目前，40G QSFP +收發(fā)模塊具有多種優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用于各種光網(wǎng)絡(luò)中，例如，提供低功耗的高速光/電性能，使用束狀光纖電纜和MPO連接器的QSFP+模塊端口密度是普通SFP+模塊的三倍。此外，功耗降低，從SFP + 模塊的每通道最大1000兆瓦降低到QSFP+模塊的每通道最大375兆瓦。

為了進(jìn)一步拓展創(chuàng)新的并行光纖收發(fā)器，一個(gè)新的QSFP+收發(fā)器的推出，即40GBASE-iSR4 QSFP+光模塊�！癷”指的是內(nèi)部運(yùn)作的能力。它不僅是40GB以太網(wǎng)兼容，也可操作任何鏈路距離達(dá)100米的OM3多模光纖的10GBASE-SR兼容收發(fā)器。本文將圍繞這一40GBASE-iSR4 QSFP+收發(fā)器的發(fā)展過(guò)程展開(kāi)。

背景

通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字信息量的發(fā)展速度日益增長(zhǎng)。隨著云計(jì)算增長(zhǎng)，服務(wù)器虛擬化和網(wǎng)絡(luò)融合的趨勢(shì)，迫使今天的網(wǎng)絡(luò)朝著更有效和更快的方向快速發(fā)展著。虛擬化服務(wù)器的利用率增加，千兆以太網(wǎng)接入鏈路已取代10Gbps鏈路。

為了跟上切換硬件更高的性能需要，提供足夠的I / O（輸入/輸出）的帶寬，許多新的接入交換機(jī)已經(jīng)發(fā)展到可以支持連接到下游服務(wù)器的48端口10G以太網(wǎng)了，并且可以連接到核心交換機(jī)的2或4端口40G以太網(wǎng)。這些互連數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)，都離不開(kāi)40G QSFP+收發(fā)器，它可以提供足夠的帶寬，以確保數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換無(wú)阻礙。

潛在的機(jī)會(huì)

40G以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3ba-2010釋放指定的光學(xué)和各種物理層鏈路實(shí)現(xiàn)電路要求。40GBASE-SR PMD（物理介質(zhì)相關(guān)）支持4通道并行光纖互連操作與傳輸距離可達(dá)100米OM3多模光纖。四個(gè)通道工作在10.3125 Gbps的數(shù)據(jù)速率是相同的串行比特率，每一個(gè)方向的單模光纖傳輸。

40GBASE-SR PMD的地址在40Gbps互連的數(shù)據(jù)中心是被需要的。它利用廣泛部署的、低成本的850nm的VCSEL（垂直腔面發(fā)射激光器）技術(shù)。這是硬件廠商利用40GBASE-SR切換4個(gè)10G以太網(wǎng)互連的一個(gè)機(jī)會(huì)。

問(wèn)題

40GBASE-SR標(biāo)準(zhǔn)為進(jìn)一步解決帶寬不斷增長(zhǎng)的需求提供了一個(gè)機(jī)會(huì)。它不定義為向后兼容前面的10G以太網(wǎng)短距離互連標(biāo)準(zhǔn)。雖然40G以太網(wǎng)和10G以太網(wǎng)中包括一個(gè)基于VCSEL短距離PMD定義的光鏈路，卻無(wú)法保證在每通道10.3125 Gbps互操作（見(jiàn)下圖）

下面的分析40GBASE-SR和10GBASE-SR規(guī)格告訴為什么互操作不能在規(guī)定的操作條件下保證。

從上面的圖表中，我們可以看到很多的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)與10GBASE-SR相等或比40GBASE-SR標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格。這并不奇怪，因?yàn)?0GBASE-SR規(guī)范寫(xiě)入覆蓋傳輸鏈路高達(dá)100米，而10GBASE-SR規(guī)范是為了滿足最大傳輸鏈路長(zhǎng)度為300米的OM3多模光纖。除距離外，主要規(guī)格間隙保證可操作性或防止接收機(jī)過(guò)載。

解決方案

40GBASE-iSR4 QSFP+收發(fā)器發(fā)布解決過(guò)載狀態(tài)的問(wèn)題時(shí)，連接到10GBASE-SR和40GBASE-SR發(fā)射機(jī)或接收機(jī)。它的目的是完全兼容的40GBASE-SR規(guī)范但與輸出光功率下最大傳輸。規(guī)定的最大輸出功率已降低到2.4 dBm至1 dBm的允許它與10GBASE-SR接收器接口而不必?fù)?dān)心超載。

VCSEL設(shè)計(jì)結(jié)合優(yōu)異的激光編程和控制算法減少模塊的最大光輸出功率，而不損害任何模塊的高速電光性能。下圖表所示是一個(gè)完全兼容40GBASE-SR模塊，與傳統(tǒng)的10GBASE-SR收發(fā)器互連。

總結(jié)

40GBASE-iSR4 QSFP+模塊為用戶提供了一種減少指定最大輸出功率，增加其交換網(wǎng)絡(luò)容量的有效解決方案。該QSFP+ iSR4能夠支持標(biāo)準(zhǔn)的40G以太網(wǎng)連接到100米OM3光纖和相同距離10GBASE-SR的連接。QSFP+相比標(biāo)準(zhǔn)的SFP +，增加了3倍以上的10G以太網(wǎng)有效端口密度，同時(shí)降低了整體功耗。