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浅谈数据中心100G光模块

2018-08-29 09:45
来源: IT168

传统数据中心主要基于10G网络架构,为了适应AI、深度学习、大数据计算等业务的规模部署,下一代数据中心架构正在向25G100G网络架构演进,在国内已经看到BAT等互联网巨头都实现了规模部署。

建设25G/100G数据中心需要大量100G光模块,在网络建设成本中占比较高,100G光模块标准都有哪些,我们又该如何选择呢?今天就为大家简单梳理下数据中心100G光模块标准以及封装格式。

100G光模块标准组织

在开始分享光模块标准之前,先了解下光模块的标准化组织。对于光模块的定义主要是两个关键组织,即IEEE和MSA(Multi Source Agreement,多源协议),两者之间互补而又互相借鉴。

想必大家都知道IEEE是电子电气工程师协会,而802.3是IEEE下面的一个工作组,很多10G、40G、100G、400G的光模块标准都是由IEEE 802.3工作组提出的。

MSA是一种多供应商规范,相比IEEE算是一个民间的非官方组织形式,针对不同的光模块标准会形成不同的MSA协议,可以理解是产业内企业联盟行为。MSA除了定义光模块的结构封装(包括外形尺寸,电连接器,引脚分配等),也会定义电接口、光接口,从而形成完整的光模块标准。

很久以前光模块产业链很混乱,每个厂家都有各自的结构封装,开发的光模块有大有小,接口也是五花八门。为了解决这个问题,MSA多源协议应运而生,各厂家都遵循MSA提出的标准统一光模块的结构封装和相关接口,这就像手机充电口的标准化。针对100G,MSA定义的标准包括100G PSM4 MSA、100G CWDM4 MSA和100G Lambda MSA。

100G光模块标准

为了满足不同距离的100G互联场景,IEEE 以及MSA定义的100G标准超过十种,但是主流的是下面六种标准。

浅谈数据中心100G光模块

▲100G光模块主流标准

其中100GBASE开头的标准都是IEEE 802.3提出的。

浅谈数据中心100G光模块

如上图所示:

100GBASE-LR4名称中,LR表示long reach,即10Km,4表示四通道,即4*25G,组合在一起为可以传输10Km的100G光模块。

其中-R的命名规则如下:

浅谈数据中心100G光模块

▲-R名词解释

除了IEEE提出的100GBASE系列标准,为何MSA还提出了PSM4以及CWDM4标准呢?

100GBASE-SR4和100GBASE-LR4是IEEE定义的最常用的100G接口规范。但是对于大型数据中心内部互联场景,100GBASE-SR4 支持的距离太短,不能满足所有的互联需求,而100GBASE-LR4成本太高。因此,MSA为市场带来了中距离互联的解决方案,PSM4和CWDM4是这次革命的产物。

当然100GBASE-LR4的能力完全覆盖了CWDM4,但在2Km传输的场景下, CWDM4方案成本更低,更具竞争力。

下图是100GBASE-LR4以及100G CWDM4的原理图:

浅谈数据中心100G光模块

▲ 100GBASE-LR4原理图

浅谈数据中心100G光模块

▲100G CWDM4原理图

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