如何使用 QSFP28 光模块实现 100G 数据中心连接

Posted 2022-12-13 波分传输_纤亿通

连接两个数据中心之间100G流量的最直接方法就是使用标准化的光模块，目前市场上有各种各样的高速线缆和光模块适合于此。

为了提供成本优化的解决方案，将机架或数据中心中的交换机连接在一起，以太网交换机供应商希望最大限度地提高其设备上光模块端口的密度。这样他们就可以提供最大的通道数和最低的每比特流量成本。

这些交换机供应商中的大多数都选择尺寸最小的光模块：QSFP28 光模块。它是可用的最小模块，并且在能够处理100G流量的模块中具有最低的功耗。同样值得注意的是，QSFP28的物理大小与通常用于40G流量的QSFP+具有相同的物理尺寸。这意味着交换机供应商可以将流量吞吐量提高 2.5 倍，而无需重新设计交换机的前面板。

QSFP28 线缆组件

方便、低成本的100G设备连接方法，用单个组件代替三个独立的元件。所需的零件更少，但最重要的是，使用线缆组件可以消除类似光模块收发光端口弄脏等相关的许多问题。DAC（高速线缆）适用于 0-15m 和 AOC（有源光缆）最远可达 70m。AOC 光缆可提供与独立式光模块和光纤类似的性能。

QSFP28 AOC（有源光缆）                           QSFP28 DAC（高速线缆）

QSFP28 光模块

短距离 QSFP28-SR4光模块支持通过多模光纤实现长达 100 米的连接。这种方法类似于使用AOC线缆，但在这里可以使用结构化布线。它们使用更昂贵的非标准MPO（多根推入/拉出光纤）连接器，这抵消了光模块节省的一些成本。长距离 QSFP28-LR4/ER4/ZR4支持通过单模光纤进行长达 10 km至80km 的连接。它们使用标准 LC 连接器，并使用现有的结构化 LC 布线。

 

QSFP28-SR4                                            QSFP28-LR4/ER4/ZR4MPO 连接器类型，成本最低的                                                     LC 连接器类型

QSFP28 应用指南

对于需要处理数据中心内的数据的交换机供应商来说，这都是个好消息。因为对于这些场景，QSFP28 提供了完美的契合度。只有当100G流量需要进行超长距离传输时，它才会成为一个问题，例如在不同地理位置之间提供100G数据中心连接的情况下。

对于超长距离连接，有许多外形规格可供选择。例如，CFP和CFP2提供DWDM相干技术，可实现超过1000公里的多通道长距离连接。但CFP很大，它太大以至于无法在以太网交换机中批量使用。

即使供应商选择较小的CFP2或CFP4，其尺寸和功耗仍然相对较。一种解决方案是只为必要的少数链路提供 CFP DWDM，但即使如此，功耗的增加和可用端口的减少也会影响交换机的整体成本效益。

                 CFP                          CFP2

SR4， LR4， ER4， DWDM 相干（数字， SR4， LR4， ER4， DWDM 相干 DCO）（Analog， ACO & 数字 DCO） 

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

长距离连接的挑战

QSFP28仍然是最小的100G光模块。它的大小只是CFP的一小部分，非常适合短距离。对于更长的距离，最近在具有DWDM功能的光模块方面也有一些突破，其中最重要的是PAM4 。然而，为了使业务达到稳定有效，PAM4需要放大即使是非常短的距离，对于超过5或6km的任何距离，也需要色散补偿。这样它才可以处理长达80公里的数据流量传输。

虽然连接100G流量的选择范围正在扩大，但没有一个小型光模块可以解决数据中心或其他远程站点之间连接交换机的问题。

这就是为什么需要考虑成熟的电信级DWDM系统来处理其100G数据中心连接。这些系统平台获取 QSFP28 光模块的输出，并通过由应答器、放大器、信号调理、多路复用器和网络管理组成的复杂网络运行。但这些系统由于技术性相对较高，相应的它们价格也相对昂贵，还需要随着时间的推移，通过业务增长带来的收益将成本均摊下来。

企业数据中心如何两全其美

理想的解决方案将允许在数据中心内使用同类最佳的100G交换机和路由器，具有低功耗和最大端口数 -----  每比特成本低。然后，对于那些来自这些交换机和路由器的流量需要跨更长的距离或通过DWDM网络连接的情况，应该有一个简单，易于安装和操作的解决方案，并且具有成本效益。

提供两全其美的解决方案使用户能够在数据通信设备中获得QSFP28光模块的全部优势，同时也获得了站点之间通信质量的传输优势。

Sharetop OTN-2800系列正是为此目的而构建的。在OTN-2800平台中可以根据需求使用对应的QSFP28 光模块。并且OTN-2800包含了多个子系统，这些模块化、即插即用、低功耗和多路复用器等子系统可以通过集成在标准化机框里放置在靠近需要传输流量的交换机的位置。它们基于开放式网络理念设计，使应答器和嵌入式 DWDM 能够与嵌入式 DWDM 光模块一起使用，具体取决于每个网络的特定要求。

数据中心现在可以使用结合QSFP28光模块的类似OTN-2800平台这种更简单、即插即用的解决方案，这些解决方案灵活、可扩展，旨在满足他们的需求，而不是使用为大型电信运营商设计的昂贵的产品解决方法。