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

SR4, PSM4, CWDM4, LR4, ER4 - πέντε παραλλαγές της ίδιας μονάδας QSFP28, πέντε διαφορετικοί οπτικοί κινητήρες και μια απόφαση προμήθειας που δημιουργεί προβλήματα σε περισσότερους ανθρώπους από όσο θα έπρεπε. Το περίβλημα της μονάδας είναι πανομοιότυπο σε όλα. Η ηλεκτρική διεπαφή (CAUI-4, επισημοποιημένη σεIEEE 802.3bm-2015) είναι πανομοιότυπο. Αυτό που διαφέρει είναι το λέιζερ, το μήκος κύματος, ο σύνδεσμος και η ίνα που χρειάζεται. Λάθος αυτό το τμήμα και ο σύνδεσμος είτε δεν θα εμφανιστεί είτε - χειρότερα - θα εμφανίσει σφάλματα που δεν θα εντοπίσετε στην οπτική για εβδομάδες.

 

 

Βασικά στοιχεία του QSFP28

Τέσσερις ηλεκτρικές λωρίδες, η καθεμία λειτουργεί με περίπου 25,78 Gbps, σε ένα περίβλημα που είναι μηχανικά πανομοιότυπο με το 40G QSFP+. Η κατανάλωση ενέργειας βρίσκεται κάτω από 3,5 W ανά μονάδα. Ένας διακόπτης 1U μπορεί να συσκευάσει 36 ή περισσότερες θύρες QSFP28, γι' αυτό ο παράγοντας μορφής εξουδετέρωσε τα CFP και CFP2 για τις περισσότερες εφαρμογές 100 GbE - αυτά τα παλαιότερα πακέτα αντλούσαν 6–24 W το καθένα και καταλάμβαναν πολύ περισσότερο χώρο στην πρόσοψη.

 

 

Σύγκριση παραλλαγών με μια ματιά

Παράμετρος	SR4	PSM4	CWDM4	LR4	ER4
Πρότυπο IEEE / MSA	IEEE 802.3bm 100GBASE-SR4	100G PSM4 MSA	100G CWDM4 MSA	IEEE 802.3ba 100GBASE-LR4	IEEE 802.3ba 100GBASE-ER4
Μήκος κύματος	850 nm	1310 nm	1271 / 1291 / 1311 / 1331 nm	1295,56 / 1300,05 / 1304,58 / 1309,14 nm	~1295–1310 nm (LAN-WDM)
Τύπος λέιζερ	VCSEL	DML	DML (DFB)	EML	EML + APD Rx
Τύπος ινών	OM3 / OM4 MMF	OS2 SMF	OS2 SMF	G.652 SMF	G.652 SMF
Συνδετήρας	MTP/MPO-12	MTP/MPO-12	Duplex LC	Duplex LC	Duplex LC
Καταμέτρηση ινών ανά σύνδεσμο	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 χλμ	10 χλμ	40 χλμ
Τυπική ισχύς	~2.0 W	~2.5 W	~2.5 W	~3.5 W	~4.5 W
Σχετικό κόστος ενότητας	Κατώτατος	Χαμηλό–Μεσαίο	Μέσον	Μεσαία–Υψηλή	Ψηλά
Καλύτερη εφαρμογή	Ενδο-ράφι, διακομιστής-προς-αναχώρηση	Σταυρό-κτήριο (υπάρχοντες κορμοί SMF 8 ινών)	Inter-building, spine-to-spine Λιγότερο ή ίσο με 2 km	Πανεπιστημιούπολη / συγκέντρωση μετρό	Μετρό, συνδέσεις DR

 

 

Τοπολογία: Όπου προσγειώνεται κάθε παραλλαγή

Core / WAN (Metro backbone) ER4 - 40 km duplex LC, SMF LR4 - 10 km duplex LC, SMF Spine Switches (πανεπιστημιούπολη / πολλαπλών-υφασμάτων κτιρίων) CWDM4 - 2 km duplex LC, SMF CWDM4 / PSM Leads{2}, m. Διακόπτης φύλλων (Bldg B) SR4 - 100 m MTP/MPO, OM4 SR4 - 100 m MTP/MPO, Διακομιστές OM4 / Διακομιστές αποθήκευσης / Αποθήκευση

 

Ο SR4 ζει στον κάτω - διακομιστή{-για-φύλλο, μέσα σε μια ενιαία αίθουσα. Το CWDM4 ή το PSM4 χειρίζεται το τμήμα από-προς-ράχη σε κτίρια. Το LR4 καλύπτει τη σπονδυλική στήλη-μέχρι-του πυρήνα σε κλίμακα πανεπιστημιούπολης. ER4 για οτιδήποτε έχει περάσει από 10 χλμ.

 

SR4: Σύντομη-Πρόσβαση πολλαπλών λειτουργιών

Το SR4 εκτελεί τέσσερα παράλληλα κανάλια VCSEL 850 nm μέσω ίνας πολλαπλών λειτουργιών OM3 ή OM4 στα 25,78125 GBd ανά λωρίδα (IEEE 802,3bm). MTP/MPO-12 σύνδεσμοι, οκτώ ενεργές ίνες, εμβέλεια 70 m στο OM3 και 100 m στο OM4. Τα VCSEL είναι τα φθηνότερα λέιζερ της οικογένειας QSFP28, ο τερματισμός πολλαπλών λειτουργιών κοστίζει λιγότερο από τη λειτουργία απλής-λειτουργίας και το Cisco QSFP-100G-SR4-S αντλεί κάτω από 2,5 W. Δεν χρειάζεται να σκεφτείτε πολύ εδώ - εάν ο σύνδεσμός σας είναι κάτω από 100 μέτρα στο έδαφος και έχετε SR4.

 

Η απόφαση PSM4 εναντίον CWDM4

Εδώ ζει η πραγματική συζήτηση για τις προμήθειες. Τόσο το PSM4 όσο και το CWDM4 στοχεύουν στην εμβέλεια 100 m–2 km σε ίνα μονής-λειτουργίας και υπάρχουν και τα δύο επειδή τα αρχικά πρότυπα 100G της IEEE άφηναν ένα κενό - Το SR4 ξεπέρασε τα 100 m σε λειτουργία πολλαπλών λειτουργιών και το LR4 στα 10 km σε ένα{12}m{12}μονό τρέξιμο{12}με πολύ μεγάλο κόστος κατασκευής{0}. Τα MSA PSM4 και CWDM4 γράφτηκαν ειδικά για να γεμίσουν αυτόν τον χώρο, αλλά τον γέμισαν με πολύ διαφορετικούς τρόπους.

 

Το PSM4 είναι η παράλληλη προσέγγιση: τέσσερα ανεξάρτητα κανάλια DML 1310 nm, το καθένα στη δική του ίνα, μέσω μιας υποδοχής MTP/MPO-12. Οκτώ ίνες ανά σύνδεσμο, μέγιστη εμβέλεια 500 m. Το CWDM4 είναι η προσέγγιση πολλαπλής μήκους κύματος-: τέσσερα κανάλια 25 Gbps συσκευασμένα σε τέσσερα χονδροειδή μήκη κύματος (1271, 1291, 1311, 1331 nm ανά ITU-T G.694.2) που αποστέλλονται μέσω μιας μονής υποδοχής διπλής όψης LC. Δύο ίνες ανά σύνδεση, μέγιστη εμβέλεια 2 km, προϋπολογισμός σύνδεσης περίπου 5,0 dB ανά CWDM4 MSA.

 

Η τιμή της μονάδας στο PSM4 είναι συνήθως χαμηλότερη. Αλλά κάθε σύνδεσμος PSM4 τρώει οκτώ ίνες, και αυτό αλλάζει γρήγορα τα μαθηματικά. Σε μια πανεπιστημιούπολη brownfield που διαθέτει ήδη 12- ή 24-υποδοχείς SMF ινών που τερματίζονται με υποδοχές MTP, το PSM4 είναι μια καθαρή αναβάθμιση από τα ίδια καλώδια 40G QSFP+ -, τα ίδια patch panel, απλώς αλλάξτε τα οπτικά. Αυτό είναι ένα πραγματικό πλεονέκτημα. Αλλά σε μια κατασκευή Greenfield ή οπουδήποτε εκτελούνται άπαχα πάνελ ενημέρωσης LC δύο ινών μεταξύ κτιρίων, η παροχή νέων κορμών MTP οκτώ ινών προσθέτει εκατοντάδες δολάρια ανά σύνδεσμο που δεν εμφανίζονται ποτέ στο στοιχείο γραμμής του πομποδέκτη. ΕΝΑ100G QSFP28που κοστίζει 30 $ λιγότερο ανά μονάδα, αλλά απαιτεί 400 $ περισσότερα για καλωδίωση ανά σύνδεση δεν είναι εξοικονόμηση.

 

Το CWDM4 αποφεύγει το πρόβλημα του συνόλου των ινών-. Τα καλώδια patch LC Duplex είναι φθηνά. Οι περισσότερες εγκαταστάσεις έχουν ήδη δύο-διαδρομές SMF οπτικών ινών που έχουν απομείνει από την ανάπτυξη 1G ή 10G. Και το duplex LC σε μονή-λειτουργία τυχαίνει να είναι η ίδια φυσική διεπαφή που χρησιμοποιούν τα οπτικά 400G FR4 και DR4, επομένως η ίνα που ανάβετε σήμερα γιαΣύνδεσμος 100G CWDM4μεταφέρει κίνηση 400G στον επόμενο κύκλο αναβάθμισης χωρίς επανακαλωδίωση. Για οποιαδήποτε ζεύξη μεταξύ 100 μέτρων και 2 χλμ. όπου δεν έχετε ήδη τοποθετήσει κορμούς MTP, το CWDM4 είναι σχεδόν πάντα η επιλογή χαμηλότερου{5}}συνολικού κόστους.

 

LR4: 10 χλμ Πανεπιστημιούπολη και μετρό

Το LR4 πολυπλέκει τέσσερα κανάλια LAN-WDM (1295.56, 1300.05, 1304.58, 1309.14 nm ανά IEEE 802.3ba) σε σύνδεση διπλής όψης LC μονής-λειτουργίας. Η στενότερη απόσταση καναλιών απαιτεί πομπούς EML - καλύτερη αναλογία εξάλειψης, καλύτερη ανοχή χρωματικής διασποράς από τα DML στα PSM4 και CWDM4.Το φύλλο δεδομένων QSFP-100G-LR4-S της Ciscoεπιβεβαιώνει ότι αυτό το PHY λειτουργεί χωρίς FEC, χωρίς επιβάρυνση διόρθωσης σφαλμάτων, καθαρή συνεργασία πολλών-προμηθευτών. Το premium σε σχέση με το CWDM4 είναι σημαντικό, επομένως το LR4 έχει νόημα μόνο όταν η πραγματική μετρημένη διαδρομή σας υπερβαίνει τα 2 χλμ: συγκέντρωση πανεπιστημιούπολης σε ένα νοσοκομειακό συγκρότημα ή πανεπιστήμιο, το χέρι του φορέα{{5}απενεργοποιημένο σε colo, τέτοιου είδους εύρος. Εάν η διαδρομή είναι 1,8 km, αγοράστε CWDM4 και ξοδέψτε τη διαφορά σε έναν χαρακτηρισμό OTDR.

 

 

ER4 και ZR4

Το ER4 φτάνει τα 40 km με-πομπούς EML και δέκτες APD υψηλότερης ισχύος.100GBASE ZR4επεκτείνεται σε 80 χλμ. Και οι δύο χρησιμοποιούν duplex LC σε λειτουργία μονής-G.652 στο τυπικό περίβλημα QSFP28. Η ισχύς λειτουργεί 4–6 W. Μονάδες κορμού του Metro, όχι οπτικά κέντρου δεδομένων γενικής-χρήσης.

 

Τύποι λέιζερ και μαθηματικά προϋπολογισμού συνδέσμων

Το λέιζερ είναι αυτό που οδηγεί στην εξάπλωση του κόστους και της απήχησης σε όλη την οικογένεια QSFP28 και η κατανόηση των διαφορών αλλάζει τον τρόπο αξιολόγησης των φύλλων δεδομένων.

 

Το SR4 χρησιμοποιεί πίνακες VCSEL. Χαμηλό κόστος, χαμηλή ισχύς, καλή σύζευξη σε πολυτροπική ίνα, περιορισμένη στα 850 nm και μικρές αποστάσεις. Το PSM4 και το CWDM4 χρησιμοποιούν πομπούς DML στα 1310 nm - το ρεύμα έγχυσης ρυθμίζει το φως απευθείας, το οποίο εισάγει κελαηδία (μετατόπιση μήκους κύματος υπό διαμόρφωση), αλλά παραμένει ανεκτή σε 500 m έως 2 km ίνας απλής{10}}λειτουργίας. Τα LR4 και ER4 ανεβαίνουν σε πομπούς EML. Ένα EML διαχωρίζει το λέιζερ από τον διαμορφωτή - ένα εξωτερικό στρώμα απορρόφησης ηλεκτρο-ρυθμίζει την έξοδο ανεξάρτητα από την κοιλότητα του λέιζερ, δημιουργώντας ένα καθαρότερο οπτικό μάτι με χαμηλότερη υπολειμματική διασπορά. Αυτό το πιο καθαρό σήμα είναι αυτό που σας εξασφαλίζει 10–40 km πρόσβασης χωρίς να βασίζεστε στο FEC.

 

Τα φύλλα δεδομένων αναφέρουν έναν αριθμό "μέγιστης απόστασης", αλλά αυτός ο αριθμός προϋποθέτει μια εργοστασιακή-καθαρή μονάδα ινών. Οι πραγματικές εγκαταστάσεις έχουν απώλειες συναρμογής, απώλειες εισαγωγής συνδετήρων, εξασθένηση του πίνακα επιδιορθώσεων, σφιχτές στροφές στους δίσκους καλωδίων. Οι αριθμοί που πραγματικά σας λένε εάν μια σύνδεση θα λειτουργήσει είναι η ισχύς εξόδου του πομπού, η ευαισθησία OMA (Optical Modulation Amplitude) του δέκτη και η διαφορά μεταξύ τους - ο προϋπολογισμός ισχύος. Εάν ο προϋπολογισμός υπερβαίνει τη μετρούμενη απώλεια της διαδρομής οπτικών ινών σας, ο σύνδεσμος λειτουργεί. Εάν είναι οριακό, λαμβάνετε αυξημένα ποσοστά σφάλματος bit που μπορεί ή δεν μπορούν να διορθωθούν από το FEC, ανάλογα με το πόσο πάνω από το όριο βρίσκεστε. Η εκτέλεση ενός ίχνους OTDR σε κάθε διαδρομή πριν από την εγκατάσταση οπτικών διαρκεί περίπου μία ώρα. Αυτή η ώρα εξαλείφει τα περισσότερα προβλήματα αντιμετώπισης προβλημάτων της Ημέρας 1 - με αυτά που ανταλλάσσετε τρεις πομποδέκτες προτού κάποιος μετρήσει τελικά την ίνα και εντοπίσει απώλεια συνδέσεως 1,5 dB που κανείς δεν τεκμηριώνει.

 

 

Πολικότητα MTP/MPO - Αξίζει τη δική του ενότητα

Το SR4 και το PSM4 χρησιμοποιούν και τα δύο υποδοχές MTP/MPO-12 και τα λάθη πολικότητας είναι υπεύθυνα για έναν δυσανάλογο αριθμό αποτυχιών σύνδεσης 100G που διαγιγνώσκονται εσφαλμένα ως κακή οπτική.

 

Η τυπική διαμόρφωση για παράλληλες-κατασκευές κέντρων δεδομένων οπτικών είναι η πολικότητα τύπου-B (ευθεία-διαμπερής). Αρσενικός σύνδεσμος στην πλευρά του πομποδέκτη, θηλυκός στον κορμό. Ελίτ-χαμηλού επιπέδου-προσαρμογείς απώλειας-για μεγαλύτερες εκδόσεις κορμού - όχι τυπικά-εξαρτήματα απώλειας, τα οποία καλύπτουν τον ήδη-σφιχτό προϋπολογισμό συνδέσμου SR4. Η λάθος λήψη οποιουδήποτε από αυτά δεν σκοτώνει απαραίτητα τη σύνδεση. Αυτό που συμβαίνει πιο συχνά είναι ότι η κίνηση περνά με χαμηλή χρήση, αλλά τα σφάλματα CRC αυξάνονται υπό φορτίο. Τα συμπτώματα μιμούνται έναν οριακό πομποδέκτη ή μια βρώμικη υποδοχή, επομένως η συνήθης ακολουθία αντιμετώπισης προβλημάτων είναι: καθαρίστε την υποδοχή, χωρίς αλλαγή. Αλλάξτε το οπτικό, καμία αλλαγή. Αλλάξτε το οπτικό του άλλου άκρου, καμία αλλαγή. Τελικά κάποιος τραβάει έναν οπτικό εντοπιστή σφαλμάτων, ανιχνεύει τις ίνες και συνειδητοποιεί ότι η πολικότητα διασταυρώνεται. Αυτή η ακολουθία μπορεί να κάψει ένα ολόκληρο παράθυρο συντήρησης. Η επαλήθευση της πολικότητας κατά την εγκατάσταση, όχι κατά την αντιμετώπιση προβλημάτων, αποφεύγει πλήρως το πρόβλημα.

 

Για αναπτύξεις υψηλής-πυκνότητας,Συστήματα κορμού και κασετών που βασίζονται-με MTPβοηθούν στην τυποποίηση της διαχείρισης πολικότητας σε μεγάλο αριθμό συνδέσεων. Τα CWDM4, LR4 και ER4 αποφεύγουν το όλο πρόβλημα - χρησιμοποιούν υποδοχές LC διπλής όψης με βερνίκι UPC σε ίνα μονής-λειτουργίας OS2. Οι δακτύλιοι APC δεν είναι συμβατοί και θα προκαλέσουν υψηλές απώλειες επιστροφής.

 

 

Breakout και συμβατότητα προς τα πίσω

Το SR4, το PSM4 και το CWDM4 υποστηρίζουν τη λειτουργία ξεμπλοκαρίσματος 4×25G - μία θύρα 100G χωρισμένη σε τέσσερις ανεξάρτητες συνδέσεις 25G μέσω ενός καλωδίου διαχωρισμού ή μιας κασέτας MTP. Χρήσιμο για τη σύνδεση NIC διακομιστή 25G σε διακόπτη φύλλων 100G. Δεν ενεργοποιείται κάθε έκδοση NOS σε κάθε θύρα ASIC, επομένως επαληθεύστε με τη μήτρα συμβατότητας του προμηθευτή μεταγωγέα. Το QSFP28 ταιριάζει μηχανικά στις θύρες QSFP+ αλλά δεν διαπραγματεύεται τα 100G έναντι μιας μονάδας QSFP+ στο άλλο άκρο.

 

 

Μελλοντική-Διόρθωση

Το 100G QSFP28 δεν θα πάει πουθενά σύντομα. Οαγορά οπτικού πομποδέκτηπιέζει 400G και 800G στη σπονδυλική στήλη, αλλά τα 100G στο επίπεδο φύλλου και πρόσβασης εξακολουθούν να έχουν πολλά χρόνια προσγείωσης σε επιχειρηματικές πανεπιστημιουπόλεις, colo cross-συνδέσεις και κέντρα δεδομένων μεσαίου-μεγέθους. Το πιο χρήσιμο πράγμα που μπορείτε να κάνετε σήμερα είναι η μεροληψία νέων ινών προς το OS2 μονής-λειτουργίας με duplex LC. Αυτό το εργοστάσιο μεταφέρει CWDM4 τώρα, FR4 στα 400G τον επόμενο κύκλο και πιθανώς 800G μετά από αυτό. Τα ανώτατα όρια απόστασης πολλαπλών λειτουργιών συρρικνώνονται με κάθε γενιά ταχύτητας. Όποιος σχεδιάζει α400G QSFP-ΗΗη μετεγκατάσταση τα επόμενα τρία χρόνια θα πρέπει να εκτελείται σε μονή-λειτουργία οπουδήποτε είναι πρακτικό.