100G QSFP28 선택: SR4, LR4, CWDM4, PSM4

SR4, PSM4, CWDM4, LR4, ER4 - 동일한 QSFP28 모듈의 5개 변형, 5개의 서로 다른 광학 엔진 및 예상보다 더 많은 사람들을 곤경에 빠뜨리는 조달 결정입니다. 모듈 하우징은 모두 동일합니다. 전기 인터페이스(CAUI-4, 공식화됨)IEEE 802.3bm-2015) 동일합니다. 차이점은 레이저, 파장, 커넥터 및 필요한 섬유입니다. 해당 부분이 잘못되면 링크가 나타나지 않거나 - 더 나쁘게 - 몇 주 동안 광학 장치를 추적할 수 없는 오류가 나타납니다.

 

 

QSFP28 기본

40G QSFP와 기계적으로 동일한 하우징에 각각 약 25.78Gbps로 실행되는 4개의 전기 레인이 있습니다.+. 전력 소비는 모듈당 3.5W 미만입니다. 1U 스위치는 36개 이상의 QSFP28 포트를 포함할 수 있습니다. 따라서 대부분의 100GbE 애플리케이션에서 폼 팩터가 CFP 및 CFP2를 제거했습니다. - 이전 패키지는 각각 6~24W를 소비하고 훨씬 더 많은 전면판 공간을 차지했습니다.

 

 

한눈에 보는 변형 비교

매개변수	SR4	PSM4	CWDM4	LR4	ER4
IEEE / MSA 표준	IEEE 802.3bm 100GBASE-SR4	100G PSM4 MSA	100G CWDM4 MSA	IEEE 802.3ba 100GBASE-LR4	IEEE 802.3ba 100GBASE-ER4
파장	850nm	1310nm	1271/1291/1311/1331nm	1295.56 / 1300.05 / 1304.58 / 1309.14nm	~1295~1310nm(LAN-WDM)
레이저 유형	VCSEL	DML	DML(DFB)	EML	EML + APD 수신
섬유 종류	OM3 / OM4 MMF	OS2 SMF	OS2 SMF	G.652 SMF	G.652 SMF
커넥터	MTP/MPO-12	MTP/MPO-12	이중 LC	이중 LC	이중 LC
링크당 섬유 수	8(4 전송 + 4 수신)	8(4 전송 + 4 수신)	2(1 전송 + 1 수신)	2(1 전송 + 1 수신)	2(1 전송 + 1 수신)
최대 도달 범위	70m(OM3) / 100m(OM4)	500 m	2km	10km	40km
일반적인 전력	~2.0 W	~2.5 W	~2.5 W	~3.5 W	~4.5 W
상대 모듈 비용	최저	낮음~중간	중간	중간~높음	높은
최적의 핏	내부-랙, 서버-~-리프	크로스-빌딩(기존 8파이버 SMF 트렁크)	건물 간-, 척추-~-척추 2km 이하	캠퍼스/메트로 집합	메트로 백본, DR 링크

 

 

토폴로지: 각 변형이 도달하는 위치

코어/WAN(메트로 백본) ER4 - 40km 이중 LC, SMF LR4 - 10km 이중 LC, SMF 스파인 스위치(캠퍼스/다중-빌딩 패브릭) CWDM4 - 2km 이중 LC, SMF CWDM4/PSM4 500m – 2km, SMF 리프 스위치(빌딩 A) 리프 스위치(빌드 B) SR4 - 100m MTP/MPO, OM4 SR4 - 100 m MTP/MPO, OM4 서버/스토리지 서버/스토리지

 

SR4는 단일 홀 내부의 하단 - 서버-에서-리프에 위치합니다. CWDM4 또는 PSM4는 건물 전반에 걸쳐 리프-에서-스파인 세그먼트를 처리합니다. LR4는 캠퍼스 규모의 척추-부터-코어까지 포괄합니다. 10km를 초과하는 모든 경우에는 ER4입니다.

 

SR4: 단거리-도달 멀티모드

SR4는 레인당 25.78125GBd(IEEE 802.3bm)로 OM3 또는 OM4 다중 모드 파이버를 통해 4개의 병렬 850nm VCSEL 채널을 실행합니다. MTP/MPO{13}}커넥터 12개, 활성 파이버 8개, OM3에서 도달 거리 70m, OM4에서 100m. VCSEL은 QSFP28 제품군 중 가장 저렴한 레이저이며 다중 모드 종단 비용은 단일 모드보다 저렴하고 Cisco QSFP-100G-SR4-S는 2.5W 미만의 전력을 소모합니다. 여기서는 별로 고려할 사항이 없습니다. 링크가 100m 미만이고 지상에 OM4가 있는 경우 SR4가 확실한 선택입니다.

 

PSM4 대 CWDM4 결정

실제 조달 논쟁이 일어나는 곳입니다. PSM4와 CWDM4는 둘 다 단일{5}}모드 광섬유를 통해 100m~2km 범위를 목표로 하며, IEEE의 원래 100G 표준이 격차를 남겼기 때문에 둘 다 존재합니다. - SR4는 다중 모드에서 100m를 기록했고, 단일{12}}모드에서 10km의 LR4는 300m 교차 실행에 비해 비용이 너무 많이 듭니다.{14}} PSM4 및 CWDM4 MSA는 해당 공간을 채우기 위해 특별히 작성되었지만 매우 다른 방식으로 채워졌습니다.

 

PSM4는 병렬 접근 방식입니다. 즉, MTP/MPO-12 커넥터를 통해 각각 자체 파이버에 있는 4개의 독립적인 1310nm DML 채널입니다. 링크당 광섬유 8개, 최대 도달 거리는 500m입니다. CWDM4는 파장{13}}다중화 방식입니다. 4개의 25Gbps 채널이 4개의 거친 파장(ITU-T G.694.2당 1271, 1291, 1311, 1331nm)으로 압축되어 단일 이중 LC 커넥터를 통해 전송됩니다. 링크당 광섬유 2개, 최대 도달 거리 2km, CWDM4 MSA당 링크 예산 약 5.0dB.

 

PSM4의 모듈 가격은 일반적으로 더 낮습니다. 그러나 모든 PSM4 링크는 8개의 광섬유를 소비하므로 계산이 빠르게 변경됩니다. MTP 커넥터로 종단 처리된 12- 또는 24-파이버 SMF 트렁크가 이미 있는 브라운필드 캠퍼스에서 PSM4는 40G QSFP+ - 동일한 케이블, 동일한 패치 패널을 완전히 업그레이드한 것입니다. 광학 장치만 교체하면 됩니다. 그것은 진정한 장점입니다. 그러나 그린필드 빌드 또는 건물 사이에 린 2파이버 LC 패치 패널을 실행하는 모든 곳에서 새로운 8파이버 MTP 트렁크를 프로비저닝하면 트랜시버 품목에 전혀 표시되지 않는 링크당 수백 달러가 추가됩니다. 에이100G QSFP28모듈당 비용이 30달러 더 저렴하지만 링크당 케이블 연결에 400달러가 더 필요한 것은 절약되지 않습니다.

 

CWDM4는 전체 광섬유-개수 문제를 방지합니다. 이중 LC 패치 코드는 저렴합니다. 대부분의 시설에는 이미 1G 또는 10G 배포에서 남은 두 개의-파이버 SMF 실행이 있습니다. 그리고 단일{8}}모드의 이중 LC는 400G FR4 및 DR4 광학 장치가 사용하는 것과 동일한 물리적 인터페이스이므로 현재 사용하는 광섬유는100G CWDM4 링크케이블을 다시 연결하지 않고 다음 업그레이드 주기에 400G 트래픽을 전달합니다. 아직 MTP 트렁크가 없는 100m에서 2km 사이의 모든 링크의 경우 CWDM4가 거의 항상 총 비용이 더 낮은-옵션입니다.

 

LR4: 10km 캠퍼스 및 지하철

LR4는 4개의 LAN{1}}WDM 채널(IEEE 802.3ba당 1295.56, 1300.05, 1304.58, 1309.14nm)을 이중 LC 단일{7}}모드 연결로 다중화합니다. 더 좁은 채널 간격에는 PSM4 및 CWDM4의 DML보다 더 나은 소광비, 더 나은 색분산 허용 오차를 갖는 EML 송신기가 필요합니다.Cisco의 QSFP-100G-LR4-S 데이터 시트이 PHY가 FEC 없이 작동하고 오류 수정 오버헤드가 없으며 깔끔한 다중-공급업체 상호 운용성을 확인합니다. CWDM4에 비해 프리미엄이 상당하므로 LR4는 실제 측정 경로가 2km를 초과하는 경우에만 의미가 있습니다. 즉, 병원 단지나 대학 전체의 캠퍼스 통합, 콜로에서의 통신업체-인계, 그런 종류의 범위입니다. 경로가 1.8km인 경우 CWDM4를 구입하고 그 차이를 OTDR 특성화에 사용하세요.

 

 

ER4 및 ZR4

ER4는 더 높은 전력의- EML 송신기와 APD 수신기를 사용하여 40km에 도달합니다.100GBASE ZR480km까지 연장됩니다. 둘 다 표준 QSFP28 하우징의 G.652 단일{3}} 모드에서 이중 LC를 사용합니다. 전력은 4~6W로 실행됩니다. 일반-용 데이터 센터 광학 장치가 아닌 Metro 백본 모듈입니다.

 

레이저 유형 및 링크 예산 수학

레이저는 실제로 QSFP28 제품군 전반에 걸쳐 비용과 범위를 확대하는 원동력이며, 차이점을 이해하면 데이터 시트를 평가하는 방법이 달라집니다.

 

SR4는 VCSEL 배열을 사용합니다. 저비용, 저전력, 다중 모드 광섬유에 대한 우수한 결합, 850nm 및 단거리로 제한됩니다. PSM4 및 CWDM4는 1310nm에서 DML 송신기를 사용합니다. - 주입 전류는 빛을 직접 변조하여 처프(변조 시 파장 드리프트)를 발생시키지만 이는 500m~2km의 단일 모드 광섬유에서 허용 가능한 수준을 유지합니다.{10}} LR4 및 ER4는 EML 송신기로 발전합니다. EML은 변조기에서 레이저를 분리합니다. - 외부 전자-흡수층은 레이저 캐비티와 독립적으로 출력을 변조하여 잔류 분산이 더 낮은 깨끗한 광학 눈을 생성합니다. 더 깨끗한 신호를 통해 FEC에 의존하지 않고 10~40km의 도달 거리를 확보할 수 있습니다.

 

데이터 시트에는 '최대 거리' 숫자가 나열되어 있지만 이 숫자는 공장에서 생산되는-깨끗한 섬유 공장을 가정한 것입니다. 실제 플랜트에는 접속 손실, 커넥터 삽입 손실, 패치 패널 감쇠, 케이블 트레이의 꽉 구부러진 부분이 있습니다. 링크가 작동할지 여부를 실제로 알려주는 숫자는 송신기 출력 전력, 수신기 OMA(광 변조 진폭) 감도 및 이들 간의 차이- 전력 예산입니다. 예산이 광섬유 경로의 측정된 손실을 초과하면 링크가 작동합니다. 미미한 경우에는 임계값을 얼마나 초과했는지에 따라 FEC에서 수정할 수도 있고 수정하지 못할 수도 있는 비트 오류율이 높아집니다. 광학 장치를 설치하기 전에 각 경로에서 OTDR 추적을 실행하는 데 약 1시간이 걸립니다. 그 시간에는 누군가가 최종적으로 광케이블을 측정하고 아무도 기록하지 않은 1.5dB 스플라이스 손실을 발견하기 전에 트랜시버 3개를 교체하는 1일 차 문제 해결 - 대부분이 제거됩니다.

 

 

MTP/MPO 극성 - 자체 섹션의 가치

SR4와 PSM4는 모두 MTP/MPO-12 커넥터를 사용하며 극성 실수로 인해 불량 광학으로 오인되는 불균형한 수의 100G 링크 오류가 발생합니다.

 

병렬{0}}광학 데이터 센터 빌드의 표준 구성은 유형-B(직선{2}}극성)입니다. 트랜시버 측의 수 커넥터, 트렁크의 암 커넥터. 엘리트-등급이 낮은-더 긴 트렁크 실행의 손실 어댑터는 표준-손실 부품이 아닌 -이미-빠른 SR4 링크 예산을 소모합니다. 이 중 하나라도 잘못되었다고 해서 반드시 링크가 끊어지는 것은 아닙니다. 더 자주 일어나는 일은 트래픽이 낮은 활용도에서 통과하지만 부하가 걸리면 CRC 오류가 급증하는 것입니다. 증상은 주변 트랜시버 또는 더러운 커넥터와 유사하므로 일반적인 문제 해결 순서는 다음과 같습니다. 커넥터를 청소하고 변경하지 마십시오. 광학 장치를 교체하십시오. 변경 사항은 없습니다. 다른 쪽 끝의 광학 장치를 바꾸십시오. 변경 사항은 없습니다. 마침내 누군가가 시각적 결함 탐지기를 당겨서 섬유를 추적하고 극성이 교차되었음을 깨닫습니다. 이러한 시퀀스는 전체 유지 관리 기간을 소모할 수 있습니다. 문제 해결 중에 극성을 확인하는 것이 아니라 설치 중에 극성을 확인하면 문제를 완전히 피할 수 있습니다.

 

고밀도-배포의 경우MTP-기반 트렁크 및 카세트 시스템다수의 연결에서 극성 관리를 표준화하는 데 도움이 됩니다. CWDM4, LR4 및 ER4는 전체 문제를 방지합니다. - 그들은 OS2 단일-모드 광섬유에서 UPC 광택이 있는 이중 LC 커넥터를 사용합니다. APC 페룰은 호환되지 않으며 높은 반사 손실을 유발합니다.

 

 

브레이크아웃 및 이전 버전과의 호환성

SR4, PSM4 및 CWDM4는 4×25G 브레이크아웃 모드를 지원합니다. - 브레이크아웃 케이블 또는 MTP 카세트를 통해 4개의 독립적인 25G 연결로 분할된 100G 포트 1개. 25G 서버 NIC를 100G 리프 스위치에 연결하는 데 유용합니다. 모든 NOS 릴리스가 모든 포트 ASIC에서 브레이크아웃을 활성화하는 것은 아니므로 스위치 공급업체의 호환성 매트릭스를 통해 확인하십시오. QSFP28은 기계적으로 QSFP+ 포트에 맞지만 반대쪽 끝에 있는 QSFP+ 모듈에 대해 100G를 협상하지 않습니다.

 

 

미래-보존

100G QSFP28은 곧 아무데도 가지 않을 것입니다. 그만큼광트랜시버 시장스파인에서는 400G와 800G를 추진하고 있지만 리프 및 액세스 계층의 100G는 여전히 엔터프라이즈 캠퍼스, 콜로{3}}교차 연결 및 중간 규모의 데이터 센터에서 수년간의 활주로를 가지고 있습니다. 현재 할 수 있는 가장 유용한 일은 새로운 광케이블이 이중 LC가 있는 단일{6}}모드 OS2 쪽으로 실행되도록 하는 것입니다. 해당 발전소는 현재 CWDM4를 운반하고, 다음 주기에는 FR4를 400G, 그 이후에는 아마도 800G를 운반합니다. 다중 모드 거리 한도는 각 속도 생성에 따라 줄어듭니다. 계획하고 있는 사람이라면 누구나400G QSFP-DD향후 3년 동안 마이그레이션은 가능한 모든 곳에서 단일{0}}모드를 실행해야 합니다.