100GBASE-SR10标准,当时交换机ASIC芯片(Application Specific Integrated Circuit)电接口最高只能支持10G,即CAUI-10(10通道 x 10Gbps)。
▲100GBASE-SR10 原理图
伴随着交换机ASIC芯片电接口速率从10Gpbs提升到25G bps,电接口标准从CAUI-10(10通道 x 10Gbps)升级到CAUI-4(4通道 x 25Gbps),通道从SR10的并行10通道减少到并行4通道,光模块的器件个数得以减少、成本得以降低、模块尺寸得以缩小、功耗得以降低。
光模块尺寸的减少使得交换机每1U空间可以提供的100G接口密度更大,基于以上的优势,目前100GBASE-SR4已经取代100GBASE-SR10成为目前主流的100G短距光模块标准。
▲100GBASE-SR4 原理图
100G光模块封装
仅有光模块的光接口以及电接口规范是不够的,还需要配套的结构封装才能算是完整的光模块解决方案。100G光模块的封装格式主要有CFP、CFP2、CFP4以及QSFP28。
CFP最早被提出,短距传输应用100GBASE-SR10标准,长距传输应用100GBASE-LR4。第一代CFP长距传输方案如下,因为电接口能力只有CAUI-10,所以需要内置Gearbox(下图的10:4 Serializer)来实现10 x 10Gbps与4 x 25Gbps电信号的转换。后来随着电信号提升到CAUI-4,第二代CFP(CFP2/CFP4)长距传输方案中不需要内置Gearbox。
▲第一代CFP光模块长距解决方案
但是,CFP尺寸实在太大了,随着光模块的集成度越来越高,后来的发展方向是把尺寸做小、功耗做低,CFP得以演进到CFP2、CFP4,再到后来出现的QSFP28。相比CFP4,QSFP28的尺寸更小、功耗更低,QSFP28更小的尺寸使得交换机拥有更高的端口密度(典型的形态是每块板卡可以部署36个100G接口)。目前QSFP28是数据中心内部100G光模块的主流封装格式。
▲CFP/CFP2/CFP4/QSFP28光模块尺寸对比
最后总结一下,关于25G/100G数据中心内部互联光模块如何选择,建议大家不妨参考如下标准: 不超过100米的100G短距互联场景(TOR-LEAF),使用100GBASE-SR4 QSFP28光模块; 100米到500米的100G中距互联场景(LEAF-SPINE),使用100G PSM4 QSFP28光模块; 500米到2Km的100G中长距互联场景(LEAF-SPINE、SPINE-CORE),使用100G CWDM4 QSFP28光模块;
超过2Km的长距互联场景(CORE-MAN),使用100GBASE-LR4 QSFP28光模块。
最后附上专业术语解释