Lorsque l'IEEE a introduit la norme Ethernet 802.3ba en juin 2010, c'était en réponse à la demande croissante de bande passante des centres de données, ouvrant la voie à l'introduction des opérations Ethernet 40Gb/s et 100Gb/s. Quelques années plus tard, les utilisateurs de cette technologie sont encore relativement isolés, mais ils continuent d'augmenter car les opérateurs de réseaux ont besoin des débits de données les plus élevés sur une seule connexion. Alors que vous commencez à réfléchir à l'avenir de votre réseau, la compréhension de tous les composants optiques 40GbE et 100GbE peut être déroutante. Curvature a rassemblé une brève vue d'ensemble des types d'optiques 40GbE et 100GbE actuels et des facteurs de forme pour vous aider à planifier les futurs besoins en Ethernet haute performance.
Types de modules
QSFP/QSFP28
Le facteur optique QSFP est le principal moyen de fournir du 40GbE et apparaît maintenant en 100GbE sous la forme QSFP28. Ces derniers présentent des connecteurs MPO ou LC.
- QSFP28 est une nouvelle variante publiée pour supporter 100Gb. QSFP et QSFP28 ont le même facteur de forme.
- Les variantes LC sont également disponibles sur les QSFP multimodes bi-directionnels (BiDi), ce qui permet aux QSFP d'utiliser les installations existantes de fibres multimodes OM3/OM4.
- Des variantes MPO sont également disponibles pour (certains) émetteurs-récepteurs QSFP monomodes utilisés pour répartir un port MPO/MTP sur plusieurs connexions LC.
- *Les émetteurs-récepteurs QSFP multimodes prennent généralement en charge un mode de rupture.
CFP
Les optiques de type CFP sont disponibles en 40GbE et 100GbE. Elles présentent des connecteurs MPO pour les optiques multimodes ou des connecteurs SC pour les optiques monomodes.
- Il est important de noter que le CFP est une norme plus ancienne. Les notes mentionnées ci-dessus ne s'appliquent pas vraiment aux CFP. La norme QSFP/QSFP28 offre non seulement un facteur de forme plus petit, mais les différentes variantes ajoutent de la flexibilité pour continuer à utiliser certaines des anciennes normes de fibre 10Gb sans avoir à remplacer les installations de fibre.
CFP2
Le CFP2 est une évolution du facteur de forme CFP existant, utilisant les progrès de la fabrication et de l'optique pour réduire la taille du module à environ la moitié de celle du CFP original.
- Bien que la norme CFP ait augmenté, elle devient rapidement une ancienne optique. Cisco n'a qu'une poignée d'appareils qui la prennent en charge. Elle est rapidement remplacée par la norme QSFP28.
- Au moment de sa sortie, la norme CFP2 était connue pour augmenter la densité des interfaces en raison de sa petite taille et de sa faible consommation d'énergie. Cependant, la norme QSFP est le choix idéal pour les applications à densité d'interface plus élevée.
CPAK
Le CPAK est un facteur de forme propre à Cisco, développé pour fournir une optique 100GbE plus économe en énergie et en espace que les modules CFP ou CFP2, en particulier pour les optiques à longue portée telles que le 100GBase-LR4.
- La norme CPAK est similaire à la norme CFP2 en termes de taille et de consommation d'énergie.
Convertisseurs et câbles de sortie
La plupart des ports 40GbE sont capables de fonctionner en mode 4x 10GbE, ce qui facilite les déploiements de supports mixtes 10GbE/40GbE. Ces ports peuvent également offrir l'option d'une très haute densité de ports 10GbE (par exemple, un Nexus 3016 peut être configuré pour présenter 64 ports 10GbE au total, ce qui est plus que ce qui peut tenir dans 1RU lorsqu'il est présenté sous forme de ports SFP+). Pour les systèmes basés sur QSFP, ceci est réalisé en utilisant soit un câble spécial à attachement direct avec 1x QSFP à une extrémité et 4x SFP+ à l'autre extrémité, soit une optique SR4 avec un câble MPO à 8x LC personnalisé. Pour les produits Cisco qui utilisent le 40GbE basé sur le CFP, comme les pièces WS-X6904-40G, Cisco fabrique le convertisseur CVR-CFP-4SFP10G qui change l'emplacement CFP en quatre emplacements SFP+.
Optique multimode
Considérations relatives au câblage
Les normes actuelles de l'optique multimode pour les optiques 40GbE et 100GbE utilisent plusieurs lasers 10Gbps, transmettant simultanément sur plusieurs brins de fibre pour atteindre des débits de données élevés. En raison de la nature multi-voies de ces optiques, les optiques multimodes 40GbE et 100GbE utilisent un style différent de câblage de fibre, connu sous le nom de câblage MPO ou MTP. Un câble MPO/MTP présente 12 brins séparés de fibre multimode dans un seul câble ruban. Comme pour les optiques 10GbE sur fibre multimode, une MMF de qualité OM3 ou OM4 est nécessaire pour pouvoir couvrir de plus longues distances (jusqu'à 150 m).
*LC Variantes sont également disponibles sur les QSFP multimodes bi-directionnels (BiDi) permettant aux QSFP d'utiliser les installations existantes de fibres multimodes OM3/OM4.
 |
Produits | Type | Type de connecteur |
| QSFP-40G-SR4-S | 40GBASE-SR4, 4 voies, 850 nm MMF | MPO-12 | |
| QSFP-40G-SR4 | 40GBASE-SR4, 4 voies, 850 nm MMF | MPO-12 | |
| QSFP-40G-SR-BD | 40GBASE-SR-BiDi, duplex MMF | LC |
Câbles à fixation directe
Comme pour les optiques 10GbE, des câbles en cuivre à connexion directe sont disponibles pour les optiques 40GbE et 100GbE lorsque de courtes distances (dans le même rack) de câblage sont nécessaires. Les câbles passifs sont disponibles dans les longueurs standard de un, trois et cinq mètres. Des câbles actifs sont également disponibles pour les longues distances.
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Connecteur MPO
40GBase-SR4
Les optiques 40GBase-SR4 utilisent un seul câble ruban MPO pour la transmission et la réception, car SR4 utilise quatre brins pour la transmission et quatre brins pour la réception. La distance maximale dépend du type de fibre multimode utilisé.
| Longueur d'onde (nm) | Type de câble | Taille du noyau (microns) | Largeur de bande modale (MHz*km) | Distance du câble | |
| 40GBase-SR4 | 850 | MMF | 50.0 50.0 50.0 |
2000 (OM3) 4700 (OM4) |
30m 100m 150m |
100GBase-SR10
Les optiques 100GBase-SR10 utilisent un câble MPO à 24 brins pour la connectivité : dix brins pour la transmission et dix brins pour la réception. Comme chaque couloir individuel utilise le même type de laser que le 40GBase-SR4, les distances maximales sont identiques, comme on peut le voir ci-dessous.
| Longueur d'onde (nm) | Type de câble | Taille du noyau (microns) | Largeur de bande modale (MHz*km) | Distance du câble | |
| 100GBase-SR10 | 850 | MMF | 50.0 50.0 |
2000 (OM3) 4700 (OM4) |
100m 150m |
100GBase-SR4
Les optiques 100GBase-SR4 utilisent 4 fibres pour la transmission et 4 pour la réception, chaque voie fournissant un débit de 25Gbps. Le 100GBase-SR4, comme le 40GBase-SR4, utilise un câble MPO de 12 fibres avec 4 brins pour la transmission et 4 pour la réception, ce qui permet de réutiliser les assemblages de fibres 40GBase-SR4 existants lorsque des performances plus élevées sont nécessaires. Cette norme d'interface a été introduite parallèlement aux offres QSFP 100Gbps qui arrivent maintenant sur le marché afin de rendre toute mise à niveau de 40GbE à 100GbE aussi transparente que possible.
Optique monomodale
40GBase-LR4
Les optiques 40GBase-LR4 utilisent la même technologie multi-voies que les optiques SR4, à une exception près. Au lieu d'utiliser un seul brin de fibre pour chaque voie, la technologie WDM est utilisée pour multiplexer les quatre voies de transmission sur un brin de fibre et les quatre voies de réception sur un autre brin de fibre unique, ce qui permet d'utiliser toute installation existante de fibre monomode. De ce fait, les connexions standard LC (pour les modules QSFP) ou SC (pour les modules CFP) sont utilisées, ce qui permet une mise à niveau facile à partir d'une connexion 10GbE.
| Puissance d'émission (dBm) | Puissance de réception (dBm) | Longueur d'onde d'émission et de réception (nm) | Distance du câble | |||
| Max. | Min. | Max. | Min. | Quatre voies | ||
| 40GBase-LR4 SMF 1310nm |
2,3 par voie | -7,0 par voie | 2,3 par voie | -13,7 par voie | 1271, 1291, 1311, 1331 | 10 km |
40GBase-FR
La technologie 40GBase-FR est une technologie à laser unique, utilisée de préférence dans les environnements où l'optique multi-voies n'est pas une option viable en raison de la qualité de la fibre ou de la nature des données envoyées. (Il existe des algorithmes internes d'équilibrage de charge pour l'optique multi-voies qui ne fonctionnent pas toujours de manière optimale). Cependant, la distance est quelque peu limitée par rapport au LR4.
| Puissance d'émission (dBm) | Puissance de réception (dBm) | Longueur d'onde d'émission et de réception (nm) | Distance du câble | |||
| Max. | Min. | Max. | Min. | Quatre voies | ||
| 40GBase-LR4 |
3,0 par voie | 0,0 par voie | 3,0 par voie | -6,0 par voie | 1530 à 1565 | 2 km |
100GBase-LR4
Comme le 40GBase-LR4, le 100GBase-LR4 est une optique à plusieurs voies. Toutefois, le débit de chaque voie est porté à 25 Gbps pour atteindre le débit total de 100 Gbps.
| Puissance d'émission (dBm) | Puissance de réception (dBm) | Longueur d'onde d'émission et de réception (nm) | Distance du câble | |||
| Max. | Min. | Max. | Min. | Quatre voies | ||
| 100GBase-LR4 |
4,5 par voie | -4,3 par voie | 4,5 par voie | -10,6 par voie | 1295.6nm, 1300.1nm 1304.6nm, 1309.1nm |
2 km |
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