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

SR4, PSM4, CWDM4, LR4, ER4 - cinq variantes du même module QSFP28, cinq moteurs optiques différents et une décision d'achat qui pose plus de problèmes qu'elle ne le devrait. Le boîtier du module est identique pour tous. L'interface électrique (CAUI-4, formalisée enIEEE 802.3bm-2015) est identique. Ce qui diffère, c'est le laser, la longueur d'onde, le connecteur et la fibre dont il a besoin. Si vous vous trompez sur cette partie, le lien ne s'affichera pas ou - pire - il générera des erreurs dont vous ne remonterez pas à l'optique avant des semaines.

 

 

Bases de QSFP28

Quatre voies électriques, chacune fonctionnant à environ 25,78 Gbit/s, dans un boîtier mécaniquement identique au QSFP 40G+. La consommation électrique est inférieure à 3,5 W par module. Un commutateur 1U peut contenir 36 ports QSFP28 ou plus, c'est pourquoi le facteur de forme a supprimé CFP et CFP2 pour la plupart des applications 100GbE - ces anciens packages consommaient 6 à 24 W chacun et occupaient beaucoup plus d'espace sur la façade.

 

 

Comparaison des variantes en un coup d'œil

Paramètre	SR4	PSM4	CWDM4	LR4	ER4
Norme IEEE/MSA	IEEE 802.3bm 100GBASE-SR4	MSA PSM4 100 G	MSA 100G CWDM4	IEEE 802.3ba 100GBASE-LR4	IEEE 802.3ba 100GBASE-ER4
Longueur d'onde	850 nm	1310 nm	1271/1291/1311/1331 nm	1295,56 / 1300,05 / 1304,58 / 1309,14 nm	~1 295–1 310 nm (LAN-WDM)
Type de laser	VCSEL	DML	DML (DFB)	EML	EML + APD Rx
Type de fibre	OM3 / OM4 FMM	OS2 SMF	OS2 SMF	G.652 SMF	G.652 SMF
Connecteur	MTP/MPO-12	MTP/MPO-12	LC Duplex	LC Duplex	LC Duplex
Nombre de fibres par lien	8 (4 émissions + 4 réceptions)	8 (4 émissions + 4 réceptions)	2 (1 émission + 1 réception)	2 (1 émission + 1 réception)	2 (1 émission + 1 réception)
Portée maximale	70 m (OM3) / 100 m (OM4)	500 m	2km	10km	40km
Puissance typique	~2.0 W	~2.5 W	~2.5 W	~3.5 W	~4.5 W
Coût relatif du module	Le plus bas	Faible à moyen	Moyen	Moyen à élevé	Haut
Meilleur ajustement	Intra-rack, serveur-vers-feuille	Construction croisée-(tronçons SMF à 8 fibres existants)	Inter-bâtiment, colonne vertébrale-à-colonne vertébrale Inférieur ou égal à 2 km	Agrégation campus/métro	Réseau fédérateur métropolitain, liens DR

 

 

Topologie : où atterrit chaque variante

Core / WAN (Metro backbone) ER4 - 40 km duplex LC, SMF LR4 - 10 km duplex LC, SMF Spine Switches (campus/multi-structure de bâtiment) 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, OM4 Serveurs/Serveurs de stockage/Stockage

 

SR4 se trouve au bas du - serveur-à-feuille, à l'intérieur d'un seul hall. CWDM4 ou PSM4 gère le segment feuille-à-colonne vertébrale dans les bâtiments. LR4 couvre la colonne vertébrale-jusqu'au-noyau à l'échelle du campus. ER4 pour tout ce qui dépasse 10 km.

 

SR4 : Multimode à courte portée-

SR4 exécute quatre canaux VCSEL parallèles de 850 nm sur une fibre multimode OM3 ou OM4 à 25,78125 Go par voie (IEEE 802.3bm). Connecteur MTP/MPO-12, huit fibres actives, portée 70 m sur OM3 et 100 m sur OM4. Les VCSEL sont les lasers les moins chers de la famille QSFP28, la terminaison multimode coûte moins cher que le mode simple- et le Cisco QSFP-100G-SR4-S consomme moins de 2,5 W. Il n'y a pas grand-chose à délibérer ici : si votre liaison est inférieure à 100 m et que vous avez OM4 dans le sol, SR4 est le choix évident.

 

La décision PSM4 contre CWDM4

C’est là que se situe le véritable débat sur les marchés publics. PSM4 et CWDM4 ciblent tous deux la portée de 100 m à 2 km sur fibre monomode-, et tous deux existent parce que les normes 100G d'origine de l'IEEE laissaient un écart - SR4 plafonné à 100 m en multimode et LR4 à 10 km en monomode-coûtait trop cher pour un parcours de 300 m à travers un bâtiment-. Les MSA PSM4 et CWDM4 ont été écrits spécifiquement pour remplir cet espace, mais ils l'ont rempli de manières très différentes.

 

PSM4 est l'approche parallèle : quatre canaux DML 1 310 nm indépendants, chacun sur sa propre fibre, via un connecteur MTP/MPO-12. Huit fibres par liaison, portée maximale de 500 m. CWDM4 est l'approche multiplexée en longueur d'onde : quatre canaux de 25 Gbit/s regroupés sur quatre longueurs d'onde grossières (1 271, 1 291, 1 311, 1 331 nm selon ITU-T G.694.2) envoyés via un seul connecteur LC duplex. Deux fibres par liaison, portée maximale de 2 km, budget de liaison d'environ 5,0 dB selon le MSA CWDM4.

 

Le prix du module sur PSM4 est généralement inférieur. Mais chaque liaison PSM4 consomme huit fibres, ce qui change rapidement les calculs. Dans un campus en friche industrielle qui dispose déjà de liaisons SMF à 12- ou 24-fibres terminées par des connecteurs MTP, le PSM4 est une mise à niveau nette du 40G QSFP+ - mêmes câbles, mêmes panneaux de brassage, il suffit d'échanger les optiques. C'est un réel avantage. Mais dans une nouvelle construction, ou partout où des panneaux de brassage LC à deux fibres sont installés entre les bâtiments, la fourniture de nouvelles lignes réseau MTP à huit fibres ajoute des centaines de dollars par liaison qui n'apparaissent jamais sur l'élément de ligne de l'émetteur-récepteur. UN100GQSFP28cela coûte 30 $ de moins par module mais nécessite 400 $ de plus en câblage par liaison ne représente pas une économie.

 

CWDM4 évite tout le problème du nombre de fibres-. Les cordons de brassage LC duplex sont bon marché. La plupart des installations disposent déjà de deux fibres SMF provenant des déploiements 1G ou 10G. Et le LC duplex en mode unique-se trouve être la même interface physique que celle utilisée par les optiques 400G FR4 et DR4, donc la fibre que vous allumez aujourd'hui pour uneLien 100G CWDM4transporte un trafic 400G lors du prochain cycle de mise à niveau sans recâblage. Pour toute liaison comprise entre 100 m et 2 km sur laquelle vous n'avez pas encore de liaisons MTP en place, CWDM4 est presque toujours l'option au coût total-le plus bas.

 

LR4 : 10 km Campus et Métro

LR4 multiplexe quatre canaux LAN-WDM (1295,56, 1300,05, 1304,58, 1309,14 nm selon IEEE 802.3ba) sur une connexion LC duplex monomode-. L'espacement plus étroit des canaux nécessite des émetteurs EML - un meilleur taux d'extinction et une meilleure tolérance de dispersion chromatique que les DML de PSM4 et CWDM4.Fiche technique QSFP-100G-LR4-S de Ciscoconfirme que ce PHY fonctionne sans FEC, pas de surcharge de correction d'erreurs, une interopérabilité multi-propre. La prime par rapport au CWDM4 est importante, donc LR4 n'a de sens que lorsque votre trajet réel mesuré dépasse 2 km : agrégation de campus à travers un complexe hospitalier ou une université, transfert de transporteur-à un colo, ce genre de distance. Si le chemin est de 1,8 km, achetez du CWDM4 et dépensez la différence pour une caractérisation OTDR.

 

 

ER4 et ZR4

ER4 atteint 40 km avec des émetteurs EML et des récepteurs APD-de plus grande puissance.100GBASE ZR4étend cela à 80 km. Les deux utilisent un LC duplex sur le mode simple G.652-dans le boîtier QSFP28 standard. La puissance est de 4 à 6 W. Modules de base Metro, pas d'optique de centre de données à usage général-.

 

Types de laser et calcul du budget de liaison

Le laser est réellement ce qui détermine la répartition des coûts et de la portée dans la famille QSFP28, et comprendre les différences change la façon dont vous évaluez les fiches techniques.

 

SR4 utilise des tableaux VCSEL. Faible coût, faible consommation, bon couplage en fibre multimode, limité à 850 nm et courtes distances. PSM4 et CWDM4 utilisent des émetteurs DML à 1310 nm - le courant d'injection module directement la lumière, ce qui introduit un chirp (dérive de longueur d'onde sous modulation), mais cela reste tolérable sur 500 m à 2 km de fibre monomode-. LR4 et ER4 passent aux émetteurs EML. Un EML sépare le laser du modulateur - une couche d'électro-absorption externe - module la sortie indépendamment de la cavité laser, produisant un œil optique plus propre avec une dispersion résiduelle plus faible. Ce signal plus propre est ce qui vous permet de parcourir 10 à 40 km sans compter sur le FEC.

 

Les fiches techniques indiquent un nombre de "distance maximale", mais ce nombre suppose une usine de fibre propre-en usine. Les installations réelles présentent des pertes d'épissure, des pertes d'insertion de connecteurs, une atténuation des panneaux de brassage et des courbures serrées dans les chemins de câbles. Les chiffres qui vous indiquent réellement si une liaison fonctionnera sont la puissance de sortie de l'émetteur, la sensibilité OMA (Amplitude de modulation optique) du récepteur et la différence entre eux - le budget de puissance. Si le budget dépasse la perte mesurée de votre chemin fibre, la liaison fonctionne. S'il est marginal, vous obtenez des taux d'erreur binaires élevés qui peuvent ou non être corrigibles par FEC en fonction de votre dépassement du seuil. L'exécution d'une trace OTDR sur chaque chemin avant d'installer l'optique prend environ une heure. Cette heure élimine la plupart des dépannages du premier jour -, le type où vous échangez trois émetteurs-récepteurs avant que quelqu'un ne mesure enfin la fibre et ne trouve une perte d'épissure de 1,5 dB que personne n'a documentée.

 

 

Polarité MTP/MPO - vaut sa propre section

SR4 et PSM4 utilisent tous deux des connecteurs MTP/MPO-12, et les erreurs de polarité sont responsables d'un nombre disproportionné de pannes de liaison 100G qui sont diagnostiquées à tort comme de mauvaises optiques.

 

La configuration standard pour les constructions de centres de données à optique-parallèle est la polarité de type-B (droit-traversant). Connecteur mâle côté émetteur-récepteur, femelle côté tronc. Les adaptateurs Elite-à faible perte-de qualité sur les lignes principales plus longues - ne sont pas des pièces à perte standard-, qui rongent le budget de liaison SR4 déjà-serré. Se tromper ne tue pas nécessairement le lien. Ce qui arrive le plus souvent, c'est que le trafic transite avec une faible utilisation, mais que les erreurs CRC augmentent sous la charge. Les symptômes imitent un émetteur-récepteur marginal ou un connecteur sale, donc la séquence de dépannage habituelle est la suivante : nettoyer le connecteur, aucun changement ; échangez l'optique, aucun changement ; échangez l'optique de l'autre extrémité, aucun changement ; Finalement, quelqu'un utilise un localisateur visuel de défauts, trace les fibres et se rend compte que la polarité est croisée. Cette séquence peut brûler une fenêtre de maintenance entière. La vérification de la polarité lors de l'installation, et non lors du dépannage, évite complètement le problème.

 

Pour les déploiements-haute densité,Systèmes de lignes réseau et de cassettes basés sur MTP-aider à standardiser la gestion de la polarité sur un grand nombre de connexions. CWDM4, LR4 et ER4 évitent tout le problème - ils utilisent des connecteurs LC duplex avec polissage UPC sur fibre monomode OS2-. Les ferrules APC ne sont pas compatibles et entraîneront une perte de retour élevée.

 

 

Breakout et compatibilité ascendante

SR4, PSM4 et CWDM4 prennent en charge le mode breakout 4×25G - un port 100G divisé en quatre connexions 25G indépendantes via un câble breakout ou une cassette MTP. Utile pour connecter des cartes réseau de serveur 25G à un commutateur feuille 100G. Toutes les versions de NOS n'activent pas le breakout sur chaque port ASIC, vérifiez donc auprès de la matrice de compatibilité du fournisseur de commutateur. QSFP28 s'intègre mécaniquement dans les ports QSFP+ mais ne négocie pas 100G par rapport à un module QSFP+ à l'autre extrémité.

 

 

Pérennité-Épreuve

Le 100G QSFP28 n’ira nulle part de sitôt. Lemarché des émetteurs-récepteurs optiquespropose 400 G et 800 G au niveau de la colonne vertébrale, mais le 100 G au niveau feuille et accès a encore des années d'expérience dans les campus d'entreprise, les connexions croisées colo-et les centres de données de taille moyenne-. La chose la plus utile que vous puissiez faire aujourd'hui est d'orienter les nouveaux tronçons de fibre vers un OS2 monomode-avec LC duplex. Cette usine transporte du CWDM4 maintenant, du FR4 à 400G au prochain cycle, et probablement 800G par la suite. Les plafonds de distance multimode diminuent à chaque génération de vitesse. Quiconque planifie unQSFP 400 G-DDla migration au cours des trois prochaines années devrait s'effectuer en mode unique-partout où cela est possible.