Graças à tecnologia 400G, um novo tipo de módulo QSFP28 100G está chegando. O especialista em soluções de produtos da ProLabs, Ambroise Thirion, explica mais sobre esta nova tecnologia 

O transceptor QSFP28 100GBASE-FR, também chamado de QSFP28 100G single lambda, terá um único laser e um único receptor de 100Gbps em vez de ser 4x25Gbps (4x lasers e 4x receptores). 

Visão geral do QSFP28 4x25Gbps 

O QSFP28 100Gbps é um transceptor óptico paralelo, 4x 25Gbps. Possui 4 lasers e 4 receptores, válidos para todas as versões ópticas (100GBASE-SR4, CWDM4, LR4, ER4L). 

A interface elétrica é de 4x25Gbps NRZ (CAUI-4) e o lado óptico também é de 4x 25Gbps com conector MPO (para 100GBASE-SR4 e PSM4) ou conector LC (para 100GBASE-CWDM4, LR4, ER4L). 

Com um consumo máximo de energia de 3,5W (por MSA), os QSFP28 100GBASE-SR4, CWDM4 e LR4 são produtos maduros e amplamente utilizados em datacenters e redes de provedores de serviços para o acesso dos usuários. Embora o custo para o CWDM4 tenha caído devido ao aumento do volume mundial, ele está agora atingindo o limite inferior. A queda do custo requer uma atualização significativa do projeto QSFP28. 

Como a arquitetura do transreceptor 400G está ajudando o QSFP28 100G de laser único? 

O 400G QSFP56-DD e o OSFP estão chegando com 3 evoluções chave 

  • Uma modulação PAM4, duplicando a taxa de bits para 50Gbps/rota 
  • Uma taxa de transmissão de 50Gbauds, atingindo uma largura de banda de 100Gbps/rota (50Gbauds PAM4) (Baud é o número de vezes em um segundo que um sinal em um canal de comunicação muda) 
  • uma ¨gearbox¨ e um molulador PAM4 embutidos em um DSP 

Considerando que a interface elétrica QSFP28 é sempre 4x25Gbps NRZ, diferentes alternativas estão agora disponíveis para “redesenhar” o QSFP28 com blocos de construção: 

NRZ para PAM4 Elétrico 

A gearbox e o modulador PAM4 convertem 4 rotas de 25Gbps NRZ para 2 rotas de 50Gbps PAM4. Continua sendo uma conversão elétrica. 

50Gbps para 100Gbps 

A gearbox converte 2 rotas de 50Gbps PAM4 em uma única rota de 100Gbps PAM4. Enquanto permanecer conectado na energia elétrica, a principal diferença é a taxa de transmissão que é convertida de 25Gbauds para 50Gbauds. 

Laser multiplexador 

Com 2 lasers de 50Gbps PAM4 cada, estes podem ser multiplexados sobre um “supercanal” DWDM 100GHz, como exemplo. 

Um “single lambda” ou um “supercanal” QSFP28 

Ao montar os blocos de construção acima, as duas arquiteturas são viáveis, com suas vantagens, aplicações e custos. 

O laser único de 100Gbps PAM4, também chamado de single lambda ou 100GBASE-FR 

Enquanto a interface elétrica QSFP28 permanece de quatro rotas de 25Gbps NRZ (CAUI-4), o sinal é convertido para duas rotas de 50Gbps PAM4, depois para uma única rota de 100Gbps PAM4. A conversão em duas etapas é realizada em um DSP. 

Com sua rota única PAM4 de 100Gbps, o módulo requer apenas um laser; reduzindo drasticamente a complexidade da parte óptica (com um laser em vez de quatro e sem necessidade de filtro). Entretanto, o DSP traz outra complexidade de consumo e custo de energia. Devido à alta dispersão cromática, este módulo é destinado apenas para curto alcance, de até 2 km em uma primeira etapa. 

Um super transceptor de canal com dois lasers de 50Gbps PAM4 

Outra maneira de permanecer a uma taxa de bauds de 25Gbauds (e reduzir a dispersão cromática, etc.) é usar lasers mux 2x DWDM 50GHz e fazer um supercanal de 100GHz, compatível com o mux/demux DWDM 100GHz normal: 

O módulo tem um DSP que converte quatro canais de 25Gbps NRZ para dois canais de 50Gbps PAM4 no lado elétrico. No lado óptico, tem dois lasers de 50Gbps PAM4 multiplexados juntos para fazer um laser “supercanal”, compatível com o DWDM mux e demux de 100GHz regular. Tem a vantagem de trabalhar a uma taxa de bauds de 25Gbauds, mas continua sendo um módulo desafiador em termos de custo (DSP + 2 lasers), consumo de energia e alcance. 

Provavelmente muito caro para uma aplicação de curto alcance, ele permanece um módulo eficaz para uma atualização DWDM de 10Gbps para DWDM 100Gbps sem alterar a infraestrutura passiva. Entretanto, serão necessários equipamentos ativos, como EDFA, DCM etc.

Qual deles vai competir com o QSFP28 CWDM4? 

A aplicação chave para um QSFP28 CWDM4 é o centro de dados, arquitetura leaf-spine. Ele consiste em um módulo de dupla fibra com conector LC duplex, máximo de 2 km. O custo principal deste módulo são os 4 DML lasers e o conjunto do filtro. 

O transceptor “supercanal” (com 2 lasers) não é o candidato certo, pois requer um DSP convertendo NRZ para PAM4, mais 2 lasers EML. O “supercanal” é destinado à aplicação DWDM de 100GHz, para DCI (Data Center Interconnect). 

O QSFP28 (100GBASE-FR) de laser único, requer um DSP e apenas um laser, eliminando a necessidade de um filtro; diminuindo drasticamente a complexidade da montagem do transceptor. O custo do componente e da montagem é inevitavelmente menor, exceto para o DSP, que permanece a um custo elevado. A erosão do preço do DSP continua sendo a chave para uma troca potencial de CWDM4 para 100GBASE-FR na nova implementação. Hoje, o custo do QSFP28 100GBASE-FR é quase o dobro do custo do 100GBASE-CWDM4. 

Uma aplicação breakout juntamente com 400GBASE-DR4 

Na arquitetura leaf-spine clássica, é comum ter os servidores conectados ao switch com topologia de ruptura: 4x10G ou 4x25G. Com o QSFP28 100GBASE-FR e o QSFP-DD 400GBASE-DR4, quatro servidores podem ser conectados a 100Gbps em uma única porta de 400Gbps no lado do switch top-of-rack (TOR). 

O QSFP-DD 400GBASE-FR4 é o equivalente do QSFP+/QSFP28 PSM4, enquanto o QSFP28 100GBASE-FR é o equivalente do SFP+ IR/LR, SFP28 IR/LR, uma tecnologia completamente diferente, mas com a mesma aplicação. 

Quer melhorar a conexão da sua empresa? Entre em contato conosco para falar com um de nossos consultores. 

Novidades da Skylane Optics

Todas as notícias Novembro