وحدة QSFP+40GBASE SR4 (ذات المدى القصير رباعية القنوات) هي وحدة SFP الأكثر استخدامًا بسرعة 40 جيجابت في الثانية في مراكز البيانات، وتُستخدم بشكل أساسي لنقل البيانات عبر الألياف متعددة الأنماط لمسافات قصيرة. وتتمثل ميزتها الأساسية في النقل المتوازي عبر أربع قنوات مستقلة بسرعة 10 جيجابت في الثانية، يتم تجميعها في النهاية لتوفير عرض نطاق ترددي إجمالي يبلغ 40 جيجابت في الثانية.
المواصفات الفنية
- تنسيق التغليف: QSFP+ (Quad Small Form factor Pluggable Plus).
- نوع الواجهة: MPO/MTP-12 (عادةً ما تستخدم 8 نوى، أي 4 أجهزة إرسال و 4 أجهزة استقبال).
- الطول الموجي المركزي: 850 نانومتر.
- فيبر نوعالألياف متعددة الأنماط (MMF).
- بعد انتقال: OM3-100 متر، OM4-150 متر
- استهلاك الطاقةيبلغ استهلاك الطاقة النموذجي أقل من 1.5 واط.
مبدأ العمل
يعتمد جهاز الإرسال والاستقبال MPO MTP QSFP+ 40GBASE SR4 على تقنية مصفوفة VCSEL (ليزر انبعاث السطح ذو التجويف الرأسي). يقوم بتحويل الإشارات الكهربائية إلى 4 إشارات ضوئية، كل منها بمعدل 10.3125 جيجابت في الثانية، ويرسلها بالتوازي عبر 4 قنوات من واجهة MPO UPC؛ ويتم تحويل الإشارة في طرف الاستقبال بواسطة مصفوفة كاشف ضوئي PIN.
سيناريوهات التطبيق الرئيسية لجهاز الإرسال والاستقبال QSFP+ 40Gbase SR4
يُستخدم جهاز الإرسال والاستقبال QSFP 40Gbase SR4 بشكل أساسي للربط البيني قصير المدى داخل مراكز البيانات (مراكز البيانات الداخلية)، مع سيناريوهات تطبيق محددة تشمل:
الربط البيني عالي النطاق الترددي بين المحولات (من محول إلى محول)
يُعد الربط عالي النطاق الترددي بين المحولات الاستخدام الأكثر شيوعًا. يمكنك إنشاء رابط بسرعة 40 جيجابت بين الطبقة الأساسية وطبقة التجميع، أو بين طبقة التجميع وطبقة الوصول (ToR/Leaf)، في مركز البيانات باستخدام كابلات الألياف الضوئية متعددة الأوضاع MPO.
تطبيق Breakout
باستخدام كابل تفرع الألياف MPO إلى 4xLC ، يمكننا تقسيم منفذ 40G إلى أربعة منافذ 10G مستقلة.
- سيناريوقم بتوصيل مفتاح أساسي واحد بسرعة 40 جيجابت بأربعة خوادم أو مفاتيح وصول باستخدام شنومكسغ سفب + الموانئ.
- المزايا: يحسن بشكل كبير كثافة منافذ الجهاز ويقلل تكاليف الأسلاك لكل وحدة عرض نطاق ترددي.
وصول عالي السرعة بين الخوادم ووحدات التخزين
للحوسبة عالية الأداء (HPC) أو شبكات التخزين واسعة النطاق (SAN)، قم بتوصيل الخوادم المتطورة أو مصفوفات التخزين الفلاشية بالكامل مباشرةً بمحولات 40G عبر أجهزة الإرسال والاستقبال SR4 للتخلص من اختناقات النطاق الترددي. التوصيل والتشغيل، قابل للاستبدال أثناء التشغيل، لا حاجة لأي إعدادات.
شبكة العمود الفقري للحرم الجامعي
إذا كانت مسافة التوصيل بين الطوابق المختلفة لنفس المبنى في حدود 100 إلى 150 مترًا (باستخدام ألياف OM3/OM4)، فإن 40GBASE SR4 هو الحل الأكثر اقتصادية لـ 40G.
هل وحدة ESR4 هي جهاز إرسال واستقبال SR4؟
وحدة QSFP 40G ESR4 (المدى القصير المحسن 4) البصرية المحسّنة ليست وحدة SR4 (المدى القصير 4) القياسية، بل هي نسخة عالية الطاقة وطويلة المدى من جهاز الإرسال والاستقبال 40G QSFP+ SR4 . على الرغم من أن كليهما يستخدم أليافًا متعددة الأنماط وواجهات MPO/MTP، إلا أن ESR4 عادةً ما تكون نسخة محسّنة من SR4، مما يُحسّن جودة الليزر وحساسية جهاز الاستقبال، ويدعم الإرسال لمسافات أطول بمعدلات عالية (مثل 40G/100G 300-400 متر، وهو أعلى من 100-150 متر لجهاز SR4 القياسي).
الميزات الرئيسية:
- متوافقة تماما: يستخدم كل من جهاز الإرسال والاستقبال ESR4 و SR4 نفس واجهة MPO-12 ونفس الشكل (على سبيل المثال، 40G QSFP + or 100G QSFP28يُعدّ هذا الجهاز بديلاً مباشراً وسهل التركيب، ولا يتطلب أي تعديل على كابلات الألياف الضوئية متعددة الأنماط الموجودة. ومع ذلك، يتميز جهاز ESR4 بأداء فائق في استهلاك الطاقة ومسافة الإرسال مع ألياف OM4 متعددة الأنماط.
- سيناريوهات قابلة للتطبيق: يُعدّ جهاز 40G SR4 مناسبًا عادةً للوصلات البينية داخل غرف خوادم مراكز البيانات الصغيرة. ولكن إذا تجاوزت المسافة بين الرفوف داخل مركز البيانات 150 مترًا، ولم تكن الميزانية كافية لاستخدام الألياف أحادية الوضع (40GBASE PSM4 أو جهاز الإرسال والاستقبال LR4)، 40GBASE ESR4 هو الحل الأمثل.
- دعم الاختراقعلى غرار جهاز QSFP SR4، يدعم جهاز 40GBASE ESR4 تقسيم المنافذ. باستخدام كابل تفرع ألياف ضوئية من نوع MPO إلى 4xLC، يمكن تقسيم منفذ 40G واحد إلى أربعة منافذ. 10G SFP-SR (أو منافذ SFP-ESR المحسّنة بسرعة 10 جيجابت).
مقارنة بين جهاز الإرسال والاستقبال ESR4 و SR4
| نموذج جهاز الإرسال والاستقبال | OM3 بعد انتقال | OM4 بعد انتقال | نوع من الألياف | نوع واجهة |
| SR4 (نوع قياسي) | 100 م | 150 م | متعدد الأوضاع 850 نانومتر | MPO / MTP |
| ESR4 (نوع محسن) | 300 م | 400 م | متعدد الأوضاع 850 نانومتر | MPO / MTP |
خاتمة
بالمقارنة مع وحدة الألياف أحادية الوضع لمسافات طويلة، فإن جهاز الإرسال والاستقبال QSFP+ 40GBASE SR4 يولد حرارة أقل ويستهلك طاقة أقل، وهو أرخص وحدة SFP بسرعة 40 جيجابت بين جميع أجهزة الإرسال والاستقبال QSFP+، لذلك يتم استخدامه على نطاق واسع في الكابلات داخل خزائن مراكز البيانات.
عند اختيار الوحدات البصرية، يرجى مراعاة النقاط التالية:
- متطلبات القطبية: في سيناريوهات الاتصال المباشر بسرعة 40 جيجابت في الثانية، كابل توصيل متقاطع من نوع MPO B عادة ما تكون مطلوبة لضمان تطابق الإرسال والاستقبال.
- جهاز مراقبة التشخيص الرقمي (DDM/DOM)الأكثر شيوعًا وحدات SR40 سعة 4 جيجابايت يدعم المراقبة الآنية للطاقة الضوئية ودرجة الحرارة والجهد.
- التوافق: يتبع 40G SR4 معيار IEEE 802.3ba وهو متوافق عادةً مع مختلف العلامات التجارية لمنافذ 40G، ولكن يجب التأكد مما إذا كان المحول يحتوي على قفل علامة تجارية محددة.
الأسئلة الشائعة
هل 40 جيجا بايت SR4 هل تستخدم الوحدة واجهة MPO أم واجهة LC؟
تستخدم وحدة 40GBASE SR4 واجهة MPO (عادةً موصل MPO 12). يتم الإرسال بالتوازي عبر ألياف متعددة الأوضاع ذات 8 نوى (4 نوى للإرسال و4 نوى للاستقبال)، لذا لا يمكنها استخدام موصلات LC مزدوجة.
هل يستخدم جهاز الإرسال والاستقبال QSFP+ أليافًا أحادية النمط أم متعددة الأنماط؟
يستخدم جهاز الإرسال والاستقبال QSFP+ ليزرًا ذا تجويف رأسي باعث للضوء على السطح (VCSEL) بطول موجي 850 نانومتر، ولا يمكنه العمل على الألياف أحادية النمط. ويُستخدم عادةً مع الألياف متعددة الأنماط OM3 وOM4.
ما هي أقصى مسافة يمكن أن تصل إليها وحدة QSFP+ بسرعة 40 جيجابت في الثانية؟
يمكن لوحدة QSFP+ البصرية 40G أن تنقل ما يصل إلى 100 متر عبر ألياف OM3، وما يصل إلى 150 متر عبر ألياف OM4 أو OM5 (على الرغم من أن OM5 مُحسَّن لتقسيم الطول الموجي، إلا أنه يعمل بشكل مشابه لـ OM4 في تطبيقات SR4 أحادية الطول الموجي).
إذا تجاوزت مسافة الربط الحالية 400 متر، فهل لا يزال من الممكن استخدام جهاز الإرسال والاستقبال 40G QSFP+ MPO SR4؟
أوصى يينغدا بوحدات الألياف أحادية الوضع مثل جهاز الإرسال والاستقبال QSFP 40G PSM4 LR.
ما هي وحدة QSFP 40G الموصى بها إذا كانت مسافة الربط تتراوح بين 300 متر و 2 كيلومتر؟
توصي شركة Yingda باستخدام وحدة QSFP-400G-ESR4 البصرية أو وحدة 40GBASE PSM4 البصرية لنقل الإشارة لهذه المسافة.
