如何使用 QSFP28 光模塊實(shí)現(xiàn) 100G 數(shù)據(jù)中心連接

連接兩個(gè)數(shù)據(jù)中心之間100G流量的最直接方法就是使用標(biāo)準(zhǔn)化的光模塊，目前市場(chǎng)上有各種各樣的高速線纜和光模塊適合于此。

為了提供成本優(yōu)化的解決方案，將機(jī)架或數(shù)據(jù)中心中的交換機(jī)連接在一起，以太網(wǎng)交換機(jī)供應(yīng)商希望限度地提高其設(shè)備上光模塊端口的密度。這樣他們就可以提供的通道數(shù)和的每比特流量成本。

這些交換機(jī)供應(yīng)商中的大多數(shù)都選擇尺寸最小的光模塊：QSFP28 光模塊。它是可用的最小模塊，并且在能夠處理100G流量的模塊中具有的功耗。同樣值得注意的是，QSFP28的物理大小與通常用于40G流量的QSFP+具有相同的物理尺寸。這意味著交換機(jī)供應(yīng)商可以將流量吞吐量提高 2.5 倍，而無需重新設(shè)計(jì)交換機(jī)的前面板。

QSFP28 線纜組件

方便、低成本的100G設(shè)備連接方法，用單個(gè)組件代替三個(gè)獨(dú)立的元件。所需的零件更少，但最重要的是，使用線纜組件可以消除類似光模塊收發(fā)光端口弄臟等相關(guān)的許多問題。DAC（高速線纜）適用于 0-15m 和 AOC（有源光纜）最遠(yuǎn)可達(dá) 70m。AOC 光纜可提供與獨(dú)立式光模塊和光纖類似的性能。

 

 

 

 

QSFP28 AOC（有源光纜）                           QSFP28 DAC（高速線纜）

QSFP28 光模塊

短距離 QSFP28-SR4光模塊支持通過多模光纖實(shí)現(xiàn)長達(dá) 100 米的連接。這種方法類似于使用AOC線纜，但在這里可以使用結(jié)構(gòu)化布線。它們使用更昂貴的非標(biāo)準(zhǔn)MPO（多根推入/拉出光纖）連接器，這抵消了光模塊節(jié)省的一些成本。

長距離 QSFP28-LR4/ER4/ZR4支持通過單模光纖進(jìn)行長達(dá) 10 km至80km 的連接。它們使用標(biāo)準(zhǔn) LC 連接器，并使用現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)化 LC 布線。

 

 

 

 

QSFP28-SR4                                             QSFP28-LR4/ER4/ZR4
MPO 連接器類型，成本的                              LC 連接器類型

QSFP28 應(yīng)用指南

 

對(duì)于需要處理數(shù)據(jù)中心內(nèi)的數(shù)據(jù)的交換機(jī)供應(yīng)商來說，這都是個(gè)好消息。因?yàn)?span>對(duì)于這些場(chǎng)景，QSFP28 提供了完美的契合度。只有當(dāng)100G流量需要進(jìn)行超長距離傳輸時(shí)，它才會(huì)成為一個(gè)問題，例如在不同地理位置之間提供100G數(shù)據(jù)中心連接的情況下。

對(duì)于超長距離連接，有許多外形規(guī)格可供選擇。例如，CFP和CFP2提供DWDM相干技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)超過1000公里的多通道長距離連接。但CFP很大，它太大以至于無法在以太網(wǎng)交換機(jī)中批量使用。

即使供應(yīng)商選擇較小的CFP2或CFP4，其尺寸和功耗仍然相對(duì)較。一種解決方案是只為必要的少數(shù)鏈路提供 CFP DWDM，但即使如此，功耗的增加和可用端口的減少也會(huì)影響交換機(jī)的整體成本效益。

 

 

 

 

 

CFP                                                             CFP2
SR4， LR4， ER4， DWDM 相干（數(shù)字， SR4， LR4， ER4， DWDM 相干 DCO）                                             （Analog， ACO & 數(shù)字 DCO）    

 

 

CFP4                                               QSFP28
SR4， LR4                                          SR4， LR4， DWDM （PAM4）

 

長距離連接的挑戰(zhàn)

QSFP28仍然是最小的100G光模塊。它的大小只是CFP的一小部分，非常適合短距離。對(duì)于更長的距離，最近在具有DWDM功能的光模塊方面也有一些突破，其中最重要的是PAM4 。然而，為了使業(yè)務(wù)達(dá)到穩(wěn)定有效，PAM4需要放大即使是非常短的距離，對(duì)于超過5或6km的任何距離，也需要色散補(bǔ)償。這樣它才可以處理長達(dá)80公里的數(shù)據(jù)流量傳輸。

雖然連接100G流量的選擇范圍正在擴(kuò)大，但沒有一個(gè)小型光模塊可以解決數(shù)據(jù)中心或其他遠(yuǎn)程站點(diǎn)之間連接交換機(jī)的問題。

這就是為什么需要考慮成熟的電信級(jí)DWDM系統(tǒng)來處理其100G數(shù)據(jù)中心連接。這些系統(tǒng)平臺(tái)獲取 QSFP28 光模塊的輸出，并通過由應(yīng)答器、放大器、信號(hào)調(diào)理、多路復(fù)用器和網(wǎng)絡(luò)管理組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。但這些系統(tǒng)由于技術(shù)性相對(duì)較高，相應(yīng)的它們價(jià)格也相對(duì)昂貴，還需要隨著時(shí)間的推移，通過業(yè)務(wù)增長帶來的收益將成本均攤下來。

企業(yè)數(shù)據(jù)中心如何兩全其美

理想的解決方案將允許在數(shù)據(jù)中心內(nèi)使用同類最佳的100G交換機(jī)和路由器，具有低功耗和端口數(shù) -----  每比特成本低。然后，對(duì)于那些來自這些交換機(jī)和路由器的流量需要跨更長的距離或通過DWDM網(wǎng)絡(luò)連接的情況，應(yīng)該有一個(gè)簡單，易于安裝和操作的解決方案，并且具有成本效益。

提供兩全其美的解決方案使用戶能夠在數(shù)據(jù)通信設(shè)備中獲得QSFP28光模塊的全部優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也獲得了站點(diǎn)之間通信質(zhì)量的傳輸優(yōu)勢(shì)。

Sharetop OTN-2800系列正是為此目的而構(gòu)建的。在OTN-2800平臺(tái)中可以根據(jù)需求使用對(duì)應(yīng)的QSFP28 光模塊。并且OTN-2800包含了多個(gè)子系統(tǒng)，這些模塊化、即插即用、低功耗和多路復(fù)用器等子系統(tǒng)可以通過集成在標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)框里放置在靠近需要傳輸流量的交換機(jī)的位置。它們基于開放式網(wǎng)絡(luò)理念設(shè)計(jì)，使應(yīng)答器和嵌入式 DWDM 能夠與嵌入式 DWDM 光模塊一起使用，具體取決于每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的特定要求。

數(shù)據(jù)中心現(xiàn)在可以使用結(jié)合QSFP28光模塊的類似OTN-2800平臺(tái)這種更簡單、即插即用的解決方案，這些解決方案靈活、可擴(kuò)展，旨在滿足他們的需求，而不是使用為大型電信運(yùn)營商設(shè)計(jì)的昂貴的產(chǎn)品解決方法。

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