如何實現100G數據中心低成本互連?一文讀懂QSFP28光模塊之間差異

2020-11-23 騰訊網

人工智慧和大數據的迅猛發展，使得100G數據中心的數量每年都在增加，100G光模塊作為100G光網絡傳輸必備的部件，每年的需求量也跟著增加。目前100G光模塊採用的主流封裝形式為QSFP28，其他形式的封裝（CFP、CFP2、CFP4）因體積較大不被市場所青睞。下面易天光通信（ETU-LINK）就給大家分享如何通過100G QSFP28光模塊之間的差異實現100G數據中心低成本互連。

1、標準不同

目前主流100G光模塊標準主要由IEEE（電子電氣工程協會）和MSA（多源協議）兩家標準化機構制定。IEEE 802.3是IEEE旗下的一個工作組，10G、40G、100G、400G光模塊的標準都是它提出來的。

在大型數據中心的互連方案中，100GBASE-SR4光模塊因支持的傳輸距離太短，不能滿足所有的互連場景，使用100GBASE-LR4光模塊的成本又太高，於是MSA制定了100G PSM4和100G CWDM4兩個方案解決了中距離傳輸的需求。

2、工作原理不同

(1) 100GBASE-SR4光模塊

100GBASE-SR4光模塊採用QSFP28封裝形式，在發射端，電信號經過4陣列雷射器轉換為光信號，然後在帶狀多模光纖上並行傳輸，在到達接收端時，4陣列光敏二極體將並行光信號轉換成並行電信號。

(2) 100GBASE-LR4光模塊

100GBASE-LR4光模塊將4路25Gbps電信號轉換為4路LAN WDM光信號，然後採用MUX或者WDM將其復用為單通道，實現100G光信號傳輸。在接收端，該模塊採用DEMUX將100G光輸入解復用為4路LAN WDM光信號，然後將其轉換為4路電信號再輸出信道。

(2) 100G PSM4光模塊

100G PSM4（並行單模4通道）光模塊採用8根單模光纖(4個發送和4個接收)實現點對點的100 Gbps鏈路連接，每條通道以25 Gbps的速率發送，而且每條獨立通道的波長都為1310nm。所以，兩個光收發器通常使用8/12芯MPO接口單模OS2跳線進行連接通信。

(3) 100G CWDM4光模塊

100G CWDM4光模塊通過使用粗波分復用（CWDM）技術，將1270nm、1290nm、1310nm和1330nm四種波長復用到一根單模光纖上進行信號傳輸。

1、成本價格不同

(1) 100GBASE-LR4 VS 100G CWDM4

一方面，LR4採用4.5nm的LAN-WDM間隔，而CWDM4採用20nm 的CWDM間隔，因為通道間隔越大，對光學MUX/DEMUX器件的要求就越低，所以LR4使用的光學MUX/DEMUX器件比CWDM4更貴。

另一方面，LR4使用的雷射器是EML(電吸收調製雷射器)，而CWDM4使用的雷射器是DML（直接調製雷射器），EML比DML價格更貴，而且LR4需要額外增加TEC（半導體熱電製冷器）。綜上所述，100GBASE-LR4的價格比100G CWDM4的價格要貴出許多。

(2) 100G CWDM4 VS 100G PSM4

100G PSM4光模塊傳輸需要用8根單模光纖，而100G CWDM4光模塊由於使用了波分復用器，所以只需要2根單模光纖。雖然100G CWDM4光模塊比100G PSM4光模塊價格稍貴些，但是隨著傳輸距離的增加，100G PSM4光模塊的總成本會上升的很快，所以在實際應用中需要依據互連距離來決定使用PSM4還是CWDM4。

以上就是主流100G QSFP28光模塊之間大致的對比，最後，易天光通信（ETU-LINK）提供幾款數據中心內部互連光模塊的選擇方案供大家參考。

1) 在100M傳輸距離內，可使用100GBASE-SR4光模塊；

2) 在500M-2KM傳輸距離內，可使用100G PSM4光模塊；

3) 在2KM-10KM傳輸距離內，可使用100G CWDM4、100GBASE-LR4光模塊；

4) 在10KM-40KM傳輸距離內，可使用100GBASE-ER4光模塊。

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