100G光模块的标准和特点,分别有哪些?
一、100G以太网标准的诞生
早在2006年,IEEE就成立了以研究制定下一代高速以太网100G标准为目标的HSSG(Higher Speed Study Group),但因研究人员对100G与40G以太网标准的分歧,最终HSSG制定一个包含40G和100G两个速度的标准。随着IEEE的40G/100G以太网标准的发布,人们对数据中心、运营商网络等密集高性能计算环境应用中的宽带需求得以满足,同时也推动了万兆以太网的普及,可以提供更多的万兆链路汇聚。
二、100G光模块的标准有哪些?
IEEE、多源协议(MSA)行业联盟等机构都针对100G QSFP28光模块制定了多个标准。 100GBASE-CR10光模块标准,支持在10对同轴电缆上传输,物理介质相关层支持的传输速度为100G,但最远距离只有7米,适用于短距离传输。
100GBASE-SR10光模块标准采用了基于原有已成熟的双工多模光纤10Gb/s的数据传输流技术,网络为星型拓扑结构,使用850nm低成本光纤,传输距离可达100m,是第一次使用多于2芯光纤传输的以太网应用。
100GBASE-LR4光模块标准支持密集波分复用技术,使用成本高于SR的1310nm单模光纤,该物理网络介质相关层在单对光纤上以4倍光波长发送信号,需要复杂的光纤定位来支持长达10km的传输。
100GBASE-ER4光模块标准可支持使用密集波分复用技术,单模光纤串联方案传输,使用1550nm超长波长光纤,该网络物理介质相关层每条单模光纤每个方向上传输超过4条波长,需要是有共半导体光放大器才能传输长达40km的距离。
100GBase-PSM4光模块标准采用类似于100GBase-SR4的管壳和接口形式,以单模光纤作为传输介质,采用1310nm激光光源接口,与单模MTP/MPO光纤连接器进行对接。使用常规OS2单模光纤最长距离长达500m,在该距离范围内的应用使用100GBase-PSM4光模块成本更低。
100G CLR4和100G CWDM4是基于单模粗波分复用技术的100G传输模块,采用4路25Gbps信号,光纤收发器采用单模激光光源,采用LC双工接口,每芯光纤上支持4个长波段的信号传输,这4个发射窗口分别是1271nm、1291nm、1311nm和1331nm,每个波段传输25G。适用于传输距离为2km的传输应用。
100GBase-SWDM4,采用的是短波段波分复用技术,首次将波分复用技术应用多模光纤短波段上,在一芯多模光纤上传输4个波段的光信号。多模光纤中四个波段的窗口分别是850nm、880nm、910nm以及940nm。使用新一代多模光纤WBMMF的带宽性能最高点处于大约在880nm波段附近且最高带宽点高于传统OM4多模光纤。
| 标准 | 定制机构 | 连接器 | 光纤类型 | 传输距离 |
| 100GBASE-SR10 | IEEE | 24芯MPO | 并行多模光纤,10收10发,850nm | OM3,100m OM4,150m |
100GBASE-SR4 | IEEE | 12芯MP | 并行多模光纤,4收4发,850nm | OM4,100m |
| 100GBASE-LR4 | IEEE | 双工LC | 单模光纤,1310nm,4λ×25G WDM | 10km |
| 100GBASE-ER4 | IEEE | 12芯MPO | 并行多模光纤,4收4发,850nm | 40km |
| 100G PSM4 | 100G PSM4 MSA | 12芯MPO | 并行单模光纤,4收4发,1310nm | 500m |
| 100G CWDM4 | CWDM4 MSA | 双工LC | 单模光纤,1271-1331nm,4λ×25G CWDM | 2km |
| 100G SWDM4 | SWDM行业联盟 | 双工LC | 单模光纤,850-950nm,4λ×25G SWDM | OM3,TBD WBMMF,4TBD |
| 100G CLR4 | 100G CLR4行业联盟 | 双工LC | 单模光纤,1271-1331nm,4λ×25G CWDMD | 2km |
三、100G QSFP28光模块的常见产品
| 光模块型号 | 光模块名称 | 中心波长 | 接口 | 传输距离 |
| 100GBASE-SR10 | 瞻博(Juniper)CFP-100GBASE-SR10 CFP光模块 | 850nm | MTP/MPO-24 | 150m |
| 100GBASE-SR4 | 华为(Huawei)QSFP-100G-SR4 QSFP28光模块 | 850nm | MTP/MPO-12 | 100m |
| 100GBASE-LR4 | 华为(Huawei)QSFP-100G-LR4 QSFP28光模块 | 1310nm | LC双工 | 10km |
| 100GBASE-ER4 | 戴尔(Dell)QSFP28-100G-LR4 QSFP28光模块 | 1310nm | LC双工 | 10km |
| 100G PSM4 | 思科(Cisco)QSFP-100G-PSM4-S QSFP28光模块 | 1310nm | MTP/MPO-12 | 500m |
| 100G CWDM4 | 博科(Brocade)100G-QSFP28-CWDM4-2KM CFP光模块 | 1310nm | LC双工 | 2km |
| 100G SWDM4 | 华为(Huawei)QSFP-100G-SWDM4 QSFP28光模块 | 850nm | LC双工 | 150m |
| 100G CLR4 | 博科(Brocade)100G-CFP2-LR4-10KM CFP2光模块 | 1310nm | LC双工 | 10km |
在众多标准中,多源协议(MSA)行业组织制定的PSM4和CWDM4标准更加适合现在市场上主流的100G QSFP28光模块。

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