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

SR4, PSM4, CWDM4, LR4, ER4 - pet varijanti istog QSFP28 modula, pet različitih optičkih motora i odluka o nabavci koja dovodi više ljudi u nevolje nego što bi trebalo. Kućište modula je kod svih identično. Električni interfejs (CAUI-4, formalizovan uIEEE 802.3bm-2015) je identičan. Ono što se razlikuje je laser, talasna dužina, konektor i vlakno koje mu je potrebno. Pogrešite taj dio i link se ili neće pojaviti ili - još gore - dolazi s greškama koje nećete pratiti do optike sedmicama.

 

 

QSFP28 Osnove

Četiri električne trake, svaka radi na otprilike 25,78 Gbps, u kućištu mehanički identičnom 40G QSFP+. Potrošnja energije je ispod 3,5 W po modulu. Prekidač od 1U može imati 36 ili više QSFP28 portova, zbog čega je faktor forme ubio CFP i CFP2 za većinu 100GbE aplikacija - ovi stariji paketi su trošili 6–24 W svaki i zauzimali daleko više prostora na prednjoj ploči.

 

 

Poređenje varijanti na prvi pogled

Parametar	SR4	PSM4	CWDM4	LR4	ER4
IEEE / MSA standard	IEEE 802.3bm 100GBASE-SR4	100G PSM4 MSA	100G CWDM4 MSA	IEEE 802.3ba 100GBASE-LR4	IEEE 802.3ba 100GBASE-ER4
Talasna dužina	850 nm	1310 nm	1271 / 1291 / 1311 / 1331 nm	1295,56 / 1300,05 / 1304,58 / 1309,14 nm	~1295–1310 nm (LAN-WDM)
Laser Type	VCSEL	DML	DML (DFB)	EML	EML + APD Rx
Fiber Type	OM3 / OM4 MMF	OS2 SMF	OS2 SMF	G.652 SMF	G.652 SMF
Konektor	MTP/MPO-12	MTP/MPO-12	Duplex LC	Duplex LC	Duplex LC
Broj vlakana po linku	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)
Max Reach	70 m (OM3) / 100 m (OM4)	500 m	2 km	10 km	40 km
Tipična snaga	~2.0 W	~2.5 W	~2.5 W	~3.5 W	~4.5 W
Relativna cijena modula	Najniže	Nisko–srednje	Srednje	Srednje – Visoko	Visoko
Best Fit	Intra-rack, server{1}}to-leaf	Unakrsna{0}}zgrada (postojeći SMF kanali od 8 vlakana)	Među-zgrada, kičma-do-kičma Manje ili jednako 2 km	Kampus / metro agregacija	Metro okosnica, DR veze

 

 

Topologija: Gdje svaka varijanta slijeće

Core / WAN (Metro okosnica) ER4 - 40 km duplex LC, SMF LR4 - 10 km dupleks LC, SMF Spine prekidači (kampus / više-građevinska tkanina) CWDM4 - 2 km dupleks LC, SMF CWDM4 / PSM4 500 m – 2 km (BMF Prekidač Leaf) (Bldg Leaf Switch) (Bldg Leaf Switch) SR4 - 100 m MTP/MPO, OM4 SR4 - 100 m MTP/MPO, OM4 Serveri / Serveri za pohranu / Storage

 

SR4 živi na dnu - servera-do-lista, unutar jedne sale. CWDM4 ili PSM4 upravlja segmentom lista-do-kičme preko zgrada. LR4 pokriva kičmu-do-jezgra na nivou kampusa. ER4 za sve preko 10 km.

 

SR4: Kratki-Višestruki način rada

SR4 pokreće četiri paralelna 850 nm VCSEL kanala preko OM3 ili OM4 multimodnog vlakna na 25,78125 GBd po traci (IEEE 802,3bm). MTP/MPO-12 konektor, osam aktivnih vlakana, 70 m dosega na OM3 i 100 m na OM4. VCSEL-ovi su najjeftiniji laseri u porodici QSFP28, multimode terminacija košta manje od single-moda, a Cisco QSFP-100G-SR4-S troši ispod 2,5 W. Ovdje nema puno razmišljanja - ako je vaša veza ispod 100 m, a OM4 je očigledno u zemlji, odaberite.

 

Odluka PSM4 protiv CWDM4

Ovdje živi stvarna debata o nabavci. I PSM4 i CWDM4 ciljaju na domet od 100 m–2 km preko jednog-modnog vlakna, i oba postoje jer su originalni IEEE standardi 100G ostavili prazninu - SR4 je dostigao maksimum na 100 m na višenamjenskom, a LR4 na 10 km na jednom-ukrštanju{12}}ukrštanju{12}}4 trošak{0} trči. PSM4 i CWDM4 MSA su napisani posebno da popune taj prostor, ali su ga ispunili na vrlo različite načine.

 

PSM4 je paralelni pristup: četiri nezavisna 1310 nm DML kanala, svaki na svom vlaknu, preko MTP/MPO-12 konektora. Osam vlakana po vezi, 500 m maksimalnog dosega. CWDM4 je{13}}multipleksirani pristup talasnim dužinama: četiri kanala od 25 Gbps spakovana na četiri grube talasne dužine (1271, 1291, 1311, 1331 nm po ITU-T G.694.2) šalju se kroz jedan dupleks LC konektor. Dva vlakna po linku, 2 km maksimalnog dosega, približno 5,0 dB budžeta veze po CWDM4 MSA.

 

Cijena modula na PSM4 je obično niža. Ali svaka PSM4 veza jede osam vlakana, a to brzo mijenja matematiku. U braunfild kampusu koji već ima 12- ili 24-fiber SMF kanala koji su završeni MTP konektorima, PSM4 je čista nadogradnja sa 40G QSFP+ - istih kablova, istih patch panela, samo zamijenite optiku. To je prava prednost. Ali u grinfild izgradnji, ili bilo gdje gdje se koriste tanki LC patch paneli od dva vlakna između zgrada, obezbjeđivanje novih MTP kanala sa osam vlakana dodaje stotine dolara po linku koji se nikada ne pojavljuju na stavci primopredajnika. A100G QSFP28to košta 30 USD manje po modulu, ali zahtijeva 400 USD više u kablovima po linku nije ušteda.

 

CWDM4 izbjegava cijeli problem-broja vlakana. Duplex LC patch kablovi su jeftini. Većina objekata već ima dva-fiber SMF rada preostala od 1G ili 10G implementacije. I duplex LC na single- načinu rada je isti fizički interfejs koji koriste 400G FR4 i DR4 optika, tako da vlakno koje danas upalite za100G CWDM4 vezaprenosi 400G saobraćaja u sljedećem ciklusu nadogradnje bez ponovnog kabliranja. Za bilo koju vezu između 100 m i 2 km na kojoj već nemate postavljene MTP kanale, CWDM4 je skoro uvijek opcija niže ukupne-troškove.

 

LR4: 10 km kampusa i metroa

LR4 multipleksira četiri LAN-WDM kanala (1295.56, 1300.05, 1304.58, 1309.14 nm po IEEE 802.3ba) na dupleks LC single-modnu vezu. Manji razmak kanala zahtijeva od EML odašiljača - bolji omjer ekstinkcije, bolju toleranciju hromatske disperzije od DML-a u PSM4 i CWDM4.Ciscov QSFP-100G-LR4-S list sa podacimapotvrđuje da ovaj PHY radi bez FEC-a, bez dodatnih troškova ispravljanja grešaka, čista interakcija više-prodavača. Premija u odnosu na CWDM4 je značajna, tako da LR4 ima smisla samo kada vaša stvarna izmjerena putanja prelazi 2 km: agregacija kampusa preko bolničkog kompleksa ili univerziteta, ruka nosioca-isključena na kolo, takav raspon. Ako je put 1,8 km, kupite CWDM4 i potrošite razliku na OTDR karakterizaciju.

 

 

ER4 i ZR4

ER4 dostiže 40 km sa EML predajnicima-većom snagom i APD prijemnicima.100GBASE ZR4produžava to na 80 km. Oba koriste duplex LC na G.652 single-modu u standardnom QSFP28 kućištu. Snaga traje 4–6 W. Metro moduli okosnice, a ne optika za data centar opšte namene.

 

Laser Types and Link Budget Math

Laser je ono što zapravo pokreće troškove i doseg u cijeloj porodici QSFP28, a razumijevanje razlika mijenja način na koji procjenjujete listove sa podacima.

 

SR4 koristi VCSEL nizove. Niska cijena, mala snaga, dobro spajanje u višemodno vlakno, ograničeno na 850 nm i kratke udaljenosti. PSM4 i CWDM4 koriste DML odašiljače na 1310 nm - injekciona struja direktno modulira svjetlost, što uvodi chirp (odnos talasne dužine pod modulacijom), ali to ostaje podnošljivo na 500 m do 2 km jednomodnog vlakna. LR4 i ER4 napreduju do EML odašiljača. EML odvaja laser od modulatora - vanjski elektro{16}}sloj koji modulira izlaz nezavisno od laserske šupljine, proizvodeći čistije optičko oko sa nižom zaostalom disperzijom. Taj čistiji signal je ono što vam kupuje 10-40 km dosega bez oslanjanja na FEC.

 

Listovi sa podacima navode broj "maksimalne udaljenosti", ali taj broj pretpostavlja fabrički{0}}čistu fabriku vlakana. Prava postrojenja imaju gubitke u spajanju, gubitke pri umetanju konektora, slabljenje patch panela, uske krivine u nosačima kablova. Brojevi koji vam zapravo govore da li će veza funkcionirati su izlazna snaga predajnika, OMA (Optical Modulation Amplitude) osjetljivost prijemnika i razlika između njih - budžet snage. Ako budžet premašuje izmjereni gubitak putanje vašeg vlakna, veza radi. Ako je marginalna, dobijate povećane stope bitnih grešaka koje FEC može, a možda i ne može ispraviti, ovisno o tome koliko ste daleko iznad praga. Izvođenje OTDR traga na svakoj stazi prije instaliranja optike traje oko sat vremena. Taj sat eliminiše većinu problema u rješavanju problema prvog dana - u kojoj zamijenite tri primopredajnika prije nego što neko konačno izmjeri vlakno i otkrije gubitak od 1,5 dB koji niko nije dokumentirao.

 

 

MTP/MPO polaritet - vrijedan svog odjeljka

SR4 i PSM4 koriste MTP/MPO-12 konektore, a greške polariteta su odgovorne za nesrazmjeran broj kvarova 100G veze koji se pogrešno dijagnosticiraju kao loša optika.

 

Standardna konfiguracija za paralelne-gradnje optičkih centara podataka je tip-B (ravni-prolazni) polaritet. Muški konektor na strani primopredajnika, ženski na prtljažniku. Elitni-adapteri sa niskim-gubicima na dužim stazama - nisu standardni-dijelovi sa gubitkom, koji troše ionako-uski budžet SR4 veze. Ako bilo šta od ovoga pogrešno shvatite, ne mora se nužno ubiti link. Ono što se češće dešava je da saobraćaj prolazi pri niskom iskorištenju, ali CRC greške rastu pod opterećenjem. Simptomi oponašaju marginalni primopredajnik ili prljav konektor, tako da je uobičajeni redoslijed rješavanja problema: očistite konektor, bez promjene; zameniti optiku, bez promene; zamijenite optiku drugog kraja, bez promjene; konačno neko povuče vizuelni lokator kvara, prati vlakna i shvati da je polaritet prešao. Taj niz može spaliti cijeli prozor održavanja. Provera polariteta tokom instalacije, a ne tokom rešavanja problema, u potpunosti izbegava problem.

 

Za{0}}razmještanje velike gustine,MTP{0}}bazirani trunk i kasetni sistemipomaže u standardizaciji upravljanja polaritetom na velikom broju veza. CWDM4, LR4 i ER4 izbjegavaju cijeli problem - koriste dupleks LC konektore sa UPC poliranim na OS2 single-modnim vlaknima. APC ferrule nisu kompatibilne i uzrokovaće velike povratne gubitke.

 

 

Probijanje i kompatibilnost unatrag

SR4, PSM4 i CWDM4 podržavaju 4×25G prekidni način - jedan 100G port podijeljen na četiri nezavisne 25G veze putem kabela za prekid veze ili MTP kasete. Korisno za povezivanje 25G serverskih NIC-a na 100G leaf switch. Ne aktivira svako izdanje NOS-a prekid na svakom ASIC portu, pa provjerite s matricom kompatibilnosti dobavljača prekidača. QSFP28 se mehanički uklapa u QSFP+ portove, ali ne pregovara o 100G protiv QSFP+ modula na drugom kraju.

 

 

Buduća{0}}Provjera

100G QSFP28 neće uskoro nikuda. Thetržište optičkih primopredajnikagura 400G i 800G na kralježnici, ali 100G na nivou lista i pristupa i dalje ima godine piste u poslovnim kampusima, colo cross-konekcijama i srednjim-centrima podataka. Najkorisnija stvar koju danas možete da uradite je da usmerite nova vlakna na jedno-mod OS2 sa dupleks LC. Ta fabrika sada nosi CWDM4, FR4 na 400G sljedećeg ciklusa, i vjerovatno 800G nakon toga. Višemodni stropovi se smanjuju sa svakom generacijom brzine. Svako ko planira a400G QSFP-DDmigracija u naredne tri godine bi trebala biti pokrenuta u jednom-modu svuda gdje je to praktično.