Метаморфозы приемопередатчиков (часть 2)

На прошлой неделе мы говорили о метаморфозе трансиверов. И в теме упоминались трансиверы 10G. Несмотря на то, что SFP+ стал настолько популярным на рынке, люди продолжают стремиться к новым технологиям. Одно из выдающихся достижений под названием «Parallel» («Параллельный») вышло на сцену. Сегодня мы познакомимся с ним поближе.

Потребность людей в пропускной способности всегда безгранична. В недалеком прошлом фильм в формате RMVB был бы нам по душе. Но позже мы стали предпочитать 1080P, а не 720P. Сегодня Super 4K — обычное дело. Растущее потребление полосы пропускания для этих приложений повышает спрос на приёмопередатчики с более высокой скоростью. Поскольку технология временного мультиплексирования (TDM) имеет ограничение (10 Гбит/с), производители приёмопередатчиков начали разрабатывать приёмопередатчики меньшего размера и помещать их в «коробку» такого же размера, как и оригинал. Тогда и родилась технология Parallel.

Параллельные модули: QSFP и CXP

Режим работы традиционных трансиверов XFP и SFP+ похож на пару ботинок в коробке: один ботинок называется передатчиком, а другой — приёмником. А как насчёт четырёх ботинок в коробке? Можно ли это реализовать? Ответ — безусловно да. Мы будем называть это QSFP+ (обычно это называется QSFP, но в литературе встречается как QSFP+. «+» означает, что его скорость превышает 8 Гбит/с). А как насчёт двенадцати ботинок в коробке? CXP — это то, что нужно для достижения этой цели. «C» означает 12 в шестнадцатеричной системе счисления, а римская цифра «X» означает, что каждый канал имеет скорость передачи данных 10 Гбит/с. «P» относится к подключаемому, что поддерживает горячую замену. Таким образом, CXP — это своего рода подключаемый в горячем режиме трансивер со скоростью передачи данных до 12×10 Гбит/с.

Такие модули, как QSFP+ и CXP, называются параллельными приёмопередатчиками. Они работают как несколько приёмопередатчиков, работающих одновременно в одном корпусе.

Означает ли это, что традиционные трансиверы SFP+ устарели по мере развития параллельных трансиверов? Ответ — нет. Это связано с тем, что объём продаж на рынке определяется спросом клиентов и соотношением цены и производительности. Хотя SFP+ уже не так популярен, как раньше, он по-прежнему популярен в 10G-приложениях. Более того, благодаря повышению скорости до 28 Гбит/с, он открывает новое направление развития, отвечающее требованиям перехода на 40/100G.

Оптический интерфейс MPO

Традиционные трансиверы XFP/SFP+ имеют два оптических интерфейса: один для передачи, а другой для приёма. В трансивере QSFP предусмотрено четыре передатчика и четыре приёмника. В трансивере CXP предусмотрено 12 передатчиков и 12 приёмников. Как же в них передаётся свет? Оптические интерфейсы MPO играют ключевую роль в достижении этой цели. MPO (сокращение от multi-fiber push-on/pull-off) обеспечивает подключение нескольких оптических волокон. MPO можно разделить на 12-волоконный MPO и 24-волоконный MPO. 12-волоконный MPO-порт содержит 12 оптических волокон, а 24-волоконный MPO-порт — 24 оптических волокна.

QSFP SR4 и QSFP LR4

При передаче на короткие расстояния стоимость оптоволокна не имеет значения. Но при передаче на большие расстояния всё совершенно иначе. При передаче на большие расстояния стоимость оптоволокна является основным фактором, поэтому мы всегда стремимся найти решение, которое поможет нам сэкономить на оптоволокне. Базовые версии QSFP — это SR4 и LR4. QSFP SR4 предназначен для передачи на короткие расстояния, а QSFP LR4 — для передачи на большие расстояния. SR — сокращение от short reach (короткая досягаемость), а LR — от long reach (большая досягаемость). 4 означает 4 Tx и Rx (приёмник). Кроме того, в приёмопередатчике QSFP есть два призматических преобразователя для передачи на большие расстояния. Один используется для мультиплексирования, а другой — для демультиплексирования.

QSFP28

Из вышеизложенного следует, что приёмопередатчики QSFP первого поколения оснащены четырьмя приёмниками и передатчиками, каждый из которых имеет скорость передачи данных 10 Гбит/с. По мере развития технологий каждый канал QSFP теперь может передавать и принимать данные со скоростью до 28 Гбит/с. Мы назвали его QSFP28, что соответствует новому тренду для 100-гигабитных приложений.

CFP/CFP2/CFP4

На самом деле, стандарты 40G и 100G появились практически одновременно. QSFP разработан для удовлетворения спроса на 40G-приложения. А для приложений 100G пионером является CFP . В CFP буква C — это сокращение от Centum. Тогда как же он может достигать скорости 100G? Ответ дан на следующих рисунках:

Решение CFP 1:

Решение CFP 2:

Хотя CFP может поддерживать работу в режиме 100G, его большой размер уже не отвечает требованиям центров обработки данных высокой плотности. В связи с этим были разработаны CFP2 и CFP4 меньшего размера. На следующем рисунке показано сравнение размеров модулей CFP, CFP2 и CFP4.

CFP2 обычно предоставляет два решения для приложений 100G, как показано на следующем рисунке:

CFP4 вдвое меньше CFP2, который, в свою очередь, в два раза меньше CFP. Он больше подходит для приложений с высокой плотностью. Сейчас люди любят сравнивать CFP4 с QSFP28, поскольку оба представляют собой компактные модули 100G. Фактически, QSFP28 имеет ту же площадь основания и плотность лицевой панели, что и QSFP+, и лишь немного меньше CFP4. QSFP28, по всей видимости, имеет преимущество в плотности по сравнению с CFP4, но более высокая максимальная потребляемая мощность CFP4 даёт ему преимущество на больших оптических расстояниях. Только время покажет, как всё это будет выглядеть, но пока на рынке 100-гигабитных межсоединений существует богатый выбор.

CPAK

Кроме того, на рынке представлен ещё один модуль 100G под названием CPAK. CPAK впервые представлен на демонстрации в этом году. Это фирменный форм-фактор Cisco, но продемонстрированные интерфейсы соответствуют стандартам IEEE и будут совместимы с теми же интерфейсами, поддерживаемыми другими форм-факторами.

На следующем рисунке показано сравнение решений 100G, которое может помочь вам глубже понять эту статью.

Метаморфоза трансиверов подходит к концу. Подробнее о трансиверах и их союзниках в оптических сетях мы расскажем в ближайшие дни. Следите за нашими статьями.