اختيار 100G QSFP28: SR4، LR4، CWDM4، PSM4

SR4، PSM4، CWDM4، LR4، ER4 - خمسة أنواع مختلفة من نفس وحدة QSFP28، وخمسة محركات بصرية مختلفة، وقرار الشراء الذي يتسبب في وقوع عدد أكبر من الأشخاص في المشاكل أكثر مما ينبغي. وحدة الإسكان متطابقة في كل منها. الواجهة الكهربائية (CAUI-4، تم إضفاء الطابع الرسمي عليها فيإيي 802.3bm-2015) متطابقة. ما يختلف هو الليزر والطول الموجي والموصل والألياف التي يحتاجها. أخطأ في فهم هذا الجزء ولن يظهر الرابط أو - ما هو أسوأ - أنه سيظهر مع أخطاء لن تتمكن من تتبعها إلى العناصر البصرية لأسابيع.

 

 

أساسيات QSFP28

أربع ممرات كهربائية، يعمل كل منها بسرعة 25.78 جيجابت في الثانية تقريبًا، في هيكل مطابق ميكانيكيًا لـ 40G QSFP+.، ويبلغ استهلاك الطاقة أقل من 3.5 وات لكل وحدة. يمكن لمحول 1U أن يحزم 36 منفذ QSFP28 أو أكثر، وهذا هو السبب في أن عامل الشكل قضى على CFP وCFP2 لمعظم تطبيقات 100 جيجا بايت - تلك الحزم القديمة كانت تستهلك 6-24 وات لكل منها وتشغل مساحة أكبر بكثير على اللوحة الأمامية.

 

 

مقارنة المتغيرات في لمحة

المعلمة	ريال4	PSM4	CWDM4	LR4	ER4
معيار IEEE/MSA	IEEE 802.3bm 100GBASE-SR4	100 جرام PSM4 مسا	100 جرام CWDM4 مسا	IEEE 802.3ba 100GBASE-LR4	IEEE 802.3ba 100GBASE-ER4
الطول الموجي	850 نانومتر	1310 نانومتر	1271 / 1291 / 1311 / 1331 نانومتر	1295.56 / 1300.05 / 1304.58 / 1309.14 نانومتر	~1295–1310 نانومتر (LAN-WDM)
نوع الليزر	في سيسيل	دمل	دمل (دفب)	قائمة الأدوية الأساسية	إمل + أبد آر إكس
نوع الألياف	OM3/OM4 ممف	OS2 سمف	OS2 سمف	G.652 سمف	G.652 سمف
موصل	الخطة المتوسطة الأجل/مبو-12	الخطة المتوسطة الأجل/مبو-12	دوبلكس إل سي	دوبلكس إل سي	دوبلكس إل سي
عدد الألياف لكل رابط	8 (4 تكساس + 4 آر إكس)	8 (4 تكساس + 4 آر إكس)	2 (1 تكساس + 1 آر إكس)	2 (1 تكساس + 1 آر إكس)	2 (1 تكساس + 1 آر إكس)
ماكس الوصول	70 م (OM3) / 100 م (OM4)	500 m	2 كم	10 كم	40 كم
القوة النموذجية	~2.0 W	~2.5 W	~2.5 W	~3.5 W	~4.5 W
تكلفة الوحدة النسبية	أدنى	منخفض – متوسط	واسطة	متوسطة - عالية	عالي
أفضل ملاءمة	حامل داخلي-، خادم-إلى-الصفحة	مبنى متقاطع-(صناديق SMF موجودة مكونة من 8 ألياف)	بين-المبنى، العمود الفقري-إلى-العمود الفقري أقل من أو يساوي 2 كم	الحرم الجامعي / تجميع المترو	العمود الفقري للمترو، وصلات DR

 

 

الطوبولوجيا: حيث يهبط كل متغير

النواة / الشبكة الواسعة (العمود الفقري للمترو) ER4 - 40 كم دوبلكس LC، SMF LR 4 - 10 كم دوبلكس LC، مفاتيح SMF Spine (الحرم الجامعي / متعدد - نسيج البناء) CWDM 4 - 2 كم دوبلكس LC، SMF CWDM4 / PSM 4 500 م - 2 كم، مفتاح أوراق SMF (المبنى أ) مفتاح أوراق (المبنى ب) SR4 - 100 m MTP/MPO، OM4 SR4 - 100 m MTP/MPO، خوادم OM4 / خوادم التخزين / التخزين

 

يوجد SR4 في أسفل - الخادم-إلى-الصفحة، داخل قاعة واحدة. يتعامل CWDM4 أو PSM4 مع الجزء الورقي-إلى-العمود الفقري عبر المباني. يغطي LR4 العمود الفقري-إلى-القلب على نطاق الحرم الجامعي. ER4 لأي شيء يتجاوز 10 كم.

 

SR4: الوصول القصير- إلى الوضع المتعدد

يدير SR4 أربع قنوات VCSEL متوازية بطول 850 نانومتر عبر ألياف متعددة الأوضاع OM3 أو OM4 بسرعة 25.78125 جيجا بايت لكل حارة (IEEE 802.3bm). MTP/MPO-12 موصل، ثمانية ألياف نشطة، 70 مترًا على OM3 و100 مترًا على OM4. تعد أجهزة VCSEL أرخص ليزر في عائلة QSFP28، وتكاليف الإنهاء متعدد الأوضاع أقل من الوضع الفردي-، ويسحب Cisco QSFP-100G-SR4-S أقل من 2.5 وات. ليس هناك الكثير مما يمكن تناوله هنا - إذا كان الرابط الخاص بك أقل من 100 متر وكان لديك OM4 في الأرض، فإن SR4 هو الاختيار الواضح.

 

قرار PSM4 مقابل CWDM4

هذا هو المكان الذي يعيش فيه النقاش الفعلي حول المشتريات. يستهدف كل من PSM4 وCWDM4 نطاقًا يتراوح من 100 متر إلى 2 كيلومتر عبر الألياف ذات الوضع الفردي-، وكلاهما موجود لأن معايير 100G الأصلية لـ IEEE تركت فجوة - SR4 تصل إلى 100 متر في الوضع المتعدد، وLR4 عند 10 كيلومتر في الوضع الفردي-تكلف الكثير جدًا بالنسبة لمبنى عرضي يبلغ طوله 300 متر-. تمت كتابة PSM4 وCWDM4 MSA خصيصًا لملء هذه المساحة، لكنهم ملأوها بطرق مختلفة جدًا.

 

PSM4 هو النهج المتوازي: أربع قنوات DML مستقلة بطول 1310 نانومتر، كل منها على أليافها الخاصة، من خلال موصل MTP/MPO-12. ثمانية ألياف لكل وصلة، أقصى مدى يصل إلى 500 متر. CWDM4 هو أسلوب تعدد إرسال الطول الموجي-: أربع قنوات بسرعة 25 جيجابت في الثانية مجمعة على أربعة أطوال موجية خشنة (1271، 1291، 1311، 1331 نانومتر لكل ITU-T G.694.2) يتم إرسالها عبر موصل LC مزدوج واحد. ليفتان لكل وصلة، أقصى مدى يصل إلى 2 كم، وحوالي 5.0 ديسيبل من ميزانية الوصلة لكل CWDM4 MSA.

 

عادةً ما يكون سعر الوحدة على PSM4 أقل. لكن كل وصلة PSM4 تأكل ثمانية ألياف، وهذا يغير الحسابات بسرعة. في الحرم الجامعي الذي يحتوي بالفعل على 12- أو 24-قنوات ألياف SMF منتهية بموصلات MTP، يعد PSM4 ترقية نظيفة من 40G QSFP+ - نفس الكابلات ونفس لوحات التصحيح، ما عليك سوى تبديل العناصر البصرية. وهذه ميزة حقيقية. ولكن في البناء الجديد، أو في أي مكان يتم فيه تشغيل لوحات توصيل LC ثنائية الألياف بين المباني، فإن توفير قنوات MTP جديدة مكونة من ثمانية ألياف يضيف مئات الدولارات لكل رابط لا يظهر أبدًا على عنصر سطر جهاز الإرسال والاستقبال. أ100 جرامإن التكلفة التي تقل عن 30 دولارًا لكل وحدة ولكنها تتطلب 400 دولارًا إضافيًا في الكابلات لكل رابط لا تعد توفيرًا.

 

يتجنب CWDM4 مشكلة عدد-الألياف بالكامل. حبال التصحيح المزدوجة LC رخيصة. تحتوي معظم المرافق بالفعل على-عمليتي تشغيل SMF من الألياف متبقية من عمليات نشر 1G أو 10G. ويصادف أن تكون وحدة LC المزدوجة في الوضع الفردي- هي نفس الواجهة المادية التي تستخدمها بصريات 400G FR4 وDR4، لذا فإن الألياف التي تضيءها اليوم لمدةرابط 100G CWDM4يحمل حركة مرور تبلغ 400 جيجا بايت في دورة الترقية التالية دون إعادة الكابلات. بالنسبة لأي رابط يتراوح طوله بين 100 متر و2 كيلومتر حيث لا توجد خطوط اتصال MTP بالفعل، يكون CWDM4 دائمًا هو خيار التكلفة الإجمالية الأقل-.

 

LR4: الحرم الجامعي والمترو بطول 10 كم

يعمل LR4 على إرسال أربع قنوات LAN-WDM (1295.56، 1300.05، 1304.58، 1309.14 نانومتر لكل IEEE 802.3ba) على اتصال وضع - فردي LC مزدوج. يتطلب التباعد الأضيق بين القنوات أجهزة إرسال EML - نسبة انقراض أفضل، وتسامحًا أفضل للتشتت اللوني من DMLs في PSM4 وCWDM4.ورقة بيانات QSFP-100G-LR4-S من Ciscoيؤكد أن هذا PHY يعمل بدون FEC، ولا يوجد حمل إضافي لتصحيح الأخطاء، وتوافق نظيف بين البائعين المتعددين-. يعتبر التفوق على CWDM4 كبيرًا، لذا فإن LR4 يكون منطقيًا فقط عندما يتجاوز المسار الفعلي الذي تم قياسه 2 كم: تجميع الحرم الجامعي عبر مجمع المستشفيات أو الجامعة، تسليم الناقل-في كولو، هذا النوع من الامتداد. إذا كان المسار 1.8 كم، فقم بشراء CWDM4 وانفق الفرق على توصيف OTDR.

 

 

ER4 وZR4

يصل مدى ER4 إلى 40 كم باستخدام أجهزة إرسال EML وأجهزة استقبال APD ذات طاقة أعلى.100 جيجا بايت ZR4يمتد ذلك إلى 80 كم. يستخدم كلاهما LC المزدوج في وضع G.652 الفردي-في مبيت QSFP28 القياسي. تعمل الطاقة بقدرة تتراوح من 4 إلى 6 واط. وحدات Metro الأساسية، وليست بصريات مركز البيانات ذات الأغراض العامة-.

 

أنواع الليزر وحسابات ميزانية الارتباط

الليزر هو ما يدفع فعليًا التكلفة والوصول إلى الانتشار عبر عائلة QSFP28، ويغير فهم الاختلافات كيفية تقييم أوراق البيانات.

 

يستخدم SR4 صفائف VCSEL. تكلفة منخفضة، طاقة منخفضة، اقتران جيد بالألياف متعددة الأوضاع، يقتصر على 850 نانومتر ومسافات قصيرة. يستخدم PSM4 وCWDM4 أجهزة إرسال DML عند 1310 نانومتر -، حيث يقوم تيار الحقن بتعديل الضوء مباشرة، مما يؤدي إلى ظهور غرد (انحراف الطول الموجي تحت التعديل)، ولكن يظل ذلك مقبولاً عبر 500 متر إلى 2 كيلومتر من الألياف ذات الوضع الفردي-. يصعد LR4 وER4 إلى أجهزة إرسال EML. يفصل EML الليزر عن المُعدِّل -، وتقوم طبقة امتصاص كهربائية خارجية- بتعديل الخرج بشكل مستقل عن تجويف الليزر، مما يؤدي إلى إنتاج عين بصرية أنظف مع تشتت متبقي أقل. هذه الإشارة الأنظف هي ما يوفر لك مدى وصول يتراوح بين 10 إلى 40 كيلومترًا دون الاعتماد على FEC.

 

تسرد أوراق البيانات رقم "المسافة القصوى"، ولكن هذا الرقم يفترض أن المصنع-مصنع ألياف نظيف. تحتوي النباتات الحقيقية على خسائر في الوصلات، وفقدان في إدخال الموصل، وتوهين لوحة التصحيح، والانحناءات الضيقة في حوامل الكابلات. الأرقام التي تخبرك فعليًا ما إذا كان الارتباط سيعمل هي طاقة خرج جهاز الإرسال، وحساسية جهاز الاستقبال OMA (سعة التعديل البصري)، والفرق بينهما - ميزانية الطاقة. إذا تجاوزت الميزانية الخسارة المقاسة لمسار الألياف لديك، فسيعمل الارتباط. إذا كان هامشيًا، فستحصل على معدلات خطأ مرتفعة في البتات والتي قد تكون أو لا تكون قابلة للتصحيح بواسطة FEC اعتمادًا على مدى تجاوزك للحد. يستغرق تشغيل تتبع OTDR على كل مسار قبل تثبيت البصريات حوالي ساعة. تقضي هذه الساعة على معظم عمليات استكشاف الأخطاء وإصلاحها في اليوم الأول - من النوع الذي تقوم فيه بتبديل ثلاثة أجهزة إرسال واستقبال قبل أن يقوم شخص ما أخيرًا بقياس الألياف ويجد فقدان لصق قدره 1.5 ديسيبل لم يتم توثيقه.

 

 

قطبية MTP/MPO - تستحق القسم الخاص بها

يستخدم كل من SR4 وPSM4 موصلات MTP/MPO-12، وأخطاء القطبية هي المسؤولة عن عدد غير متناسب من حالات فشل الارتباط 100G التي يتم تشخيصها بشكل خاطئ على أنها بصريات سيئة.

 

التكوين القياسي لإنشاءات مركز بيانات البصريات-المتوازي هو القطبية من النوع-B (المستقيم-). موصل ذكر على جانب جهاز الإرسال والاستقبال، وأنثى على صندوق السيارة. محولات خسارة النخبة-منخفضة الدرجة-على خطوط الاتصال الأطول تعمل على تشغيل - أجزاء خسارة-قياسية، مما يؤدي إلى تآكل ميزانية رابط SR4 الضيقة بالفعل-. إن حدوث أي خطأ في هذا لا يؤدي بالضرورة إلى قتل الرابط. ما يحدث في كثير من الأحيان هو أن حركة المرور تمر عند استخدام منخفض ولكن أخطاء CRC ترتفع تحت الحمل. تحاكي الأعراض جهاز إرسال واستقبال هامشي أو موصل متسخ، لذا فإن التسلسل المعتاد لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها هو: تنظيف الموصل، بدون تغيير؛ تبديل البصرية، لا تغيير؛ قم بتبديل بصري الطرف الآخر، بدون تغيير؛ أخيرًا، يقوم شخص ما بسحب محدد موقع الخطأ البصري، وتتبع الألياف، ويدرك أن القطبية قد تم تجاوزها. يمكن لهذا التسلسل حرق نافذة الصيانة بأكملها. يؤدي التحقق من القطبية أثناء التثبيت، وليس أثناء استكشاف الأخطاء وإصلاحها، إلى تجنب المشكلة تمامًا.

 

بالنسبة لعمليات النشر-الكثافة العالية،أنظمة الكابلات وأنظمة الكاسيت المستندة إلى MTP-.المساعدة في توحيد إدارة القطبية عبر أعداد كبيرة من الاتصالات. يتجنب CWDM4 وLR4 وER4 المشكلة برمتها - حيث يستخدمون موصلات LC مزدوجة مع طلاء UPC على الألياف ذات الوضع الفردي - OS2. حلقات APC غير متوافقة وستتسبب في خسارة عائد عالية.

 

 

الاختراق والتوافق مع الإصدارات السابقة

يدعم SR4 وPSM4 وCWDM4 وضع الاختراق 4×25G - منفذ 100G واحد مقسم إلى أربعة اتصالات مستقلة 25G من خلال كابل فرعي أو كاسيت MTP. مفيد لتوصيل بطاقات NIC لخادم 25G بمفتاح ورقي 100G. لا يقوم كل إصدار من إصدارات NOS بتنشيط الاختراق على كل منفذ ASIC، لذا تحقق من مصفوفة التوافق الخاصة ببائع المحول. يتلاءم QSFP28 ميكانيكيًا مع منافذ QSFP + ولكنه لا يتفاوض مع 100G مقابل وحدة QSFP + في الطرف الآخر.

 

 

المستقبل-التدقيق

100G QSFP28 لن يذهب إلى أي مكان قريبًا. السوق أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئيةيدفع 400G و800G في العمود الفقري، ولكن 100G في الطبقة الطرفية والوصول لا يزال يتمتع بسنوات من المدرج في حرم المؤسسات، واتصالات colo cross-، ومراكز البيانات-متوسطة الحجم. الشيء الأكثر فائدة الذي يمكنك القيام به اليوم هو توجيه الألياف الجديدة نحو الوضع الفردي -OS2 مع LC المزدوج. يحمل هذا المصنع CWDM4 الآن، وFR4 عند 400 جيجا في الدورة التالية، وربما 800 جيجا بعد ذلك. تتقلص أسقف المسافة متعددة الأوضاع مع كل توليد للسرعة. أي شخص يخطط أ400 جرام QSFP-DDيجب أن يتم تشغيل الترحيل في السنوات الثلاث القادمة بوضع -مفرد في كل مكان يكون من العملي القيام بذلك.