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100G 트랜시버 알아보기

100 기가비트 이더넷(100G) 트랜시버는 100Gbps 의 데이터 속도를 처리하는 옵티컬 모듈입니다. 최대 100Gbps의 전송 속도를 제공하는 100G 트랜시버는 많은 네트워크에서 트랜시버 요구 사항에 필수적인 구성 요소 역할을 합니다. 주니퍼 네트웍스의 100G 트랜시버는 C 폼 팩터 플러그형(CFP), C 폼 팩터 플러그형 2(CFP2), 쿼드 소형 폼 팩터 플러그형 28(QSFP-28), 소형 폼 팩터 플러그형 56 이중 밀도(SFP56-DD), 소형 폼 팩터 플러그형 112(SFP112) 및 소형 폼 팩터 플러그형 이중 밀도(SFP-DD) 폼 팩터를 사용합니다. 100G 트랜시버는 다음에 적합합니다.

  • 100G 포트를 갖춘 호스트 플랫폼

  • 100Gbps 데이터 전송 네트워크

  • 데이터센터 구축

100G 트랜시버는 더 높은 용량을 위해 다중 레인의 광 신호와 고급 변조 기술을 사용합니다. 이러한 트랜시버는 병렬 광학 또는 파장 멀티플렉싱과 같은 멀티플렉싱 기술을 사용하여 신호를 효율적으로 전송할 수 있으며, 많은 구현 방식이 파장 멀티플렉싱을 선호합니다.

100G 트랜시버는 일반적으로 각 레인이 25Gbps에서 작동하는 4레인 아키텍처를 특징으로 합니다. SFP-DD 및 SFP56-DD 트랜시버는 각 레인이 50Gbps에서 작동하는 2레인 아키텍처를 사용합니다. 100G 트랜시버는 NRZ-OOK(Non-Return to Zero) 또는 PAM4(Pulse Amplitude Modulation 4-level) 변조 방식을 사용합니다. PAM4 변조 방식은 더 적은 수의 레인과 광섬유로 100G 전송을 지원하는 기존 NRZ에 비해 레인당 데이터 속도를 두 배로 높일 수 있습니다.

100G 트랜시버는 다양한 전송 속도와 브레이크아웃 모드를 지원하여 다양한 네트워크 전송 요구 사항과의 호환성을 보장합니다. 설계 유연성을 통해 단일 물리적 트랜시버를 논리적으로 여러 개의 저속 이더넷 포트로 분할하여 다양한 구축 시나리오에 적응할 수 있습니다.

  • 1x100G - 트랜시버는 브레이크아웃 없이 단일 100G 포트로 작동합니다. 이 구성은 SFP56-DD, SFP-DD, 및 QSFP28 폼 팩터에서 지원됩니다.

  • 4x25G - 트랜시버는 4개의 개별 25G 포트로 분리될 수 있습니다. 트랜시버는 100G 전송을 각각 25G의 4개의 저속 레인 또는 포트로 분할할 수 있도록 지원하는 QSFP28 폼 팩터를 사용합니다.

  • 10x10G - 트랜시버는 10개의 개별 10G 포트로 분리될 수 있습니다. 트랜시버 모듈은 100G 전송을 10개의 저속 레인 또는 각각 10G의 포트로 분할할 수 있도록 지원하는 폼 팩터 CFP(C는 100의 로마 숫자를 나타냄)를 사용합니다.

참고:

SFP-DD 및 SFP56-DD 모듈은 단일 포트 구성에서 100G를 제공하며 브레이크아웃 모드를 지원하지 않습니다. 레인이 두 개(2×50G)뿐입니다.
참고:

특정 DAC(Direct Attach Copper) 및 AOC(Active Optical Cable) 어셈블리를 사용하면 2x50G 브레이크아웃이 가능합니다. 표준 100G 옵티컬 트랜시버는 2x50G 브레이크아웃을 지원하지 않습니다. 예외는 100G SR1P2 및 100G BXSR입니다.

100G 옵티컬 트랜시버 버전

전기 인터페이스 및 옵티컬 인터페이스 구성에 따라 다양한 100G 옵티컬 트랜시버 버전을 가질 수 있습니다.

전기 인터페이스

  • 단일 레인 전기 인터페이스(100GAUI-1)

    • 100GAUI-1 전기 인터페이스는 100G에서 작동하는 단일 고속 레인을 사용합니다.
    • 이러한 ASICs는 네이티브 100G 지원(PAM4 변조)을 위해 100G 직렬화기/디시리얼라이저(SerDes)를 사용합니다.
    • 100GAUI-1 인터페이스는 SFP112 모듈(사용 가능한 경우)과 함께 사용됩니다. 또한 단일 레인 100G QSFP28 모듈(DR1, FR1, LR1)에도 사용되며 호스트는 단일 100G 전기 레인을 제공합니다.

  • 2레인 전기 인터페이스(100GAUI-2)

    • 100GAUI-2 전기 인터페이스는 두 개의 고속 레인을 사용합니다.

    • 이러한 ASICs는 네이티브 100G 지원을 위해 50G SerDes를 사용합니다. 호스트와 플러그형 광학 장치 간의 2x50G 전기 인터페이스가 필요합니다.

    • 2레인 인터페이스는 SFP56-DD 및 SFP-DD 옵틱과 함께 사용됩니다.

  • 4레인 전기 인터페이스(100GAUI-4 및 CAUI-4)
    • 전기 인터페이스는 4개의 고속 레인을 사용합니다.
    • 이 ASICs는 네이티브 100G 지원을 위해 25G SerDes를 사용합니다. 호스트와 플러그형 광학 장치 간의 4x25G 전기 인터페이스가 필요합니다.
    • 4레인 인터페이스는 QSFP28 옵틱과 함께 사용됩니다.

    • 4레인 전기 인터페이스에는 두 가지 변형이 있습니다.

      • 100GAUI-4—KR4 FEC(Forward Error Correction)를 사용하는 최신 표준입니다. 100G SR4, ER4L 및 4WDM-40과 같은 광학은 100GAUI-4를 사용합니다.

      • CAUI-4—FEC를 사용하지 않는 레거시 표준입니다. 100G LR4와 같은 옵틱은 CAUI-4를 사용합니다.

  • 10레인 전기 인터페이스(CAUI-10)
    • CAUI-10 인터페이스에는 데이터 전송을 위해 10개의 전기 레인이 통합되어 있습니다.
    • 레거시 PFE ASICs 및 초기 100G 구현에서 지원됩니다.
    • 이러한 ASICs는 네이티브 100G 지원을 위해 10G SerDes를 사용합니다. 호스트와 플러그형 광학 장치 간의 10x10G 전기 인터페이스가 필요합니다.
    • 10레인 전기 인터페이스는 CFP 또는 CFP2 옵틱과 함께 사용됩니다.
표 1: 100G 전기 인터페이스
전기 인터페이스 레인 수 차선 속도 FEC 지원 폼 팩터 예제 옵틱
100GAUI-1(1x100G) 1 100G(PAM4) 예 QSFP28(단일 레인), SFP112(사용 가능한 경우) 단일 레인 100G 옵틱
100GAUI-2(2x50G) 2 50G(PAM4) 예 SFP56-DD, SFP-DD 100G-DR1, 100G-FR1, 100G-LR1
100GAUI-4(4x25G) 4 25G(NRZ) 예(KR4 FEC) QSFP28 100G-SR4, 100G-ER4L, 100G-CWDM4, 100G-4WDM-40
CAUI-4(4x25G) 4 25G(NRZ) 아니요 QSFP28 100G-LR4(레거시)
CAUI-10(10x10G) 10 10G(NRZ) 아니요 CFP, CFP2 100G-LR10, 100G-ER10(레거시)

옵티컬 인터페이스

  • 단일 레인 옵티컬 인터페이스(1x100G)
    • 단일 레인 옵티컬 인터페이스는 PAM4 변조와 함께 100Gbps에서 작동하는 단일 옵티컬 레인을 사용합니다.

    • 이 인터페이스에는 이중 LC 커넥터를 사용하는 이중 광섬유(송신 1개, 수신 1개)만 필요합니다.

    • 이 인터페이스는 DR1, FR1, LR1, ER1(단일 모드 광섬유의 경우 500m에서 40km)과 같은 여러 거리 범위에서 사용할 수 있습니다.
    • SFP56-DD, SFP-DD 및 QSFP28 폼 팩터에서 지원됩니다.

    • 브레이크아웃 케이블을 사용하여 400G 옵틱과 상호 운용이 가능합니다.

    • 주니퍼는 일반적으로 다음과 같은 단일 파장 100G 옵티컬 인터페이스를 지원합니다.

      • SDD-100G-DR(100G-DR1) - 단일 파장, SFP56-DD 또는 SFP-DD 폼 팩터를 사용하는 단일 모드 광섬유를 통해 500미터 도달.

      • QSFP-100G-DR(100G-DR1) - 단일 파장, 단일 모드 광섬유를 통한 500m 도달 거리.
      • QSFP-100G-FR(100G-FR1) - 단일 파장, 단일 모드 광섬유를 통한 2km 도달 거리.
      • QSFP-100G-LR(100G-LR1) - 단일 파장, 단일 모드 광섬유를 통한 10km 도달 거리.

  • 2레인 옵티컬 인터페이스(2x50G)

    • 2레인 옵티컬 인터페이스는 각각 50Gbps에서 작동하는 두 개의 옵티컬 레인을 사용합니다.

    • 이 설계는 다중 모드 광섬유 구축에 최적화되어 있습니다.

    • 광섬유 수는 4레인 솔루션에 비해 적습니다.

    • 주니퍼는 일반적으로 다음과 같은 2레인 100G 옵티컬 인터페이스를 지원합니다.

      • JNP-QSFP-100G-BXSR(QSFP28 폼 팩터) - 다중 모드 광섬유, 100m 도달 거리(OM4), 2개의 광섬유(듀플렉스 LC PC/UPC 커넥터)를 사용하여 양방향 전송.

      • QSFP-100G-SR1P2(QSFP28 폼 팩터) - 다중 모드 광섬유를 통한 2파장, 100m 도달(OM3, OM4. OM5)는 2개의 광섬유(이중 LC PC/UPC 커넥터)를 사용합니다.

  • 4레인 옵티컬 인터페이스(4x25G)

    • SR4 - 최대 도달 거리가 70m (OM3) 또는 100m (OM4)인 8개의 광섬유가 있는 병렬 다중 모드 케이블입니다. SR4는 데이터센터 환경 내에서 사용됩니다.
    • LR4 - 최대 10km 의 도달 범위를 가진 듀플렉스 단일 모드 광섬유.
    • ER4 - 최대 도달 거리가 40km 인 이중 단일 모드 광섬유.

    • CWDM4 - 파장 간격이 넓은 이중 단일 모드 광섬유를 사용하며 최대 도달 거리는 2km 입니다.

  • 10레인 옵티컬 인터페이스(10x10G)

    SR10 - 주로 20개의 광섬유(전송 10개, 수신 10개)의 다중 모드 광섬유를 사용하는 단거리 애플리케이션에 중점을 둡니다. 100G SR4 기술이 성숙해짐에 따라 SR10은 레거시 기술이 되었습니다.

    참고: 더 나은 성능을 제공하고 관련성을 유지하는 100G SR4 또는 LR4 옵틱으로 전환하는 것이 좋습니다.
표 2: 100G 옵티컬 인터페이스
옵티컬 인터페이스 레인 수 차선 속도 섬유 유형 커넥터 최대 도달 범위 옵틱(예)
1x100G(단일 레인) 1 100G(PAM4) 단일 모드 듀플렉스 LC 500m - 10km  DR1, FR1, LR1
2x50G(듀얼 레인) 2 50G 다중 모드 듀플렉스 LC 100 미터 SR1.2, BXSR
4x25G(쿼드 레인) 4 25G(NRZ) 다중 모드 또는 단일 모드 MPO-12(SR4) 또는 듀플렉스 LC(LR4, CWDM4) 70m에서 100m(SR4), 2km에서 10km(LR4, CWDM4), 40km(ER4) 텍스트. SR4, LR4, CWDM4, ER4
10x10G(10레인) 10 10G(NRZ) 다중 모드 MPO-24 100m에서 150m SR10(레거시)
참고:
  • 광섬유 수—단일 레인 및 2레인은 2개의 광섬유(듀플렉스)를 사용합니다. 4레인 SR4는 8개의 광섬유(병렬)를 사용합니다. 4레인 LR4/CWDM4는 2개의 광섬유(WDM)를 사용합니다. 10레인은 20개의 광섬유를 사용합니다.
  • 변조—단일 레인의 경우 PAM4, 2레인, 4레인 및 10레인의 경우 NRZ.
  • 파장 유형 - 단일 파장(DR1, SR4), WDM 멀티플렉싱(LR4, CWDM4), 양방향(BXSR, SR1.2).
표 3: 100G 광 트랜시버 사양 비교
속성 단일 레인(DR1/FR1/LR1) 2레인(SR1.2/BXSR) 4레인(SR4) 4레인(LR4/CWDM4/ER4) 10레인(SR10)
옵티컬 레인 1 2 4 4 10
옵티컬 레인 속도 100Gbps(PAM4) 각 50Gbps 각 25Gbps(NRZ) 각 25Gbps(NRZ) 각 10Gbps(NRZ)
기호 속도(보드) ~53.125GBd 레인당 ~26.5625GBd 레인당 ~25.78125GBd 레인당 ~25.78125GBd 레인당 ~10.3125GBd
전기 인터페이스 SFP-DD용 100GAUI-2(2x50G) 100GAUI-2(2x50G) 100GAUI-4(4x25G) 및 KR4 FEC

FEC가 없는 CAUI-4(4x25G)(LR4)

100GAUI-4(4x25G) 및 KR4 FEC(CWDM4, ER4L)

 FEC가 없는 CAUI-10(10x10G)
섬유 유형 단일 모드 다중 모드(OM3/OM4/OM5) 다중 모드(OM3/OM4) 단일 모드 다중 모드
섬유 수 2(듀플렉스) 2(듀플렉스) 8(4 Tx + 4 Rx) 2(듀플렉스) 20(10 Tx + 10 Rx)
커넥터 유형 듀플렉스 LC 듀플렉스 LC MPO-12(광섬유 8개 사용, 4개 미사용) 듀플렉스 LC MPO-24
파장 기술 단일 파장 양방향 병렬 광학 LAN WDM 병렬 광학
도달 범위

DR1—500m 

FR1—2km 

LR1—10km 

SR1.2 - 70m (OM3), 100m (OM4), 150m (OM5)

BXSR—100m (OM4)

70m (OM3)

100m (OM4)

LR4—10km 

ER4—40km 

ER4L—40km (FEC 포함) 또는 30km (FEC 제외)

100m (OM3)

150m (OM4)
폼 팩터 SFP56-DD, SFP-DD, QSFP28 QSFP28 QSFP28 QSFP28 CFP, CFP2
FEC 지원 예(RS-FEC) 예(RS-FEC) 예(전기의 경우 KR4 FEC, 광의 경우 RS-FEC)

LR4—아니요

ER4L - 예(KR4 FEC)

 아니요
브레이크아웃 지원 예(브레이크아웃 케이블을 사용하여 400G와 상호 운용 가능) 아니요 예(4x25G 브레이크아웃) 예(4x25G 브레이크아웃) 아니요
변조 PAM4 PAM4(옵티컬 레인) NRZ NRZ NRZ
IEEE 표준

IEEE 802.3cd-2018

IEEE 802.3-2022

IEEE 802.3cd-2018

IEEE 802.3ba-2010

IEEE 802.3bm-2015

IEEE 802.3ba-2010

IEEE 802.3bm-2015

IEEE 802.3ba-2010

변조 방법

PAM4(Pulse Amplitude Modulation 4-level) - PAM4는 100G 옵티컬 트랜시버에서 점점 더 많이 사용되는 4단계 변조 형식으로, 특히 데이터센터 상호 연결과 같이 도달 범위가 짧고 비용에 민감한 시나리오에서 더욱 그렇습니다. 4개의 진폭 수준 각각은 2비트의 데이터를 나타냅니다. 이 접근 방식은 더 빠른 광학 구성 요소 없이도 NRZ에 비해 레인당 데이터 속도를 효과적으로 두 배로 늘릴 수 있습니다. 그러나 PAM4는 인접한 신호 레벨 사이의 거리를 NRZ의 1/3으로 줄입니다. 이 접근 방식은 이론적 신호 대 잡음비(SNR) 페널티가 약 9.5dB(20 × log(1/3))입니다. 이러한 SNR 감소로 인해 링크 성능을 유지하려면 고급 디지털 신호 처리(DSP)와 강력한 FEC가 필요합니다.

NRZ-OOK(Non-Return-to-Zero On-Off Keying) 변조—NRZ는 많은 100G 옵티컬 트랜시버, 특히 레인당 25Gbps 또는 10Gbps에서 여러 레인이 있는 구현에서 사용되는 기본 바이너리 변조 형식입니다. NRZ 변조에서 바이너리 데이터는 두 개의 별개의 신호 레벨(고음과 낮음)으로 표시되며, 각 음반은 1비트(0 또는 1)에 해당합니다. 신호는 동일한 값의 연속 비트 사이에 0으로 돌아가지 않으므로 "non-return-to-zero"라고 합니다. NRZ는 두 신호 레벨 사이의 최대 분리로 인해 우수한 SNR 성능을 제공하며, 이는 더 긴 도달 거리 또는 더 낮은 복잡성의 100G 시스템에 적합합니다.

그림 1: PAM4와 NRZ-OOK 변조 Comparison of PAM4 and NRZ-OOK Modulation 의 비교

FEC는 신호 무결성을 지원하는 채널 코딩 기법입니다. FEC는 중복을 통해 데이터를 전송합니다. FEC는 특히 PAM4 변조를 사용할 때 100G 광통신에서 신호 무결성을 보장하는 데 필요합니다. FEC는 중복으로 데이터를 인코딩합니다. 이러한 중복성을 통해 수신기는 재전송 없이 오류를 감지하고 수정할 수 있습니다.

FEC는 FEC 알고리즘을 통해 구현됩니다. FEC 알고리즘은 특정 수학적 기술 또는 코딩 체계입니다. FEC 알고리즘은 재전송 없이 전송된 데이터의 오류를 감지하고 수정합니다. FEC 프로세스에는 다음 두 단계가 포함됩니다.

  • Tx 또는 송신기에서의 인코딩 - FEC 알고리즘은 원본 데이터를 처리하고 특정 수학적 규칙에 따라 중복 비트 또는 패리티 비트를 추가합니다. 그런 다음 시스템은 통신 채널을 통해 인코딩된 데이터를 전송합니다.

  • Rx 또는 수신기에서의 디코딩 - 수신기는 FEC 알고리즘을 사용하여 중복 비트를 포함하여 수신된 데이터를 분석합니다. 수신기가 오류를 감지하면 알고리즘은 중복을 기반으로 오류를 수정합니다.

FEC의 오류 수정 기능은 사용된 특정 알고리즘과 추가된 중복의 양에 따라 달라집니다. 100G 광 트랜시버의 경우 업계 표준화된 FEC 코드는 다음과 같습니다.

  • RS(528,514)—RS(528,514)는 NRZ-OOK 변조를 사용하는 구리 백플레인을 통한 100G에 대해 100GBASE-KR4로 표준화되었습니다. RS(528,514)는 종종 KR4 FEC라고 합니다.

  • RS(544, 514) 또는 FEC119—RS(544, 514)는 PAM4 변조를 사용하는 구리 백플레인을 통한 100G용 100GBASE-KP4로 표준화됩니다. RS(528,514)는 종종 KP4 FEC라고 합니다.

그림 2: 100G 옵틱 KP4 FEC in 100G Optics 의 KP4 FEC

100G 옵틱은 또한 다음 기술을 사용합니다.

  • DSP 기술 - 모든 100G 트랜시버가 고급 DSP 기술을 사용하는 것은 아닙니다. 많은 표준 100G 트랜시버, 특히 SR4와 같은 단거리 변형은 더 간단한 아날로그 처리에 의존합니다. DSP는 신호 무결성을 향상시키고 광섬유를 통해 특정 100G 트랜시버의 범위를 확장합니다. 기본 100G 옵티컬 트랜시버(예: CFP-100GBASE-SR10, CFP2-100GBASE-LR4 및 CFP2-100GBASE-ER4)는 일반적으로 더 간단한 아날로그 처리를 사용합니다. 100G 광학에서는 FFE(Feed-Forward Equalization), DFE(Decision Feedback Equalization), CDR(Clock Data Recovery) 등의 기능이 사용되어 전기 및 광 신호 모두에서 신호 무결성을 보장합니다. DSP에는 다음과 같은 여러 구성 요소가 포함됩니다.

    • SerDes - SerDes는 직렬 및 병렬 형식 간에 데이터를 변환하여 광학 장치 내에서 효율적이고 빠른 데이터 전송을 가능하게 합니다. SerDes 디바이스는 DSP와 긴밀히 협력하여 데이터 흐름 및 변환을 관리합니다.

    • FFE 및 DFE - FFE 및 DFE는 ISI(Inter-Symbol Interference)를 완화하고 신호 선명도를 향상시킵니다. FFE는 결정이 내려지기 전에 선형 왜곡을 해결합니다. DFE는 이전에 수신한 기호를 기반으로 오류를 수정하는 데 도움이 되며 동적으로 작동하여 전반적인 신호 품질을 향상시킵니다.

  • CDR—CDR은 데이터 신호에서 타이밍 정보를 추출하고 광 네트워크에서 정확한 데이터 검색 및 전송을 보장합니다.

트랜시버 목록, 사양 및 트랜시버에서 지원하는 디바이스 목록은 하드웨어 호환성 도구를 참조하십시오.

주요 특징

다음은 100G 트랜시버에 대한 주요 설계 고려 사항입니다.

  • 폼 팩터 - 주니퍼의 100G 옵티컬 트랜시버는 100Gbps 데이터 전송을 위한 다양한 전력, 열 및 포트 밀도 요구 사항을 충족하기 위해 여러 폼 팩터를 통합합니다. 주요 폼 팩터는 다음과 같습니다.

    • CFP(C 폼 팩터 플러그형)

    • CFP2(C 폼 팩터 플러그형 2)

    • QSFP-28(쿼드 소형 폼 팩터 플러그형 28)

    • SFP56-DD(소형 폼 팩터 플러그형 56 이중 밀도)

    • SFP-DD(소형 폼 팩터 플러그형 이중 밀도)

  • 광섬유 유형 및 도달 범위—광섬유 유형은 100G 트랜시버와 호환되는 광섬유 유형(단일 모드 또는 다중 모드)을 지정합니다. 도달 범위는 옵티컬 트랜시버에 대해 지원되는 최대 거리 또는 범위를 제공합니다. 이는 데이터센터 간, 데이터센터 내부, 장거리 네트워크 등과 같은 다양한 애플리케이션에 적합한 옵티컬 트랜시버를 선택하는 데 도움이 됩니다.

  • 레인 분포—IEEE 802.3ba는 레인 분포를 정의합니다. 레인 분배는 PCS에서 발생하며, 레인은 정확한 옵틱 유형에 따라 PMD에서 4개 또는 10개 레인으로 멀티플렉싱됩니다. 차선 분포 유형은 다음과 같습니다.

    • 단일 레인 - 단일 레인 구성에서는 전체 이더넷 신호가 하나의 옵티컬 레인 또는 채널을 통해 전달됩니다.

    • 다중 레인 - 다중 레인 분배는 이더넷 신호를 여러 개의 저속 레인으로 스트리핑하여 병렬 광 전송을 활용합니다. 저전송 속도 레인은 옵티컬 레인 또는 채널로 매핑됩니다. 그 결과 비트당 비용이 보다 최적화되고, 장애 지점과 인터페이스가 줄어들며, 전력과 발열이 감소합니다.

    100G 옵틱은 트랜시버 유형에 따라 레인당 10G 또는 25G의 레인 속도로 작동합니다. 하지만 브레이크아웃 기능을 갖춘 주니퍼의 100G 옵틱은 2x50G 구성을 제공하여 총 대역폭 활용도를 100G로 보장할 수 있습니다. 저속의 브레이크아웃 포트는 완전히 독립적이며 별도의 시간 도메인에서 실행될 수 있어 고밀도 애플리케이션을 지원합니다.

    그림 3: 4개의 파장을 4x25G Solution Using Four Wavelengths 사용하는 25x4G 솔루션

주니퍼 옵티컬 제품 번호

트랜시버, 케이블, 커넥터와 같은 주니퍼의 옵티컬 구성 요소는 명명 규칙을 따릅니다. 제품 이름의 각 요소는 사양에 해당합니다. 필요한 광학 구성 요소를 더 잘 이해하고 선택하는 데 도움이 됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

QSFP-100G-SR4-C

  • QSFP - 100G 옵틱의 맥락에서 QSFP는 QSFP-28을 나타내며 quad small form-factor pluggable-28의 약자입니다. 주니퍼 옵티컬 트랜시버의 접두사는 트랜시버 또는 케이블의 폼 팩터를 나타냅니다.

  • 100G - 트랜시버가 100Gbps 의 데이터 전송 속도를 지원할 수 있음을 나타냅니다.

  • SR4 - 100GBASE-SR4의 약자입니다. 이는 25Gbps의 병렬 레인 4개를 사용하여 단거리 애플리케이션(OM3 광섬유에서 최대 70미터, OM4 광섬유에서 최대 100미터)을 위해 다중 모드 광섬유를 통해 100Gbps 를 제공하는 특정 표준입니다.

  • C—기호 C는 SKU가 주니퍼의 공통 옵틱 포트폴리오에 속함을 나타냅니다.

참고:

제품 번호를 사용하여 주니퍼 옵티컬 케이블과 트랜시버를 구분할 수 있습니다. 예를 들어, QSFP-100G-DAC-50CM 및 SDD-100G-1M(주니퍼 케이블)은 제품 이름에 케이블 유형(DAC)과 거리 범위(50 센티미터 또는 1 미터)를 지정합니다.

100G(x4) 트랜시버 아키텍처

그림 4: 100G(X4) 트랜시버 아키텍처 100G (X4) Transceiver Architecture

업계 표준이며 가장 널리 배포된 100G 트랜시버용 설계는 호스트 측에 4레인 4x25G NRZ 전기 인터페이스(100GAUI-4)를 사용합니다. X4는 4레인 전기 인터페이스를 나타냅니다. 호스트 측은 스위치, 라우터 또는 기타 호스트 디바이스에 연결되는 트랜시버의 일부를 나타냅니다. 라인 측면에서 100G 트랜시버는 4레인 4x25G NRZ 옵티컬 인터페이스(100G-SR4)를 사용합니다. 라인 측은 파이버 케이블을 통해 네트워크로 데이터를 송수신하는 트랜시버의 일부를 나타냅니다.

이 아키텍처는 QSFP28과 같은 100G 트랜시버 폼 팩터에 사용됩니다. 다음은 100G 트랜시버 아키텍처의 다양한 구성 요소입니다.

  • 100G 플랫폼 - 100G 아키텍처를 지원하는 주니퍼 디바이스(스위치 또는 라우터)입니다.
  • 4x25Gbps 전기 - 스위치와 트랜시버 구성 요소 간의 전기 인터페이스. 4개의 개별 25Gbps 전기 레인을 통해 데이터를 전송할 수 있습니다.
  • 4x25Gbps 옵티컬 - 트랜시버와 네트워크 간의 옵티컬 인터페이스. 4개의 개별 25Gbps 옵티컬 레인을 통해 데이터를 전송할 수 있습니다.
  • DSP - 100G DSP는 4x25G 전기 레인과 4x25G 옵티컬 레인 간의 신호 컨디셔닝 및 변환을 수행합니다. NRZ는 레인당 25G의 안정적인 데이터 전송을 효과적으로 제공합니다. CDR은 지터를 줄이기 위해 수신 데이터의 타이밍을 다시 조정하는 역할을 합니다. DSP는 이퀄라이제이션, 오류 수정 및 기타 신호 처리 작업과 같은 기능을 처리합니다.
  • 드라이버 - 드라이버는 전기 신호를 증폭하는 전자 부품입니다. x4 트랜시버 아키텍처에는 4개의 드라이버가 있습니다. 각 운전자는 25G 차선에 해당합니다.
  • 직접 변조 레이저(DML) - 변조 레이저는 증폭된 전기 신호를 광 신호로 변환합니다. 여기에는 다중 모드 응용 프로그램용 VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers) 과 단일 모드 응용 프로그램용 DML이 포함됩니다.
  • TIA(Transimpedance Amplifiers) - TIA는 옵티컬 전송의 수신 엔드입니다. 포토다이오드의 전류 출력을 특정 전압 레벨로 변환합니다. 장거리 광통신에 일반적인 매우 낮은 신호 레벨로 작동할 수 있습니다.
  • 광검출기 - TIA와 함께 작동하여 광학 정보를 다시 전기적 형태로 변환합니다. 100G 트랜시버에 사용되는 포토다이오드 기술에 대한 자세한 내용은 100G 옵티컬 트랜시버의 포토다이오드 유형을 참조하십시오.

SR4 모듈과 같은 일부 100G 광 트랜시버는 각각 25G NRZ에서 실행되는 4개의 병렬 레인을 사용하여 전기 신호를 광 신호로 직접 변환합니다. 일부 100G 광 트랜시버는 파장 분할 다중화를 사용하여 4×25G 전기 레인을 다중화된 광 신호로 변환합니다. 예를 들어, LR4 모듈은 파장 분할 다중화를 사용하는데, 여기서 25G NRZ의 4개의 전기 레인이 단일 광섬유 쌍에 다중화된 4개의 광파장(1295.56nm , 1300.05nm , 1304.58nm , 1309.14nm )으로 변환됩니다. 이는 필요한 광섬유 수를 줄여 케이블 연결과 커넥터를 단순화합니다. 예를 들어, 4×25G 아키텍처는 4개의 레인에 8개의 광섬유가 필요하며 종종 MPO 커넥터 또는 다중 이중 LC 커넥터를 사용합니다. 그러나 파장 분할 멀티플렉싱을 사용하는 LR4와 같은 100G 모듈은 신호를 송수신하는 데 2개의 광섬유(1개의 이중 LC 커넥터)만 있으면 됩니다. 일부 100G 광 트랜시버는 광섬유 활용을 최적화하기 위해 기어박스 변환과 함께 양방향 전송을 사용합니다. 예를 들어, BiDi 100G-SR1.2 모듈은 4:2 기어박스를 사용하며, 여기서 25G NRZ의 4개의 전기 레인은 이중 LC 커넥터의 양방향 850nm 또는 910nm 파장을 사용하여 50G PAM4에서 2개의 광 레인으로 변환됩니다.

100G 옵티컬 트랜시버의 포토다이오드 유형

100G 광 트랜시버는 광 신호를 다시 전기 신호로 변환하기 위해 두 가지 유형의 포토다이오드를 사용합니다.

  • PIN(Positive-Intrinsic-Negative Photodiodes) - PIN 포토다이오드는 광 입력 전력 수준이 상대적으로 높은 단거리 및 중거리 100G 트랜시버에 사용됩니다. PIN 포토다이오드는 손상 임계값이 더 높으며 높은 입력 광 전력 수준에 적합합니다. 따라서 LR4, CWDM4, DR, FR1 및 LR1과 같은 PIN 포토다이오드가 있는 광학은 손상 위험 없이 연속으로 연결할 수 있습니다.

  • 애벌랜치 포토다이오드(APD) - APD는 매우 약한 광학 신호를 감지하도록 설계되었습니다. 이 제품은 최대 광학 감도가 중요한 장거리 100G 트랜시버에 사용됩니다. APD는 손상 임계값이 낮기 때문에 과도한 광 입력 전력으로 쉽게 손상될 수 있습니다. 이는 특히 짧은 저손실 광섬유 링크에 적용됩니다. ER4L, 4WDM40, ZR4 및 ER1-40과 같은 APD 포토다이오드가 있는 광학은 짧은 링크에 외부 광 감쇠기가 필요합니다. 감쇠기는 광 입력 전력이 손상 임계값 미만으로 유지되도록 하고 손상을 방지합니다.

포토다이오드 기술의 선택은 특히 광 전력 처리 및 링크 설계와 관련하여 운영에 중요한 영향을 미칩니다. 트랜시버를 구축하기 전에 항상 옵티컬 파워 레벨을 확인하십시오. 과도한 입력 전력은 포토다이오드, 특히 APD를 사용하는 포토다이오드를 손상시킬 수 있습니다. 단거리 전송에 사용되는 트랜시버는 더 높은 광 전력을 받습니다. 이 전력은 적절하게 감쇠되지 않으면 APD 트랜시버의 손상 임계값을 초과할 수 있습니다.

참고:

단거리 전송의 경우 PIN 기반 트랜시버를 권장합니다. 그러나 APD 기반 트랜시버를 사용하는 경우 적절한 광 감쇠기를 사용해야 합니다.