探索100G QSFP28多模光模块的特性
2024年11月15日1 分钟阅读
随着云计算和5G网络的不断普及，数据中心的扩张正在加速，从而推动了对100G光模块的需求。这些光模块占据着整体网络建设成本的重要部分。在数据中心的有限环境中，尤其是在中小型设施中，大多数光纤链路的传输距离少于100m。即使在更大的数据中心中，超过70%的光纤链路也在100m以下，超过80%的链路则不足125m。
鉴于短距离传输需求的普遍性，多模光纤成为了大多数数据中心链路的主流解决方案，100G多模光模块也因此成为了数据中心的理想选择。在众多解决方案中， 100G QSFP28多模光模块因其多功能性脱颖而出，其同类产品包括100GBASE-SR4、100GBASE-SR BD、100GBASE-SWDM4和100G QSFP28 BiDi SR1.2。每种解决方案都具有针对特定网络需求量身定制的独特优势，保证数据中心可以优化其基础设施以满足不断变化的需求，同时对成本进行有效管理。
100G QSFP28多模光模块简介
100G QSFP28 SR4
100G QSFP28 SR4光模块能够通过多模光纤实现高速、短距离的数据传输。
其工作波长为850nm，支持长达100m的传输距离。
该光模块具有四个并行通道，可实现100 Gbps的数据速率，是数据中心和企业网络应用的理想选择。
100GBASE-SR BD
100GBASE-SR BD光模块为数据中心环境中的短距离数据传输提供了一种经济高效的解决方案。
它采用双向（BiDi）传输方案，允许通过单根光纤发射和接收数据。
它在850nm的波长中通过OM4多模光纤支持长达100m的传输距离。
100GBASE-SWDM4
100GBASE-SWDM4光模块采用短波分复用（SWDM）技术，通过双工多模光纤实现高速数据传输。
它在850nm的光谱窗口内利用四种不同的波长，通过OM4光纤实现长达150m的传输距离。
该光模块为升级现有的多模基础设施以支持更高的数据速率提供了一种经济高效的解决方案。
100G QSFP28 BiDi SR1.2
100G QSFP28 BiDi SR1.2光模块为数据中心和园区网络环境中的短距离数据传输提供了理想的解决方案。
它利用单根光纤的双向传输，降低了光纤布线的需求并简化了安装。
凭借其增强的SR1.2标准，该光模块在OM3多模光纤上支持长达70m的传输距离，适用于高密度部署。
100G QSFP28多模光模块的应用
100G QSFP28 SR4
在100G多模光模块领域中，100GBASE-SR4光模块是业内的主流选择。100G QSFP28 SR4光模块集成了热插拔、全双工光学技术，具有850nm的中心波长，符合IEEE 802.3BA标准。它的优势在于满足100G网络的短距离传输。值得注意的是，100G QSFP28 SR4光模块具有四个自主的发射和接收通道，每个通道以25Gbps的强大速率运行。利用 MPO或MTP连接器（由8芯组成），该光模块表现出优异的传输能力，在OM3多模光纤上支持70m的传输距离，在OM4多模光纤上支持100m的传输距离。具体工作原理如下：
100G QSFP28 SR BD
与SR4光模块相比，100G QSFP28 SR BD光模块采用了创新方法，利用波分复用（WDM）技术使每个LC端口都能够通过单根多模光纤同时发射和接收不同波长的光信号。这种巧妙的设计实现了两个LC端口的100G总传输容量。这些光模块采用双波长VCSEL双向光口，在850nm和900nm的波长中支持PAM4 2×50Gb/s的传输。它们的多功能性在于能够与多模光纤系统无缝集成，在OM3光纤上支持70m的传输距离，在OM4光纤上支持100m的传输距离，在OM5光纤上可延伸至150m的传输距离。这些光模块的工作原理强化了它们在优化网络性能方面的有效性，保证能够在多种网络环境中实现无缝数据传输。其工作原理如下：
100G QSFP28 SWDM4
100GBASE-SWDM4光模块与100G QSFP28 SR BiDi光模块在双工LC端口的使用方面具有相似之处。SWDM代表短波波分复用，在单模配置中与CWDM4和LWDM4的原理类似。SWDM4通过巧妙地应用MUX/DMUX技术，实现了在单个多模光纤纤芯上跨四个不同波段的同时还能传输光信号。这些波长在波段上跨越了850nm、880nm、910nm和940nm，可实现强大的数据传输能力。值得注意的是，100GBASE-SWDM4光模块在传输距离上表现优异，在OM3光纤上支持70m的传输距离，在OM4光纤上支持100m的传输距离。工作原理如下：
100G QSFP28 BiDi SR1.2
随着高性能计算（HPC）和机器学习等关键业务工作负载对数据中心计算和流量需求的推动，数据中心迫切需要在现有网络结构的边缘和主干之间，以及在机架边缘/顶部的交换机与服务器之间实现更密集和更快速的连接。然而，传统数据中心从10G升级到40G或100G，通常需要将原有连接SFP光模块的LC双工布线系统转换为连接QSFP光模块的MPO布线系统，导致了运营成本的增加。在这种情况下，简化布线和节约成本变得至关重要。此时，采用BiDi光模块的解决方案应运而生，下面以100G QSFP28 BiDi SR1.2光模块为例进行说明。
与40G QSFP+SR BiDi光模块类似，100G QSFP28 BiDi SR1.2光模块使数据中心运营商能够利用现有的双工LC布线系统从10G SR或40G BiDi端口过渡到100G。这一技术促进了网络的无缝升级，使运营商能够通过对一个终端网络设备的升级来实现数据中心的灵活扩展。
100G QSFP28 BiDi SR1.2光模块是一款四通道小型可插拔（QSFP28）BiDi光模块，能够支持100Gbps的数据传输，符合IEEE802.3bm 100GBASE-SR4标准。该光模块搭配双芯双工LC多模光纤，电口采用4×25G NRZ调制，光口无缝转换为2x50Gbps PAM4调制，实现100Gb的总带宽。PAM4技术有助于以50Gb数据速率和25Gb速率传输信号，确保在高要求数据中心环境中实现优质的性能和效率。
100G QSFP28 SR BiDi光模块成对用于100G连接，也可采用4x100G分支的方式连接到400G QSFP+SR BiDi光模块。
虽然这四种光模块都使用了多模光纤，但它们的技术方法却大不相同。100G QSFP28 SR4光模块采用四通道并行传输方式，需要8根光纤才能完成传输（4根用于接收，4根用于传输）。相比之下，100GBASE-SR BD光模块使用单根光纤同时发射和接收50G数据，允许两个端口联合传输100G数据。同样，100GBASE-SWDM4光模块利用波分复用（WDM）技术将四个不同频段的信号合并到一根光纤中，使用两根光纤来实现高效的数据传输。
所有光模块都与广泛使用的100G QSFP28端口兼容，保证无缝集成到现有的网络基础设施中。尽管技术规格存在差异，但它们在应用上相差不大。在光纤资源和布线成本方面，100GBASE-SR BD光模块和100GBASE-SWDM4光模块与100GBASE-SR4光模块相比只需要四分之一的光纤资源，更具优势。这一优势可以为光纤基础设施节约成本。但需要注意的是，100GBASE-SR BD、100G QSFP28 BiDi SR1.2和100GBASE-SWDM4光模块的前期成本高于100GBASE-SR4高模块。因此，在考虑光模块与光纤基础设施的整体成本时，建议根据实际程序需求选择合适的产品。
产品型号 | 光模块成本 | 布线成本 | 产品生态 | 应用程序通用性 | 应用程序差异 |
QSFP28 100G SR4 | 低 | 高 | 非常好 | 需要与多模光纤搭配使用 | MPO端口 |
QSFP28 100G SR BD | 高 | 低 | 良好 | 双工 LC端口 | |
QSFP28 100G SWDM4 | 平均 | 低 | 平均 | ||
QSFP28 100G BiDi SR1.2 | 低 | 低 | 良好 |
结论
飞速（FS）为数据中心内的短距离连接提供了全面的解决方案。飞速（FS）提供100G QSFP28 SL4、100G QSFP28 BiDi SR1.2和100G QSFP28 SWDM4等光模块型号，所有型号都能与双工LC多模光纤无缝集成。这种多功能性延伸到了传统光模块的替代上，如100G QSFP28 SR4光模块，大大节省了光纤资源并简化了数据中心环境中的光纤管理。