100G接口初探

众所周知,100G是未来网络发展大趋势。对于100G光模块市场来说,2016电信市场的需求 100G CFP光模块在过去一年中增长了几倍,相信100G光模块解决方案的后续需求也将会持续增大。在决定为产品做设计或者需求购买100G光模块之前,先了解下100G光模块的类型以及特性。才能更好的做出判断和选择。

  • 100G制式介绍

100G接口制式包括:SR4(Short Reach),SR10,LR4(Long Reach),ER4,ZR4;

其中,所有制式的电气信号都是1010G,对LR4和ER4而言,对外的光信号是425G。另外,SR4和SR10主要用于短距传输,传输距离不超过100M。LR4、ER4和CR4主要用于长距传输,LR4传输距离支持10KM,ER4支持40KM。ZR4支持80KM。

  • 100G模块类型

目前市场上推出的主流100G光模块类型主要有:CXP光模块、CFP系列光模块以及QSFP28光模块。

  • CXP CXP的C代表16进制的12,因为CXP是一个12全双工通道模块,提供12*10G的收发器,CXP实现简单,支持热插拔,封装比CFP小, 支持100GBASE-SR10制式的短距传输,在SR10制式下可以跟CFP、CFP2、CFP4、QSFP28光模块互通。

  • CFP系列(CFP/CFP2/CFP4):

100G CFP光模块的C代表数字100(centum),,是一种外形封装可插拔模块,体积非常大,随后出现的CFP2和CFP4光模块越做越小,CFP2的大小为CFP的二分之一,CFP4光模块的大小为CFP2的二分之一,支持 40G/100G。CFP4光模块的宽度和功耗已经有了很大的改进,紧凑的大小更适合应用于高密度的100G以太网。

注:CFP4不支持SR10制式。

  • QSFP28

QSFP28(Quad Small Form-factor Pluggable)

,00G QSFP28采用4*25 Gbps通道实现,此外,QSFP28光模块具有升级的电口,可支持高达28G的信号,并达到最高可能的速率为4×28 Gbit / s。100G QSFP28封装大小比CFP4光模块更小,可以在交换机上具有跟高的端口密度。

随着QSFP28技术的日益成熟,QSFP28光模块的成本逐渐降低,这促使QSFP28光模块上越来越受欢迎。

  • CPAKCisco推出的100G封装接口,目前支持100GBASE-SR10、100GBASE-SR4、100GBASE-LR4。
  • 100G接口光纤连接器类型

常用连接器类型有:SC/LC/MPO等。

  • 传统的10G接口常采用SC/LC接口形式,采用双芯互联,单收单发。LC接头与SC接头形状相似,LC较SC接头小一些。
  • MPO连接器:Multiple fiber Push-On/Push-off, 多合一的转接器,简单来说就是采用并行技术,把多个转发器放在一个盒子里,最终把多个光纤合在一起。 MPO分为MPO12 和MPO24;

MPO12是12跟纤芯,4收4发,采用12条光纤,有4根闲置,所以制式是SR4/LR4。

MPO24是24根纤芯,12收12发,采用24条光钎,分为12芯阵列,一个阵列专用于发射,另一阵列用于接收。以CFP为例每个阵列中,中间10*10G光纤用于传输流量,而两端2条光纤闲置。两个阵列总共有4根闲置,所以制式是SR10。CXP模块是12发12收,没有闲置的线路。

  • 以QSFP28为例,如果在模块里面采用分波器和合波器把4路28g数据调制到一根光纤上,在外部收发上是单收单发的LC接口,这样对于长距来说可以节省光纤,这种用一个光钎传输多路的光波技术称为波分复用WDM。

图二MPO接口(左)和 LC接口(右)对比图

短距一般采用MPO类型,长距为节省光纤,一般采用LC接口类型。

  • 各种类型100模块如何互通
    • 相同类型100G模块之间可以互通。比如:CXP可以跟CXP互通;CFP-SR10可以跟CFP-SR10互通。

2、不同的100G模块类型,在相同制式、相同接口类型下可以互通,比如:

  • CFP/CFP2/CFP4在信号制式相同、接口类型相同时,能够与QSFP28互通。比如CFP2-LR4,接口采用双工LC;QSFP28-LR4在接口采用双工LC时也可以互通。
  • CXP模块只有在SR10制式下,可以与CFP/CFP2/CFP4/QSFP28光模块互通,CXP与CFP2-SR10互通的话,需屏蔽掉CXP端边缘的1,12,13和24四个通道,否则无法互通。因为CXP是12路通道,CFP2是10路通道。

  • 总结

从发展趋势来看,QSFP28光模块和CFP系列光模块作为100G网络的热门解决方案,而CXP的使用会越来越少。下表对常用的100G模块类型做个总结。

模块类型制式最大传输距离接口类型通道波长备注
CXPSR10100mMPO2412*10G850nm
 

 

CFP/CFP2/CFP4

(CFP4不支持SR10制式)

SR10100mMPO2410*10G850nm并行多模光钎
LR410kmLC 双工4*25G1310nm单模
ER440kmLC 双工4*25G1310nm单模
ZR480kmLC 双工4*25G1310nm单模
 

QSFP28

SR4100mMPO124*25G850nm多模模块
LR410kmLC4*28G1310nm单模
ER440kmLC4*25G1310nm单模
ZR480kmLC4*25G1310nm单模
CLR42kmLC4*25G1310nm高速光模块
PSM42kmMPO4*25G1310nm单模模块
CPAK,思科100G专用SR10/SR4/

LR4

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