Guide complet des émetteurs-récepteurs LC SMF Simplex 100G BIDI QSFP28

La demande d'émetteurs-récepteurs optiques haut débit, économiques et économes en fibre optique a explosé avec la croissance des centres de données, des télécommunications et des réseaux 5G. L'émetteur-récepteur 100G BIDI QSFP28 (Bidirectional Quad Small Form-Factor Pluggable 28) est une solution exceptionnelle, permettant la transmission 100 Gigabit Ethernet (100 GbE) sur fibre monomode (SMF) avec un connecteur LC simplex. Grâce à la transmission bidirectionnelle, il réduit l'utilisation de la fibre de 50 % par rapport aux systèmes duplex traditionnels.

Qu'est-ce qu'un émetteur-récepteur BIDI QSFP100 28G ?

Le 100G BIDI QSFP28 est un émetteur-récepteur optique hautes performances conçu pour les applications 100 Gigabit Ethernet (100GbE). Contrairement aux émetteurs-récepteurs traditionnels qui nécessitent deux fibres (une pour l'émission et l'autre pour la réception), le 100G BIDI QSFP28 utilise la technologie bidirectionnelle pour transmettre et recevoir des données sur un seul brin SMF à différentes longueurs d'onde. Ce multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM) fonctionne généralement à des longueurs d'onde telles que 1271 nm/1331 nm, 1291 nm/1311 nm ou 1304 nm/1309 nm, selon le module et les exigences de distance. L'utilisation d'un connecteur LC simplex confère au 100G BIDI QSFP28 une grande efficacité, réduisant les coûts d'infrastructure fibre jusqu'à 50 % par rapport aux systèmes LC duplex. Ceci est particulièrement utile dans les environnements aux ressources fibre limitées, tels que les centres de données, les réseaux métropolitains et les applications fronthaul 5G. L'émetteur-récepteur est conforme aux normes QSFP28 Multi-Source Agreement (MSA), IEEE 802.3bm et ITU-T, garantissant ainsi sa compatibilité avec les principaux fournisseurs tels que Cisco, Juniper et Arista. Il prend également en charge la surveillance diagnostique numérique (DDM) pour un suivi des performances en temps réel et intègre la correction d'erreur directe (FEC) pour une transmission de données fiable, notamment sur de longues distances.

Principales caractéristiques des émetteurs-récepteurs BIDI QSFP100 28G

Le 100G BIDI QSFP28 offre une gamme de fonctionnalités qui le rendent idéal pour les applications à haut débit et longue distance :

Transmission bidirectionnelle : utilise un seul brin SMF pour les données en amont et en aval, doublant ainsi la capacité de la fibre.

Connecteur LC Simplex : simplifie le câblage et réduit les coûts d'infrastructure.

Débit de données élevé : prend en charge Ethernet 100 Gbit/s avec des débits de ligne de 103.125 Gbit/s (ou 111.81 Gbit/s pour OTU4 dans certains modules).

Options de portée multiples : disponibles pour des distances de 10 km, 20 km, 30 km, 40 km, 70 km et 80 km, répondant à diverses exigences de réseau.

Faible consommation d'énergie : consomme généralement moins de 4.5 W à 6.5 W, selon le modèle et la distance.

Correction d'erreur directe (FEC) : de nombreux modules, en particulier pour les portées plus longues, nécessitent une FEC (par exemple, KR4 ou RS (544,514)) pour garantir l'intégrité du signal.

Flexibilité de longueur d'onde : fonctionne sur des paires de longueurs d'onde spécifiques (par exemple, 1271 nm/1331 nm pour 10 km, 1304 nm/1309 nm pour 40 km) pour prendre en charge la communication bidirectionnelle.

Large compatibilité : conforme aux normes IEEE 802.3bm, ITU-T G.959.1 et QSFP28 MSA, garantissant l'interopérabilité avec les principaux fournisseurs tels que Cisco, Juniper et Arista.

Correction d'erreur directe (FEC) dans le QSFP100 BIDI 28G

La correction d'erreur directe (FEC) est une fonctionnalité essentielle des émetteurs-récepteurs optiques haut débit comme le QSFP100 BIDI 28G, car elle corrige les erreurs binaires causées par la dégradation du signal sur de longues distances ou dans des environnements bruyants. La FEC ajoute des données redondantes au signal transmis, permettant au récepteur de détecter et de corriger les erreurs sans retransmission. Dans les modules QSFP100 BIDI 28G, les exigences de FEC varient selon la distance de transmission en raison des différences de budget optique, de rapport signal/bruit et de formats de modulation (par exemple, NRZ pour les portées courtes, PAM4 pour les portées longues). Nous détaillons ci-dessous les exigences de FEC pour chaque distance.

Le tableau suivant résume les exigences et recommandations FEC pour les émetteurs-récepteurs BIDI QSFP100 28G sur différentes distances :

Tarifs Distance	Type de module	Exigence FEC	Recommandation
10km	PAM4	Non obligatoire, recommandé	Activez RS-FEC pour une stabilité améliorée, en particulier dans les environnements de fibre complexes.
20km	PAM4	Recommandé, obligatoire pour PAM4	Activez RS-FEC pour garantir les performances, en particulier avec la modulation PAM4.
30km	PAM4	Généralement requis, obligatoire pour PAM4	Activez RS-FEC pour maintenir l’intégrité du signal.
40km	PAM4	Obligatoire	Activez RS-FEC pour une transmission fiable sur 40 km.
70km	LWDM4	Obligatoire	Activez RS-FEC pour prendre en charge les liaisons ultra-longue distance.
80km	LWDM4	Obligatoire	Activez RS-FEC pour garantir une transmission sans erreur.

Recommandations et meilleures pratiques de la FEC

Courtes distances (10 km, 20 km) : Privilégiez l'activation du FEC pour garantir la stabilité, notamment pour les modules PAM4 ou dans les environnements à forte dispersion ou bruit. Le RS-FEC améliore la fiabilité de la liaison sans surcharge significative.

Distances moyennes à longues (30 km et plus) : la technologie FEC est obligatoire en raison de la dégradation accrue du signal. Les commutateurs doivent prendre en charge la technologie RS-FEC pour atteindre la portée spécifiée.

Vérification de compatibilité : vérifiez la fiche technique du module (FiberMall) et changez de micrologiciel pour confirmer la prise en charge des formats FEC et de modulation requis (NRZ ou PAM4).

Tests de déploiement : utilisez des wattmètres optiques et des données DDM pour vérifier les performances de la liaison et évaluer l'efficacité du FEC dans des conditions réelles.

Distances de transmission et applications

Le QSFP100 BIDI 28G est disponible en plusieurs variantes pour prendre en charge différentes distances de transmission, chacune adaptée à des cas d'utilisation spécifiques. Nous explorons ci-dessous les spécifications et les applications pour chaque distance :

1. 10km : 100G BIDI QSFP28 10km

Longueurs d'onde : généralement 1271 nm/1331 nm.

Budget optique : environ 6 à 8 dB.

Exigence FEC : Facultatif, selon la plateforme hôte.

Applications : Idéal pour les interconnexions de centres de données à courte portée, les réseaux d'entreprise et les backbones de campus. Le QSFP10 BIDI 100 G de 28 km est idéal pour les environnements où les ressources en fibre optique sont limitées, mais où une connectivité haut débit est essentielle.

• 20 km : 100 G BIDI QSFP28

Longueurs d'onde : généralement 1291 nm/1311 nm ou 1280 nm/1310 nm.

Budget optique : environ 10 à 12 dB.

Exigence FEC : nécessite généralement RS FEC pour des performances stables.

Applications : Convient aux réseaux métropolitains, au fronthaul 5G et aux interconnexions de centres de données régionaux. Le QSFP20 BIDI 100G de 28 km prend en charge des liaisons intra-urbaines plus longues tout en maintenant une rentabilité optimale.

• 30 km : 100 G BIDI QSFP28

Longueurs d'onde : Souvent 1304 nm/1309 nm.

Budget optique : environ 13 à 14.7 dB (OMA).

Exigence FEC : Nécessite RS (544,514) FEC pour une portée complète ; sans FEC, la distance peut être limitée.

Applications : Utilisé dans les interconnexions de centres de données longue distance, les réseaux d'entreprise et les applications de télécommunications. Le QSFP30 BIDI 100 G de 28 km est conçu pour les scénarios exigeant des performances robustes sur de longues distances.

• 40 km : 100 G BIDI QSFP28 40 km

Longueurs d'onde : généralement 1304.58 nm/1309.14 nm.

Budget optique : environ 17.6 à 18.5 dB.

Exigence FEC : Nécessite KR4 ou RS FEC pour une portée complète de 40 km ; sans FEC, la portée est d'environ 30 km.

Applications : Idéal pour les réseaux métropolitains longue portée, les centres de données régionaux et les dorsales d'entreprise haute capacité. Le QSFP40 BIDI 100G de 28 km est une solution économique pour une connectivité monofibre étendue.

• 70 km : 100 G BIDI QSFP28 70 km

Longueurs d'onde : généralement 1295.56 nm/1300.05 nm ou 1304.58 nm/1309.14 nm.

Budget optique : environ 20 à 24 dB.

Exigence FEC : nécessite KR4 FEC pour des performances stables.

Applications : Conçu pour les applications ultra-longue distance, telles que les réseaux de télécommunications régionaux et la connectivité entre centres de données. Le QSFP70 BIDI 100 G de 28 km prend en charge les liaisons haute capacité dans les environnements où la fibre est rare.

• 80 km : 100 G BIDI QSFP28 80 km

Longueurs d'onde : Souvent 1273 nm/1310 nm ou 1295.56 nm/1309.14 nm.

Budget optique : jusqu'à 24 dB.

Exigence FEC : nécessite KR4 FEC pour une portée complète ; certains modules utilisent des récepteurs SOA+PIN pour une sensibilité améliorée.

Applications : Adapté aux réseaux de télécommunications longue distance, aux centres de données hyperscale et aux dorsales des fournisseurs de services. Le QSFP80 BIDI 100G de 28 km est la solution idéale pour optimiser l'efficacité de la fibre sur de longues distances.

Informations techniques : Fonctionnement du QSFP100 BIDI 28 G

Le QSFP100 BIDI 28G exploite des technologies optiques avancées pour une transmission bidirectionnelle. Voici son principe de fonctionnement :

Technologie WDM : l'émetteur-récepteur utilise la technologie WDM pour transmettre et recevoir des signaux sur différentes longueurs d'onde sur une même fibre. Par exemple, un module de 10 km peut transmettre à 1271 1331 nm et recevoir à 40 1304.58 nm, tandis qu'un module de 1309.14 km utilise XNUMX XNUMX nm/XNUMX XNUMX nm.

Modulation PAM4 vs. NRZ : Pour les longues distances (par exemple, 30 km et plus), de nombreux modules QSFP100 BIDI 28 G utilisent la modulation d'amplitude d'impulsions à 4 niveaux (PAM4) pour atteindre des débits de données plus élevés sur un seul canal optique. Sur des distances plus courtes (10 km, 20 km), la modulation NRZ (non-retour à zéro) peut être utilisée pour assurer la compatibilité avec les commutateurs existants.

Récepteurs EML et PIN : des lasers modulés par électro-absorption (EML) hautes performances sont utilisés pour la transmission, tandis que les photodiodes PIN ou les récepteurs SOA+PIN garantissent une sensibilité élevée pour les applications longue distance.

Intégration FEC : la correction d'erreur directe (FEC) est essentielle pour les portées plus longues (30 à 80 km) afin de corriger les erreurs de signal et de garantir une transmission de données fiable.

Avantages des émetteurs-récepteurs BIDI QSFP100 28G

Le 100G QSFP28 BIDI offre des avantages significatifs pour les réseaux modernes :

Efficacité de la fibre : en utilisant une seule fibre pour la communication bidirectionnelle, elle réduit les coûts de câblage et maximise l'infrastructure existante.

Économies de coûts : élimine le besoin de brins de fibre supplémentaires, réduisant ainsi les dépenses de déploiement et de maintenance.

Évolutivité : prend en charge les déploiements haute densité dans les centres de données et les réseaux de télécommunications, permettant aux opérateurs de faire évoluer la bande passante sans mises à niveau importantes de l'infrastructure.

Polyvalence : Disponible pour plusieurs distances (10 km à 80 km), ce qui le rend adapté à diverses applications, des centres de données à courte portée aux télécommunications longue distance.

Interopérabilité : Compatible avec les équipements des principaux fournisseurs, garantissant une intégration transparente dans les réseaux existants.

Efficacité énergétique : une faible consommation d'énergie (généralement < 5 W pour les portées plus courtes, < 6.5 W pour 80 km) prend en charge les initiatives de centres de données écologiques.

Applications des émetteurs-récepteurs BIDI QSFP100 28G

Le 100G QSFP28 BIDI est déployé dans divers secteurs et scénarios :

Centres de données : facilitent les interconnexions à haut débit entre les serveurs, les commutateurs et les routeurs, en particulier dans les environnements hyperscale avec une disponibilité limitée de la fibre.

Réseaux métropolitains : prend en charge la connectivité intra-urbaine pour les entreprises et les fournisseurs de services, offrant des solutions rentables pour les liaisons de 20 à 40 km.

Fronthaul 5G : répond aux exigences de bande passante élevée et de faible latence des réseaux 5G, en particulier pour les liaisons fronthaul de 10 à 30 km.

Réseaux de télécommunications : Permet une connectivité longue distance (70 km à 80 km) pour les réseaux dorsaux régionaux et nationaux.

Réseaux d'entreprise : fournit des liaisons haute capacité pour les réseaux de campus et d'entreprise, prenant en charge les initiatives de transformation numérique.

Conclusion

L'émetteur-récepteur 100G BIDI QSFP28 Simplex LC SMF est une solution révolutionnaire pour les réseaux haut débit et performants en fibre optique. Compatible avec des distances de 10 à 80 km, il est adapté aux centres de données, aux réseaux métropolitains, au fronthaul 5G et aux télécommunications longue distance. Les exigences FEC varient d'optionnelles (10 km) à obligatoires (30 à 80 km), garantissant des performances fiables. Grâce au WDM bidirectionnel, le 100G BIDI QSFP28 optimise l'utilisation de la fibre, réduit les coûts et prend en charge les réseaux évolutifs.