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您的指南到40GbE和100GbE光学

当IEEE引入802.2010年6月3ba以太网标准, 这是为了应对数据中心日益增长的带宽需求, 为引入40Gb/s和100Gb/s以太网操作铺平了道路. 仅仅几年后, 使用这种技术的用户仍然相对孤立,但随着网络运营商在单次连接中需要最高的数据传输速率,用户数量在不断增加. 当你开始考虑你的网络的未来, 理解所有40GbE和100GbE光学元件可能会令人困惑. 巴黎人真人综合了当前40GbE和100GbE光学类型和形态因素的简要真人游戏,以帮助规划未来的高性能以太网需求.

模块类型

QSFP / QSFP28

QSFP形式光学元件是传递40GbE的主要方式,现在以QSFP28形式出现在100GbE中. 它们既可以是MPO连接器,也可以是LC连接器.

  • QSFP28是支持100Gb的新版本. QSFP和QSFP28都是相同的形状因子.
  • LC变种也可在双向(BiDi)多模qsfp允许qsfp使用现有的OM3/OM4多模光纤工厂
  • MPO变体也可用于(一些)单模QSFP光模块,用于断开1x MPO/MTP端口到多个LC连接
  • *多模QSFP光模块通常也支持断接模式.

CFP

CFP型光学元件有40GbE和100GbE两个品种. 这些MPO连接器用于多模光学,SC连接器用于单模光学.

  • 值得注意的是,CFP是一个较老的标准. 上述说明并不适用于cfp. QSFP / QSFP28标准不仅提供了更小的外形因数, 但它们不同的变体可以灵活地继续使用一些较老的10Gb光纤标准,而不必更换光纤工厂.

CFP2

CFP2是现有CFP形态因子的演化, 利用先进的制造和光学技术,将模块的尺寸减少到原来CFP的一半左右.

  • 尽管CFP增加了,但这也很快成为一种传统的视角. 思科只有少数设备支持这些功能. 很快被QSFP28标准所取代.
  • 在CFP2发布的时候,由于CFP2的尺寸更小,功耗更低,所以它可以增加界面密度. 然而,QSFP标准是更高接口密度应用的理想选择.

CPAK

CPAK是思科公司的专利产品,与CFP或CFP2模块相比,该产品能够提供功率更大、空间更高效的100GbE光学器件, 特别是对于像100年gbase-lr4这样的远视光学系统.

  • CPAK标准在尺寸和功耗方面与CFP2相似.

转换器和线缆

大多数40GbE端口能够运行在4x 10GbE模式下, 允许轻松部署10GbE/40GbE混合介质. 这些端口还可以提供超高10GbE端口密度的选项(例如, 一个Nexus 3016可以配置为64个10GbE端口, 这比SFP+端口可以装进1RU的多). QSFP-based系统, 这是通过使用一个特殊的直接连接电缆,1x QSFP在一端和4x SFP+在另一端实现的, 或SR4光学与自定义MPO到8x LC电缆. 用于使用基于cfp的40GbE的思科产品, 如WS-X6904-40G部件, 思科公司生产的CVR-CFP-4SFP10G转换器将CFP插槽转换为四个SFP+插槽.
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多模光学

布线注意事项

当前用于40GbE和100GbE光学的多模光学标准使用多个10Gbps激光器, 同时通过多个光纤束传输,以实现高数据速率. 因为这些光学的多通道特性, 40GbE和100GbE多模光纤都使用不同类型的光纤布线, 即MPO或MTP布线. 一根MPO/MTP电缆在一根带状电缆中包含12股独立的多模光纤. 与多模光纤上的10GbE光学一样, OM3或OM4级MMF需要能够覆盖更长的距离(150米).

*LC变体也可在双向(BiDi)多模qsfp允许qsfp使用现有的OM3/OM4多模光纤工厂

QSFP-40G-SR-BD
40 gbase-sr-bidi,双MMF

思科品牌的收发器
产品
类型
连接器类型
QSFP-40G-SR4-S  40GBASE-SR4, 4道,850 nm MMF MPO-12
QSFP-40G-SR4  40GBASE-SR4, 4道,850 nm MMF MPO-12
QSFP-40G-SR-BD  40 gbase-sr-bidi,双MMF LC

 

直接连接电缆

与10GbE光学一样, 当短距离(在同一机架内)布线运行时,直接连接铜电缆可用于40GbE和100GbE光学. 无源电缆的标准长度有一米、三米和五米. 有源电缆也可用于更长的运行.
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MPO连接器

40 gbase-sr4

40 gbase-sr4光学使用单一的MPO带状电缆传输和接收, 因为SR4使用4股发送和4股接收. 最大距离取决于所使用的多模光纤的类型.

波长
(nm)
 电缆类型
核心的大小
(微米)
模态带宽
(MHz *公里)
电缆
距离
40 gbase-sr4 850 MMF 50.0
50.0
50.0
2000 (OM3)
4700 (OM4)
30m
100m
150m

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100年gbase-sr10

100年gbase-sr10光学使用24股MPO电缆连接:10股传输和10股接收. 因为每个单独的通道都使用与40 gbase-sr4相同的激光类型, 最大距离相同, 如下见过.

波长
(nm)
电缆类型
核心的大小
(微米)
模态带宽
(MHz *公里)
电缆
距离
100年gbase-sr10 850 MMF 50.0
50.0
2000 (OM3)
4700 (OM4)
100m
150m

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100年gbase-sr4

100年gbase-sr4光学采用4根光纤传输,4根光纤接收, 每个通道提供25Gbps的吞吐量. 100年gbase-sr4, 像40 gbase-sr4, 使用12光纤MPO电缆,4股用于传输,4股用于接收, 允许现有的40 gbase-sr4光纤组件在需要更高性能时重新使用. 该接口标准是在目前上市的100Gbps QSFP产品的同时推出的,以尽可能实现40GbE到100GbE的无缝升级.

单模光学

40 gbase-lr4

40 gbase-lr4光学采用与SR4光学相同的多通道技术,但有一个例外. 而不是使用一个单一的纤维股为每道, 波分复用技术用于将所有四个传输通道复用到一根光纤上,将所有四个接收通道复用到另一根光纤上, 允许使用任何现有的单模光纤安装. 因为这个, 使用标准的LC (QSFP模块)或SC (CFP模块)连接, 允许从10GbE连接轻松升级.

传输能量
(dBm)
接收功率
(dBm)
发送和接收
波长(nm)
电缆
距离
  马克斯. 最小值. 马克斯. 最小值. 四条车道
40 gbase-lr4
1310海里SMF
2.3
每道
-7.0
每道
2.3
每道
-13.7
每道
1271, 1291, 1311, 1331 10km

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40 gbase-fr

40 gbase-fr是一种单激光技术, 最适用于由于光纤质量或正在发送的数据的性质而不能使用多通道光学的环境. (对于多通道光学系统,有一些内部负载平衡算法并不总是最优工作.)然而,与LR4相比,距离有点有限.

传输能量
(dBm)
接收功率
(dBm)
发送和接收
波长(nm)
电缆
距离
  马克斯. 最小值. 马克斯. 最小值. 四条车道
40 gbase-fr
3.0
每道
0.0
每道
3.0
每道
-6.0
每道
1530 to 1565 2km

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100年gbase-lr4

和40 gbase-lr4一样,100年gbase-lr4也是一款多路光学设备. 然而,每条车道的数据速率增加到25Gbps,以实现完整的100Gbps数据速率.

传输能量
(dBm)
接收功率
(dBm)
发送和接收
波长(nm)
电缆
距离
  马克斯. 最小值. 马克斯. 最小值. 四条车道
100年gbase-lr4 4.5
每道
-4.3
每道
4.5
每道
-10.6
每道
1295.6nm, 1300.1nm, 1304.6nm, 1309.1nm 2km

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