Vysokorychlostní formáty optických transceiverů a základní rozdíly

Vysokorychlostní formáty optických transceiverů a základní rozdíly

40G standardy

40GBASE-SR4, multimode, MPO (8x f), 100m (OM3), 150m (OM4)

40GBASE-eSR4, multimode, MPO (8x f), 82m (OM2), 300m (OM3), 400m (OM4)

40GBASE-LX4, multimode, LCD, 100m (OM3), 150m (OM4)

40GBASE-eSDLC-PAM, multimode, LCD, 100m (OM3), 300m (OM4)

40GBASE-SDLC-PAM, multimode, LCD, 100m (OM3), 150m (OM4)

40GBASE-IR4, singlemode, LCD, 2km

40GBASE-IR4-PSM, singlemode, MPO (8x f), 2km

40GBASE-LX4, singlemode, LCD, 2km

40GBASE-LR4, singlemode, LCD, 10km

40GBASE-LR4+, singlemode, LCD, 20km

40GBASE-ER4, singlemode, LCD, 30-40km

100G standardy

100GBASE-SR4, multimode, MPO (8x f), 100m (OM4), nevyžaduje ext. FEC

100GBASE-SR1.2, multimode, PAM4, LCD, 100m (OM4) , nevyžaduje ext. FEC

100GBASE-DR1, singlemode single lambda PAM4, LCD, 500m, integrovaný FEC

100GBASE-FR, singlemode single lambda PAM4, LCD, 2km, integrovaný FEC

100GBASE-IR4, singlemode, LCD, 2km, vyžaduje ext. FEC

100GBASE-IR4-LITE, singlemode, LCD, 500m, vyžaduje ext. FEC

100GBASE-IR4-LITE-PSM, singlemode, MPO (8x f), 500m, vyžaduje ext. FEC

100GBASE-CWDM4, singlemode, LCD, 10km, vyžaduje ext. FEC

100GBASE-CWDM4-LITE, singlemode, LCD, 2km, vyžaduje ext. FEC

100GBASE-CLR4, singlemode, LCD, 2km, vyžaduje ext. FEC, kompatibilní s CWDM4

100GBASE-LR, singlemode single lambda PAM4, LCD, 10km, nevyžaduje ext. FEC

100GBASE-LR4, singlemode, LCD, 10km, nevyžaduje ext. FEC

100GBASE-eLR4, singlemode, LCD, 20 až 25km dle výrobce, nevyžaduje ext. FEC

100GBASE-ER4 LITE, singlemode, LCD, 25 až 30km dle výrobce (40km s ext. FEC)

100GBASE-ER4 singlemode, LCD, 40km, integrovaný FEC

100GBASE-ZR4 singlemode, LCD, 80km, integrovaný FEC

Vysokorychlostní formáty optických transceiverů a základní rozdíly

SFP a SFP+

• SFP+ je upgradovaná varianta SFP.
• SFP transceivery podporují přenosové rychlosti od 100Mbps do 4,25Gbps (FC aplikace).
• SFP+ transceivery se pak využívají pro rychlosti od 8Gbps do 16Gbps, nejčastěji však pro 10Gbps Ethernet.
• Oba tyto formáty jsou rozměrově shodné, ale jsou definovány různými standardy.
• SFP vychází z IEEE802.3 a SFF-8472.

SFP+ a XFP

• XFP je starší formát, rozměrově větší než novější SFP+.
• SFP+ pak ve srovnání s XFP posouvá více funkcí např. modulaci signálu, MAC, CDR a EDC na hostboard - to právě umožnilo jeho miniaturizaci.
• XFP je pak definováno MSA sdružením, kdežto SFP+ vychází z IEEE802.3ae a SFF-8431, 8432.

SFP+ a QSFP+

• QSFP+ má pak v podstatě 4x SFP+ interface (písmenko Q značí QUAD), a tak umožňuje přenosovou rychlost až 40Gbps (u SFP+ max. 16Gbps).
• QSFP+ je pak definováno výborem SFF-8436.

CFP vs QSFP28

• QSFP28 100Gbps moduly jsou formátově menší (rozměrově shodné s QSFP+) než formáty CFP, i když poslední verze CFP8 je již také velmi kompaktní.
• QSFP28+ se současnou technologií zatím není možno vyrobit s delším dostřelem než je 30km (40km s FEC).

CFP transceivery se pak nabízejí i jako 40Gbps, ale to je spíše okrajové a tyto moduly jsou i hůře dostupné -> CFP i QSFP28 jsou jednoznačně formáty určené primárně na 100Gbps.

CFP je definováno MSA sdružením (poslední verze pro CFP8 17.3.2017), QSFP28 vychází z IEEE802.3ae a je definováno výborem SFF-8665.

Rovněž celý ISP segment netrpělivě očekává koherentní modul v tomto formátu.

Aktuálně dostupné DWDM QSFP28 moduly s PAM4 modulací mají zatím tak slabé optické parametry, že bez užití speciálních proprietárních řešení (SMART MUX) lze dosáhnout vzdáleností pouze v řádech stovek metrů.

Obr. Cena sdružení Ethernet Alliance za první veřejnou prezentaci 100G koherentního modulu ve formátu QSFP

CFP moduly jsou pak již dnes dostupné i v koherentním a laditelném DWDM provedení a na delší vzdálenosti. Pro operátorská transportní řešení jde aktuálně o preferovaný typ transceiveru.

Např. Finisar již nabízí CFP2 modul s EDC funkcí (elektronická kompenzace disperze), koherentním vysíláním (modulace) i příjmem (demodulace), možností ladit vysílací vlnovou délku (v rámci 50Ghz DWDM GRIDu), a to s dostřelem 2000km!! Tento modul lze také pouhým updatem EPROM povýšit na 200Gbps. Toho je docíleno CMZ (kaskádový Mach-Zender interferometr) modulátorem a různými modulačními schématy (100Gbps = DP-QPSK, 150Gbps = DP-8QAM a 200Gbpbs = DP-16QAM).

Ve formátu SFP+, QSFP+ a QSFP28 existují tzv. pasivní metalické kabely, které jsou již předosazeny zásuvnými transceivery (opět jen pro propojení na krátkou vzdálenost).

Na delší vzdálenost např. v rámci datacentra je pak vynikajícím řešením AOC – aktivní optický kabel, ten lze např. v QSFP28 100G provedení dodat až do délky 100m – jedná se o nejekonomičtější řešení 100G spojů.

Existují pak i varianty v provedení tzv. „HYDRA“ – s nimi je možno mixovat formáty a přenosové rychlosti – např. QSFP+ 40G modul na jedné straně a SFP+ 10G 4x na straně druhé nebo CXP.

Aktuálně nejpoužívanějším 100G standardem je ale bezesporu QSFP28, ten vychází z konstrukce QSFP+ a je rozměrově ekvivalentní. Další používané standardy jsou např. již zmíněné CFP, CFP2, CFP4, CFP8 (písmenko C zde vyjadřuje číslovku 100 – latinsky centum).

A v neposlední řadě tu máme k dispozici ekonomický mikro CXP formát s kterým se počítá jen na opravdu krátké propoje (datacentra). CXP formát je pak dílem sdružení výrobců IBTA.

V blízké budoucnosti se můžeme také těšit na celou řadu nových formátů

Z novějších a již standardizovaných jmenujme QSFP-DD (Double Density) a μQSFP (mikro). Ty již budou dláždit cestu k přenosovým rychlostem 400Gbps, 800Gbps, 1T, 2T…

Poslední novinkou jsou tzv. OBO porty (On Board Optics) - na čele těchto aktivních prvků nalezneme již jen optický multivláknový MPO konektor – veškeré aktivní zařízení se již přesune na hostboard.

Tyto nové transceivery umožní osazovat aktivní prvky z dnešního pohledu s obrovskou hustotou portů, jak ilustruje obrázek od sdružení Ethernet Alliance níže.

Naši nabídku vysokorychlostních optických transceiverů najdete zde.