Эксперты в подборе IT-оборудования
Вы вставляете qsfp28 модуль в свитч, линк горит, трафик бежит - казалось бы, зачем вникать в детали? А потом приходит задача связать два здания кампуса, и внезапно выясняется, что трансиверы 100g бывают минимум пяти разновидностей, и каждый работает со своим типом волокна, на своей длине волны и со своим бюджетом мощности. Два «бестселлера» среди них - 100GBASE-SR4 и 100GBASE-LR4. Именно между ними чаще всего мечется инженер, проектирующий 100-гигабитную оптику для дата-центра.
Разберём оба стандарта по косточкам: физика, волокно, разъёмы, энергопотребление, совместимость и деньги. Если вопрос шире и стоит как «какой оптический модуль выбрать» вообще, без привязки к 100G, - это в отдельной статье.
Оба стандарта укладывают 100 Гбит/с в четыре канала по 25 Гбит/с. Но способы доставки этих каналов от точки A до точки B кардинально отличаются.
SR4 - параллельная оптика. Четыре VCSEL-лазера (вертикально-излучающие, 850 нм) одновременно светят в четыре отдельных волокна. Ещё четыре волокна принимают обратный поток. Итого: 8 задействованных волокон через один разъём MPO-12 (в 12-волоконной ленте четыре волокна остаются резервными). Тип волокна - многомод OM3 или OM4.
LR4 - волновое мультиплексирование (CWDM). Четыре DFB-лазера генерируют сигнал на четырёх длинах волн в диапазоне 1295-1309 нм. Мультиплексор объединяет их в один световой поток, который уходит по одному волокну. На приёмной стороне демультиплексор разделяет волны обратно. Для обратного направления используется второе волокно. Итого: 2 волокна, дуплексный LC-разъём, одномод OS2.
Разница выглядит косметической, пока не начнёшь считать волокна на патч-панели. SR4 съедает в четыре раза больше ресурсов кабельной инфраструктуры на каждый линк. На одной 144-волоконной магистрали можно разместить 18 линков SR4 или 72 линка LR4. Для крупного дата-центра с сотнями межстоечных соединений эта арифметика определяет ёмкость кабельных лотков и плотность патч-панелей на годы вперёд.
Есть и физический нюанс. VCSEL-лазеры в SR4 - полупроводниковые структуры с вертикальным резонатором. Они компактны, дёшевы в производстве и потребляют мало энергии, но работают только на коротковолновом окне 850 нм, где многомодовое волокно имеет приемлемое затухание (~3,5 дБ/км на OM4). DFB-лазеры в LR4 - устройства с распределённой обратной связью, работающие в окне 1310 нм. Затухание одномода на этой длине волны - около 0,35 дБ/км, то есть в десять раз ниже. Именно поэтому LR4 добивает до 10 км, а SR4 заканчивается на сотне метров.
Вот где многомод vs одномод 100g проявляется ярче всего. Многомодовое волокно дешевле в производстве и проще в терминировании, но свет в нём рассеивается быстро - модальная дисперсия съедает сигнал уже на коротких дистанциях.
| Параметр | 100GBASE-SR4 | 100GBASE-LR4 |
|---|---|---|
| Тип волокна | Многомод OM3/OM4 | Одномод OS2 |
| Длина волны | 850 нм | 1295-1309 нм (4 λ) |
| Дальность (OM3 / OM4 / SMF) | 70 м / 100 м / - | - / - / 10 км |
| Разъём | MPO-12 | Дуплексный LC |
| Число волокон на линк | 8 | 2 |
| Технология | Параллельная оптика (VCSEL) | CWDM (DFB-лазеры) |
| Энергопотребление | ≤ 3,5 Вт | ≤ 4,5 Вт |
| Стандарт IEEE | 802.3bm | 802.3ba |
SR4 на OM4 вытягивает до 100 метров - этого хватает для связи внутри одной серверной или между соседними рядами стоек. Для межэтажных и межкорпусных линков 100 метров - потолок, который неприятно быстро наступает. LR4 с его 10 километрами закрывает задачи кампусных и городских сетей.
SR4 на волокне OM4 с правильной полярностью MPO-коннекторов стабильно держит линк на 100 м. Но каждый «грязный» коннектор или лишний сплайс отъедает 0,3-0,5 дБ - и 100 метров превращаются в 70.
MPO-12 - мощный коннектор, но капризный. Двенадцать волокон нужно идеально выровнять, иначе потери на стыке съедят оптический бюджет. Чистка MPO тоже превращается в ритуал: обычная протирка LC-феррулой здесь не сработает, нужен специализированный кассетный клинер, и расходники к нему тоже не бесплатны. По деньгам порядок такой: MPO-патчкорд обходится примерно на порядок дороже LC-дуплексного на одномоде, и это соотношение держится стабильно независимо от поставщика.
LC - знакомый и предсказуемый дуплексный коннектор. Любой инженер, работавший с 10G или 25G линками, сварит и протестирует LC за минуты. Патч-панели под LC-дуплекс есть в каждом серверном шкафу. Видеомикроскоп для инспекции торцов окупается моментально, потому что один загрязнённый коннектор способен положить 100-гигабитный линк.
Ещё один момент - полярность. MPO-коннекторы существуют в трёх вариантах полярности (Type A, B и C), и перепутать их при заказе кабелей проще, чем кажется. Если Tx одной стороны попадёт на Tx другой - линк не поднимется, и диагностика займёт время. С LC-дуплексом ошибка полярности решается перестановкой двух волокон за секунду.
Выбор между MPO и LC тянет за собой цепочку решений: тип патч-панелей, способ прокладки магистрали, инструментарий для обслуживания. Если у вас уже проложена многомодовая магистраль OM4 - SR4 встанет без капитальных затрат на перекладку. Если инфраструктура на одномоде - LR4 ляжет поверх существующей СКС. Про сами разъёмы и то, почему тип полировки решает, есть отдельный разбор - APC или UPC.
Qsfp28 модули обоих стандартов работают от напряжения 3,3 В и укладываются в габарит 18,35 × 13,0 × 72,4 мм. По плотности портов они идентичны - в один 1U-свитч помещается до 32 портов QSFP28. Для контраста: модули формата CFP занимали в четыре раза больше места на лицевой панели, и аналогичная полка вме