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四种典型400G网络解决方案详解

2021年07月20日 55

自从2019年年初400G交换机进入市场以来,被越来越多的用户所认识,获得了不少认可。根据市场调研机构 Dell'Oro 预测,2023年400G交换机端口的出货量将达到1500万个。为了顺应市场发展,满足400G网络高性能的要求,大部分供应商开始致力于400G网络解决方案,其中包含400G光模块和MTP/MPO光纤跳线产品的研发。本文将您详细介绍400G网络解决方案。

400G光模块和MTP/MPO光纤跳线概述

众所周知,光模块和光纤跳线是网络连接最重要的基础设施,400G网络解决方案也不例外。

如今,随着400G以太网技术的成熟化发展,400G SR8/DR4/FR4/FR8/LR8/SR16等不同类型的400G光模块层出不穷,其中,QSFP-DD、OSFP封装的400G SR8/DR4/FR4光模块已频繁出现在光纤通讯展览会及研讨会(OFC)上,且目前已有部分供应商开始销售QSFP-DD或OSFP封装的400G SR8/DR4/FR4光模块。

  • 400G SR8 QSFP-DD/OSFP光模块由IEEE P802.3cm工作组定义,旨在通过16芯MTP/MPO多模光纤跳线连接实现短距离传输,最大传输距离为100米;

  • 400G DR4 QSFP-DD/OSFP光模块符合IEEE 802.3bs标准,旨在通过8芯或12芯MTP/MPO单模光纤跳线连接实现500米的传输;

  • 400G FR4 QSFP-DD/OSFP光模块满足100G Lambda MSA要求,与上述两种类型的400G光模块不同的是,该类型的光模块只采用了4个激光器,通过LC双工单模光纤跳线连接实现2千米的传输;

光纤跳线

简单来说,500米以内的400G网络传输一般都需要搭配MTP/MPO光纤跳线使用,具体的芯数依光模块型号而定。

典型的400G网络解决方案

常见的400G网络连接方式有400G-400G、400G-4x100G、400G-2x200G、400G-5x80G。下面将重点介绍这四种400G网络解决方案。

400G-400G直连

400G直连是最简单的连接方式,只需选择相应的光纤跳线连接两端的400G光模块即可。以400G SR8光模块为例,400G SR8光模块采用8个50Gbps通道,通常情况下,使用16芯MTP/MPO多模光纤跳线,连接方式如下图。预计该种400G网络解决方案将会被中国、北美地区的超大规模云服务提供商所使用。

400G-400G直连

上述提及,400G-DR4光模块既能与8芯MTP/MPO单模光纤跳线搭配使用,也能与12芯MTP/MPO单模光纤跳线,它的400G网络解决方案同上,但需要注意的是,使用12芯MTP/MPO单模光纤跳线时,会有4芯光纤处于闲置状态,因为400G-DR4光模块采用的是4个100Gbps通道,一个通道只需要2芯。

400G-DR4光模块既能与8芯MTP/MPO单模光纤跳线搭配使用

400G-2*200G直连

相比单载波400G技术,双载波400G技术可以缩小信道间隔、延长传输距离、提高频谱效率,因此,400G-2*200G直连方式能有效减少带宽资源的使用,比较适用于400G骨干网和较为复杂的城域网。 在该种连接方式下的400G网络解决方案,需要使用16芯MTP/MPO分支光纤跳线。分支光纤跳线一端连接400G光模块,另一端的两个MTP光纤连接器连接2个200G光模块。下图为400G SR8光模块解决方案展示。

400G-2*200G直连

400G-4*100G直连

以400G DR4光模块为例。由于400G DR4光模块的连接器接口为MTP/MPO,而100G DR光模块的连接器接口为LC双工,因此若想实现400G-4*100G连接,就需要使用8芯MTP转4芯LC双工分支光纤跳线,一端的MTP连接器连接400G DR4光模块,另一端的4个LC连接器连接4个100G DR光模块。 若是您有现成的8芯MTP光纤跳线和LC双光纤跳线也能实现400G-4*100G直连,如下图所示,将MTP-LC光纤配线盒或者分支配线盒安装在机架上,然后使用光纤跳线连接两端即可。

400G-4*100G直连

400G-8x50G 直连

虽然目前50G以太网不太受市场追捧,但由于它能为即将到来的400G以太网提供扩展路径(通过8个50Gbps通道实现400Gbps传输),随着400G以太网快速发展,也将一定程度上带动50G以太网发展。

400G-8x50G直连方案与上述400G-4*100G直连方案相似,以400G SR8光模块为例,一端采用16芯MTP光纤跳线,另一端采用LC双工光纤跳线连接8个50G光模块,如下图。

400G-8x50G 直连

总结

经上文介绍不难发现,400G网络的搭建离不开MTP布线,随着400G以太网成熟化、普及化发展,未来MTP布线解决方案将成为高性能高密度网络搭建的主流方案,如大规模数据中心等。

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