数据中心的速度在过去几年中一直保持增长,并且在可预见的未来仍将继续增长。高数据速率系统在一些企业的高性能计算网络中越来越受欢迎,例如 40 千兆以太网 (GbE) 基础设施,其中需要 40G 光纤收发器和光缆来确保 40GbE 系统的高性能和大带宽。本文主要介绍 40G 光纤收发器:可插拔光纤增强型四通道小型可插拔 (QSFP+),重点介绍双向光纤收发器和并行光纤收发器。
40G 光纤收发器类型
收发器是一种电子设备,它接收电信号,将其转换为光信号,并将信号发射到光纤中。它还从另一个收发器接收光信号,并将其转换为电信号。由于 40G QSFP 是 40GbE 应用中使用的主要收发器外形尺寸,IEEE 标准 802.3ba 于 2010 年发布了几种基于 40-Gbps 的解决方案,包括用于多模光纤 (MMF) 的 40GBASE-SR4 并行光学解决方案。另一种解决方案是使用双光纤 LC 光纤接口的双向 40-Gbps 收发器。
40G 并行光收发器
40G 并行光收发器可通过端接有 MPO/MTP 连接器的 12 芯并行光纤实现高带宽 40G 光链路。一侧的四根光纤用于传输,而另一侧的另外四根光纤用于接收,中间的四根光纤未使用。总共使用了十二根光纤中的八根。也就是说,当用于 40GBASE-SR4 和 40GBASE-CSR4 时,并行光收发器具有 10 Gbps 电通道,这些通道在光输出中是镜像的,因此需要八根带有 MTP 连接器接口的光纤。每根光纤以单一波长传输 (Tx) 或接收 (Rx) 10 Gbps 流量。
如上所述,40GBASE-SR4 QSFP+ 收发器属于 40G 并行光收发器,使用多模 MPO 中继建立 40G 链路。此端口类型 40G QSFP+ 模块可分别通过激光优化的 OM3 和 OM4 MMF 支持 100 米和 150 米的链路长度。它还可用于使用 8 芯 MTP 至 4 双工 LC 光缆连接四个 10GBASE-SR 光接口。fiber-mart.com 列出的 40GBASE-SR4 光收发器与 Cisco、Intel、Juniper(QFX-QSFP-40G-SR4)等知名品牌完全兼容。所有这些都具有质量和兼容性保证,为客户提供高性能。
40G 双向光收发器
相比之下,40G 双向光收发器由两个 20 Gbps 发送和接收通道组成,可通过双股 MMF 连接实现聚合 40 Gbps 链路。也就是说,用于 40GBASE-SR-BD 的双向光收发器使用相同的 10 Gbps 电气通道,然后在光输出中组合,因此需要两根带有 LC 连接器接口的光纤。每根光纤同时以两个不同的波长发送和接收 20 Gbps 流量。
正如上面提到的,40GBASE-SR4 QSFP+ 收发器属于 40G 并行光收发器,它使用多模 MPO 主干建立 40G 链路。这种端口类型的 40G QSFP+ 模块可分别通过激光优化的 OM3 和 OM4 MMF 支持 100 米和 150 米的链路长度。它还可用于使用 8 芯 MTP 至 4 双工 LC 光缆连接四个 10GBASE-SR 光纤接口。fiber-mart.com 列出的 40GBASE-SR4 光纤收发器与 Cisco、Intel、Juniper (QFX-QSFP-40G-SR4) 等知名品牌完全兼容。所有产品均经过质量和兼容性保证,为客户提供高性能。
40G 双向光纤收发器
相比之下,40G 双向光纤收发器由两个 20 Gbps 发送和接收通道组成,可通过双股 MMF 连接实现聚合 40 Gbps 链路。也就是说,用于 40GBASE-SR-BD 的双向光纤收发器使用相同的 10 Gbps 电气通道,然后在光纤输出中组合,因此需要两根具有 LC 连接器接口的光纤。每根光纤同时以两个不同的波长发送和接收 20 Gbps 流量。
40G 并行和双向光纤收发器的布线选项
40G 并行光纤收发器的布线选项
如前所述,2010 年 IEEE 802.3ba 批准了 40GBASE-SR4 物理介质相关 (PMD) 多模并行光纤解决方案,该解决方案使用八根光纤以 10 Gbps 的速率传输四个双工通道。这是实现 40GbE 数据速率的经济途径,同时使用 10GbE 解决方案的许多组件。并行光纤收发器相对于 40GbE 双向收发器的主要优势在于覆盖范围。例如,如果您使用 10GbE 的 OM3 光缆连接数据中心,则可以支持长达 300 米的距离。然后,如果您转向 40GbE,您可以使用相同的 OM3 光纤和 40GBASE-CSR4 收发器支持相同的 300 米距离。但是,如果您的布线距离不足以支持额外的距离能力,则可以使用双向解决方案。
这种并行光纤布线解决方案存在一个问题 - MTP 光缆组件基于 12 芯光纤位置连接器,每个链路中留下四根未使用的光纤。并行光纤连接有几种基本的布线选项。一种方法是忽略未使用的光纤并继续部署 12 根光纤。另一种方法是使用转换设备将两个 12 芯光纤链路转换为三个 8 芯光纤链路。
40G 双向光纤收发器的布线选项
这款双光纤 40G 双向多模解决方案解决了 12 光纤 MTP 连接器中发生的极性校正难题,使用两个不同的传输窗口(850 和 900nm)通过同一光纤进行双向传输。这种方法允许为 40GbE 使用与 1 和 10 千兆以太网相同的布线基础设施。可插拔双向收发器具有与现有 40GBASE-SR4 收发器相同的 QSFP+ 格式。因此,具有 QSFP+ 端口的同一交换机线卡可以支持并行光学 40GBASE-SR4 或双向光学 40GBASE-SR-BD 解决方案。
因此,在将 40GbE 双向收发器连接到另一个双向收发器时,可以考虑使用 A 到 B 型标准 LC 双工跳线,一端的一根光纤位于连接器位置 A,另一端的一根光纤位于连接器位置 B。这种反向光纤定位允许将信号从网络一端的发送位置引导到网络另一端的接收位置。但是,建议仅在给定的机柜排内进行这种直接连接。
结论
40G QSFP+ 收发器可以满足不断增长的数据中心应用,例如大数据和高频交易 (HFT) 应用以及虚拟化和集群环境。使用 40G 双向光收发器,无需对现有布线基础设施进行大的更改,这是一种从数据中心网络中的 10 Gbps 迁移到 40 Gbps 连接的经济高效的方式。作为专业的光纤产品制造商和供应商,fiber-mart.com 提供各种 40G QSFP+ 收发器供您选择。此外,还有多种 40G 线缆(例如 QSFP-4SFP10G-CU5M)可供平滑迁移。有关 40GbE 解决方案(40G QSFP+ 和 40G 线缆)的更多信息,您可以访问 fiber-mart.com。
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