数据中心100G主流应用技术分析与市场预测（中）

罗森伯格亚太电子有限公司：孙慧永

　　三，数据中心100G 主流应用模型与特点

　　当前市场中可以实现100G应用的接口技术种类已经非常丰富，对于数据中心的实际而言，大部分数据中心的连接点之间距离不超过500米，除非超大型数据中心的园区主干可能会有部分超过500米。笔者根据自己的经验，从现在的大量100G接口模型中选择了最有可能应用于数据中心的4个模型的特点来作进一步的分析，供即将需部署100G的用户作参考。

　　模型1 ：100GBase-SR4 , 此应用模型符合新的标准IEEE802.3bm,该标准已经于2015年正式发布。采用8芯多模光纤组成的4个通道并行传输。多模OM3与OM4光纤均支持100G应用，接口采用12芯MPO接口，其中中间4四芯光纤不启用，每个通道支持25G，传输模型与IEEE802.3ba中40GBase-SR4完全一致，收发器采用QSFP28，具体通道与接口如下图3所示：

　　图3 100G Base-SR4传输模型与接口

　　100GBase-SR4的总体特点：接口模型与40GBase-SR4是完全一致，与QSFP28的光模块上采用MTP/MPO光纤连接器进行对接。原MTP/MPO的物理光纤链路可以直接升级为100G应用。本模型可采用常规OM3与OM4多模光纤分别支持100G应用70米与100米的距离。

　　值得关注的是，目前已经有部分主流光收发器厂家在推动100GBase-eSR4，主要是加大发光功率以增加传输距离，100GBase-eSR4有望在基于OM4光纤的基础上达到200米的传输距离以达到绝大部分数据中心主干应用长度覆盖范围, eSR4将解决并行多模光纤传输距离的瓶颈，很大程度提升了SR4光接口的可用性。

　　模型2 ：100GBase-SWDM4 ，SWDM (Short Wavelength Division Multiplexing)是指短波段波分复用技术，在一芯多模光纤上传输4个波段的光信号。多模光纤中四个波段的窗口分别是850nm,880nm,910nm以及940nm。波分复用的原理与单模上的CWDM类似，而SWDM是首次将波分复用技术应用多模光纤短波段上，可以参考下图4传输原理的模型。

　　图4：100G Base-SWDM4传输原理

　　传统OM3及OM4的多模光纤的主要传输窗口定义在850nm, 而如果采用SWDM技术则需要有四个窗口传输光信号，四个波段光源仍采用性价比高的VCSEL垂直腔面发射激光器。为了提高整体的带宽，新一代多模光纤WBMMF(Wideband Multimode Fiber)的带宽将有了新的提升，带宽性能最高点处于大约在880nm波段附近且最高带宽点高于传统OM4多模光纤，参考下图5关于传统多模OM4光纤与WBMMF光纤的带宽对比图。

　　图5： Source from OFS

　　WBMMF同样也是50/125um的规格，目前TIA-42工作组已经正在制定新的行业标准，新的WBMMF光纤标准为TIA-492AAAE，该标准有望在2016年下半年正式发行。WBMMF可以与常规OM3及OM4光纤向下兼容。 SWDM技术同样可以采用OM4光纤作为传输介质，只是传输距离要作相应的缩减。目前SWDM非完全公开技术，是由SWDM联盟的几家成员公司在推动，该联盟主要以网络设备厂家以及光模块设备厂家为主，基于SWDM 100G的光模块将优先采用小型化接口QSFP28以支持交换机面板更高的密度。

　　100GBase-SWDM4的总体特点：SWDM4的QSFP28光模块上光纤接口采用多模双工LC接口仅需要2芯光纤。采用WBMMF光纤可以支持100G距离达到300米，即便采用常用OM4光纤，也可以支持100G达到至少100米的距离。相比SR4模型，SWDM4多模光纤数量只需要25%的光纤量。

　　模型3 ：100GBase-PSM4

　　100GBase-PSM4的总体特点：采用单模光纤并行传输的模式，每个100G模型采用8芯单模光纤共构成4个独立的通道，每通传输25G数据。接口采用12芯MPO接口，其中MPO接口的中间4芯光纤不启用，每个通道支持25G，光纤传输模型类似100GBase-SR4，最大的差别是PSM4采用单模光纤作为传输介质，采用激光光源1310窗口，收发器同样采用小型化接口QSFP28，连接器采用MTP/MPO单模APC，如下图6所示。

　　图6，100G Base-PSM4传输模型

　　100GBase-PSM4的总体特点：采用QSFP28的接口，使用单模MTP/MPO光纤连接器进行对接。本模型可采用常规OS2单模光纤可以支持距离达到500米，在这个距离范围内PSM4模型的整体价格才具有一定的竞争力。目前100GBase-PSM4还未得到IEEE标准化组织的承认，主要由PSM4 MSA联盟在进行推广中。

　　模型4 ：100GBase-CWDM4

　　100GBase-CWDM4是基于单模粗波分复用技术的100G传输模型，光纤收发器采用单模激光光源，采用LC双工接口，每芯光纤上支持4个长波段的信号传输，这4个发射窗口分别是1271nm,1291nm,1311nm,1331nm，每个波段传输25G。光纤收发器也是采用QSFP28小型化收发器，与传统单模10KM及以上的高昂的收发器成本不同，100GBase-CWDM4基于2KM长度的光收发器的成本具有一定的价格竞争力，传输接口模型如下图7所示。

　　图7，100G Base-CWDM4传输模型

　　100GBase-CWDM4的总体特点：基于单模光纤的粗波分复用技术上已经比较成熟，但这种应用模式还未被标准化组织IEEE正式批准，目前由CWDM4 MSA进行技术标准的统一与市场推广。

　　4 个模型的统一比较表： 以下将上述的4种100G技术类型作表格如下。