband

  • Rete aziendale

Tuttavia, a causa delle diverse proprietà e funzioni dei vari tipi, la loro esatta applicazione si basa sulle effettive esigenze dell'ambiente reale. Il QSFP28 SR4 100G è principalmente applicabile in un data center 100G con una richiesta di breve distanza di trasmissione tra 5 e 100 metri.

I moduli QSFP28 PSM4 100G e QSFP28 CWDM4 100G sono progettati appositamente per applicazioni di rete con una distanza di trasmissione di 500 m e 2 km. Sebbene QSFP28 CWDM4 100G sia relativamente più costoso, richiede solo due fibre monomodali per la ricezione e la trasmissione in entrambe le direzioni, molto meno delle otto fibre monomodali di PSM4, rendendolo una scelta di alta qualità per le reti aziendali e Ethernet 100G.

QSFP28 LR4 100G, generalmente utilizzato insieme a cavi in fibra monomodale LC, può raggiungere una distanza massima di trasmissione di 10 km. Converte i segnali elettrici 4X25Gbps in 4 segnali ottici LAN WDM e poi li multiplexa in un unico canale per realizzare la trasmissione ottica 100G.

QSFP28 ER4 100G supporta la connessione dati 100G utilizzando la tecnologia di divisione della lunghezza d'onda WDM multiplexing. Può raggiungere una distanza massima di trasmissione di 40 km, rendendolo una scelta perfetta per le comunicazioni ottiche e le applicazioni conformi allo standard Ethernet 100GBASE-ER4 Lite.

 

Come scegliere il miglior modulo QSFP28?

Ora sappiamo che dobbiamo scegliere il miglior modulo 100G in base alle nostra effettive esigenze, ma come? Come possiamo scegliere quella giusta? Ecco una guida alla scelta.

Per una distanza di trasmissione compresa tra 5 e 100 m, è possibile scegliere il modulo transceiver ottico QSFP28 SR4. Può trasmettere per 70 m con fibre OM3 o per 100 m con fibre OM4.

Per una distanza di trasmissione compresa tra 100 m e 2 km, sono preferibili i moduli QSFP 100G PSM4 o QSFP28 CWDM4. Il costo del QSFP28 CWDM4 è molto più alto del QSFP28 PSM4. Tuttavia, il QSFP28 CWDM4 richiede solo due fibre monomodali per la trasmissione bidirezionale, molto meno delle otto fibre monomodali del QSFP28 PSM4; il costo totale di QSFP PSM4 100G aumenta molto rapidamente. Nelle applicazioni pratiche, è necessario decidere se utilizzare QSFP28 PSM4 o QSFP28 CWDM4 a seconda della distanza di interconnessione.

Per le distanze di trasmissione comprese tra 10 e 40 km, si possono prendere in considerazione i transceiver QSFP LR4 100G, che hanno una distanza massima di trasmissione di 10 km, o i transceiver QSFP28 ER4, che possono raggiungere una distanza massima di trasmissione di 40 km.

 

Conclusioni

In sintesi, tutti i transceiver ottici QSFP28 100G sono dotati di un'elevata densità di porte e di caratteristiche di basso consumo energetico che rappresentano un'alternativa ideale per i data center hyper-scale e per le future espansioni di rete. FS offre tutti i tipi di moduli QSFP28 100G che vengono sottoposti a programmazione e a un'ampia serie di test diagnostici della piattaforma per garantirne le prestazioni e la compatibilità. Per ulteriori informazioni, non esitate a visitare FS.com.

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