Pilihan 100G QSFP28: SR4, LR4, CWDM4, PSM4

SR4, PSM4, CWDM4, LR4, ER4 - lima varian modul QSFP28 yang sama, lima mesin optik berbeda, dan keputusan pengadaan yang membuat lebih banyak orang mendapat masalah daripada yang seharusnya. Rumah modulnya identik di semua modul. Antarmuka listrik (CAUI-4, diformalkan dalamIEEE 802.3bm-2015) identik. Yang membedakannya adalah laser, panjang gelombang, konektor, dan serat yang dibutuhkan. Jika bagian itu salah, maka tautannya tidak akan muncul atau - lebih buruk lagi - akan muncul kesalahan yang tidak akan Anda lacak kembali ke optik selama berminggu-minggu.

 

 

Dasar-dasar QSFP28

Empat jalur listrik, masing-masing beroperasi pada kecepatan sekitar 25,78 Gbps, dalam wadah yang secara mekanis identik dengan 40G QSFP+. Konsumsi daya berada di bawah 3,5 W per modul. Sakelar 1U dapat mengemas 36 atau lebih port QSFP28, itulah sebabnya faktor bentuk mematikan CFP dan CFP2 untuk sebagian besar aplikasi 100GbE - paket lama tersebut masing-masing menggunakan daya 6–24 W dan menghabiskan lebih banyak ruang pelat muka.

 

 

Sekilas Perbandingan Varian

Parameter	SR4	PSM4	CWDM4	LR4	ER4
Standar IEEE/MSA	IEEE 802.3bm 100GBASE-SR4	100G PSM4MSA	100G CWDM4MSA	IEEE 802.3ba 100GBASE-LR4	IEEE 802.3ba 100GBASE-ER4
Panjang gelombang	850nm	1310nm	1271/1291/1311/1331nm	1295,56 / 1300,05 / 1304,58 / 1309,14 nm	~1295–1310nm (LAN-WDM)
Jenis Laser	VCSEL	DML	DML (DFB)	EML	EML+APD Rx
Jenis Serat	OM3 / OM4 MMF	OS2 SMF	OS2 SMF	G.652 SMF	G.652 SMF
Konektor	MTP/MPO-12	MTP/MPO-12	LC Dupleks	LC Dupleks	LC Dupleks
Jumlah Serat per Tautan	8 (4 Tx + 4 Rx)	8 (4 Tx + 4 Rx)	2 (1 Tx + 1 Rx)	2 (1 Tx + 1 Rx)	2 (1 Tx + 1 Rx)
Jangkauan Maks	70 m (OM3) / 100 m (OM4)	500 m	2 km	10 km	40km
Kekuatan Khas	~2.0 W	~2.5 W	~2.5 W	~3.5 W	~4.5 W
Biaya Modul Relatif	Terendah	Rendah–Sedang	Sedang	Sedang–Tinggi	Tinggi
Paling Cocok	Intra-rak, server-ke-leaf	Lintas-gedung (batang SMF 8 serat yang sudah ada)	Antar-bangunan, tulang belakang-ke-tulang belakang Kurang dari atau sama dengan 2 km	Agregasi kampus/metro	Tulang punggung metro, tautan DR

 

 

Topologi: Tempat Setiap Varian Mendarat

Inti / WAN (tulang punggung Metro) ER4 - 40 km LC duplex, SMF LR4 - 10 km duplex LC, SMF Spine Switches (kampus / multi-bahan bangunan) CWDM4 - 2 km duplex LC, SMF CWDM4 / PSM4 500 m – 2 km, SMF Leaf Switch (Bldg A) Leaf Switch (Bldg B) SR4 - 100 m MTP/MPO, OM4 SR4 - 100 m MTP/MPO, Server OM4 / Server Penyimpanan / Penyimpanan

 

SR4 berada di - server-hingga-terbawah, di dalam satu aula. CWDM4 atau PSM4 menangani segmen-hingga-tulang belakang di seluruh bangunan. LR4 mencakup-hingga-inti pada skala kampus. ER4 untuk jarak lebih dari 10 km.

 

SR4: Pendek-Jangkauan Multimode

SR4 menjalankan empat saluran VCSEL paralel 850 nm melalui serat multimode OM3 atau OM4 pada 25,78125 GBd per jalur (IEEE 802.3bm). Konektor MTP/MPO-12, delapan serat aktif, jangkauan 70 m pada OM3 dan 100 m pada OM4. VCSEL adalah laser termurah dalam rangkaian QSFP28, biaya penghentian multimode lebih murah daripada mode-tunggal, dan Cisco QSFP-100G-SR4-S menggunakan daya di bawah 2,5 W. Tidak banyak yang perlu dipertimbangkan di sini - jika tautan Anda berada di bawah 100 m dan Anda memiliki OM4 di lapangan, SR4 adalah pilihan yang tepat.

 

Keputusan PSM4 vs CWDM4

Di sinilah perdebatan sebenarnya mengenai pengadaan barang dan jasa berlangsung. Baik PSM4 maupun CWDM4 menargetkan jangkauan 100 m–2 km melalui serat-mode tunggal, dan keduanya ada karena standar 100G asli IEEE meninggalkan celah - SR4 mencapai 100 m pada multimode, dan LR4 pada 10 km pada mode-tunggal membutuhkan biaya yang terlalu besar untuk lari-gedung sepanjang 300 m. MSA PSM4 dan CWDM4 ditulis khusus untuk mengisi ruang tersebut, namun mereka mengisinya dengan cara yang sangat berbeda.

 

PSM4 adalah pendekatan paralel: empat saluran DML 1310 nm independen, masing-masing pada seratnya sendiri, melalui konektor MTP/MPO-12. Delapan serat per link, jangkauan maksimum 500 m. CWDM4 adalah pendekatan multipleks dengan panjang gelombang-: empat saluran 25 Gbps dikemas ke dalam empat panjang gelombang kasar (1271, 1291, 1311, 1331 nm per ITU-T G.694.2) yang dikirim melalui konektor LC dupleks tunggal. Dua serat per tautan, jangkauan maksimum 2 km, anggaran tautan sekitar 5,0 dB per MSA CWDM4.

 

Harga modul di PSM4 biasanya lebih murah. Tapi setiap tautan PSM4 memakan delapan serat, dan itu mengubah perhitungan dengan cepat. Di kampus brownfield yang sudah memiliki 12- atau 24-batang SMF serat yang diakhiri dengan konektor MTP, PSM4 adalah peningkatan bersih dari 40G QSFP+ - kabel yang sama, panel patch yang sama, cukup tukar optiknya. Itu adalah keuntungan nyata. Namun dalam pembangunan greenfield, atau di mana pun menjalankan panel patch LC dua serat yang ramping di antara bangunan, penyediaan saluran MTP delapan serat baru menambah ratusan dolar per tautan yang tidak pernah muncul pada item baris transceiver. A100G QSFP28yang biayanya $30 lebih murah per modul tetapi membutuhkan $400 lebih banyak untuk pemasangan kabel per link bukanlah penghematan.

 

CWDM4 menghindari masalah-jumlah serat secara keseluruhan. Kabel patch LC dupleks murah. Sebagian besar fasilitas sudah memiliki dua-fiber SMF yang tersisa dari penerapan 1G atau 10G. Dan LC dupleks pada mode-tunggal memiliki antarmuka fisik yang sama dengan yang digunakan optik 400G FR4 dan DR4, sehingga serat yang Anda nyalakan hari ini untuk beberapa saatTautan 100G CWDM4membawa lalu lintas 400G pada siklus peningkatan berikutnya tanpa pemasangan kabel ulang. Untuk link apa pun antara 100 m dan 2 km di mana Anda belum memiliki saluran MTP, CWDM4 hampir selalu merupakan opsi-biaya total yang lebih rendah.

 

LR4: Kampus dan Metro 10 km

LR4 menggandakan empat saluran LAN-WDM (1295.56, 1300.05, 1304.58, 1309.14 nm per IEEE 802.3ba) ke koneksi mode tunggal-dupleks. Jarak saluran yang lebih rapat memerlukan pemancar EML - rasio kepunahan yang lebih baik, toleransi dispersi kromatik yang lebih baik dibandingkan DML di PSM4 dan CWDM4.Lembar data QSFP-100G-LR4-S Ciscomengonfirmasi bahwa PHY ini berfungsi tanpa FEC, tidak ada overhead koreksi kesalahan, interop multi-vendor yang bersih. Nilai tambah yang lebih tinggi dibandingkan CWDM4 sangatlah besar, jadi LR4 hanya masuk akal jika jalur terukur Anda yang sebenarnya melebihi 2 km: agregasi kampus di seluruh kompleks rumah sakit atau universitas, penyerahan operator-di colo, rentang semacam itu. Jika jalurnya 1,8 km, beli CWDM4 dan belanjakan selisihnya untuk karakterisasi OTDR.

 

 

ER4 dan ZR4

ER4 menjangkau 40 km dengan-pemancar EML dan penerima APD berdaya lebih tinggi.100GBASE ZR4memperluasnya hingga 80 km. Keduanya menggunakan LC dupleks pada mode tunggal-G.652 di housing QSFP28 standar. Daya berjalan 4–6 W. Modul backbone Metro, bukan optik pusat data-untuk keperluan umum.

 

Jenis Laser dan Matematika Anggaran Tautan

Laser inilah yang sebenarnya mendorong penyebaran biaya dan jangkauan di seluruh rangkaian QSFP28, dan memahami perbedaannya akan mengubah cara Anda mengevaluasi lembar data.

 

SR4 menggunakan array VCSEL. Biaya rendah, daya rendah, sambungan yang baik ke serat multimode, terbatas pada 850 nm dan jarak pendek. PSM4 dan CWDM4 menggunakan pemancar DML pada 1310 nm - arus injeksi memodulasi cahaya secara langsung, sehingga menimbulkan kicauan (penyimpangan panjang gelombang dalam modulasi), namun tetap dapat ditoleransi pada serat mode tunggal sepanjang 500 m hingga 2 km. LR4 dan ER4 meningkatkan pemancar EML. EML memisahkan laser dari modulator - lapisan penyerapan elektro-eksternal memodulasi keluaran secara independen dari rongga laser, menghasilkan mata optik yang lebih bersih dengan dispersi sisa yang lebih rendah. Sinyal yang lebih bersih itulah yang memberi Anda jangkauan 10–40 km tanpa bergantung pada FEC.

 

Lembar data mencantumkan angka "jarak maksimum", namun angka tersebut mengasumsikan pabrik-serat bersih. Pabrik nyata mengalami kerugian sambungan, kerugian penyisipan konektor, redaman panel patch, tikungan ketat pada baki kabel. Angka-angka yang benar-benar memberi tahu Anda apakah suatu tautan akan berfungsi adalah daya keluaran pemancar, sensitivitas OMA (Optical Modulation Amplitude) penerima, dan perbedaan di antara keduanya - anggaran daya. Jika anggaran melebihi kerugian terukur dari jalur serat Anda, tautan tersebut berfungsi. Jika kecil, Anda mendapatkan tingkat kesalahan bit yang tinggi yang mungkin dapat diperbaiki atau tidak oleh FEC tergantung pada seberapa jauh Anda melampaui ambang batas. Menjalankan jejak OTDR di setiap jalur sebelum memasang optik membutuhkan waktu sekitar satu jam. Jam tersebut menghilangkan sebagian besar pemecahan masalah Hari 1 - seperti saat Anda menukar tiga transceiver sebelum seseorang akhirnya mengukur serat dan menemukan kehilangan sambungan 1,5 dB yang tidak didokumentasikan oleh siapa pun.

 

 

Polaritas MTP/MPO - Layak Dibagiannya Sendiri

SR4 dan PSM4 keduanya menggunakan konektor MTP/MPO-12, dan kesalahan polaritas bertanggung jawab atas banyaknya kegagalan tautan 100G yang salah didiagnosis sebagai optik buruk.

 

Konfigurasi standar untuk pembangunan pusat data-optik paralel adalah polaritas Tipe-B (lurus-tembus). Konektor jantan di sisi transceiver, betina di bagasi. Adaptor-tingkat rendah-kerugian elit pada jalur utama yang lebih panjang - bukan bagian kerugian-standar, yang memakan-anggaran tautan SR4 yang sudah ketat. Melakukan kesalahan apa pun tidak serta merta mematikan tautan tersebut. Apa yang lebih sering terjadi adalah lalu lintas lewat pada pemanfaatan rendah tetapi kesalahan CRC melonjak saat beban. Gejalanya mirip dengan transceiver marginal atau konektor kotor, jadi urutan pemecahan masalah yang biasa dilakukan adalah: bersihkan konektor, tidak ada perubahan; tukar optik, tidak ada perubahan; tukar optik ujung lainnya, tidak ada perubahan; akhirnya seseorang menarik pencari kesalahan visual, menelusuri seratnya, dan menyadari bahwa polaritasnya bersilangan. Urutan tersebut dapat membakar seluruh jendela pemeliharaan. Memverifikasi polaritas selama instalasi, bukan selama pemecahan masalah, akan menghindari masalah sepenuhnya.

 

Untuk penerapan{0}}kepadatan tinggi,Sistem trunk dan kaset berbasis MTP-membantu membakukan manajemen polaritas di sejumlah besar koneksi. CWDM4, LR4, dan ER4 menghindari keseluruhan masalah - mereka menggunakan konektor LC dupleks dengan penyempurnaan UPC pada serat mode tunggal-OS2. Ferrule APC tidak kompatibel dan akan menyebabkan kerugian pengembalian yang tinggi.

 

 

Kompatibilitas Breakout dan Mundur

SR4, PSM4, dan CWDM4 mendukung mode breakout 4×25G - satu port 100G dibagi menjadi empat koneksi 25G independen melalui kabel breakout atau kaset MTP. Berguna untuk menghubungkan NIC server 25G ke saklar daun 100G. Tidak setiap rilis NOS mengaktifkan breakout pada setiap port ASIC, jadi verifikasi dengan matriks kompatibilitas vendor switch. QSFP28 cocok secara mekanis ke port QSFP+ tetapi tidak menegosiasikan 100G dengan modul QSFP+ di ujung lainnya.

 

 

Masa Depan-Pemeriksaan

100G QSFP28 tidak akan terjadi dalam waktu dekat. Itupasar transceiver optiksedang mendorong 400G dan 800G, namun 100G pada tingkat leaf dan akses masih memiliki landasan selama bertahun-tahun di kampus-kampus perusahaan, koneksi-kolaborasi, dan pusat data-ukuran menengah. Hal paling berguna yang dapat Anda lakukan saat ini adalah membiaskan fiber baru ke OS2 mode-tunggal dengan LC dupleks. Pabrik tersebut sekarang membawa CWDM4, FR4 pada siklus berikutnya 400G, dan mungkin 800G setelah itu. Langit-langit jarak multimode menyusut dengan setiap generasi kecepatan. Siapa pun yang merencanakan a400G QSFP-DDmigrasi dalam tiga tahun ke depan harus menjalankan mode-tunggal jika memungkinkan.