100G-Transceptores, conectores y aplicaciones Breakout

La tecnología 100G es una tecnología de transmisión de datos de red que permite velocidades de hasta 100 gigabits por segundo. Su velocidad es muy superior a la de la clase anterior, por lo que es suficiente para atender la creciente necesidad de ancho de banda en los centros de datos de las nubes, las telecomunicaciones y las redes dentro de las empresas. 100G opera en diferentes factores de forma y utiliza esquemas de modulación, haciendo uso de más de una longitud de onda o carriles de datos para alcanzar el ancho de banda previsto. Esto suele mitigarse mediante el uso de técnicas como la tecnología PAM4 (modulación de amplitud de pulsos con 4 niveles) o CWDM (multiplexación por división de longitud de onda gruesa).

Tipos de transceptores 100G

Existen principalmente distintos tipos de transceptores 100G, fabricados en función de las necesidades de distancia, fibra y tipo de red:

• 100GBASE-SR4: Utiliza fibra multimodo para corto alcance de hasta 100 metros, ideal para interconexiones de centros de datos.
• 100GBASE-LR4: Fibra monomodo, 10 km, mejor para enlaces intraurbanos más largos.
• 100GBASE-ER4: amplía el alcance hasta 40 kilómetros sobre fibra monomodo, utilizada en redes metropolitanas.
• 100GBASE-PSM4: Utiliza fibra monomodo paralela de hasta 500 metros, a menudo elegida para uso en centros de datos.
• 100GBASE-CWDM4: Utiliza la tecnología CWDM sobre fibra monomodo para distancias de hasta 2 km, con lo que equilibra con bastante eficacia el alcance con la ocupación de ancho de banda.

Aplicaciones comunes del Breakout 100G

En las aplicaciones breakout, ofrece la posibilidad de descomponer un único enlace de alta capacidad en varios de baja capacidad, lo que proporciona al gestor de red flexibilidad en su diseño y uso de la red. A continuación se describe un transceptor 100G y su potencial en escenarios de breakout.

• 100GBASE-SR4: Separación a 4 conexiones 25G, compatible con la conexión de servidores a conmutadores Top-of-Rack (ToR) en una LAN de centro de datos.
• 100GBASE-PSM4: Admite el desdoblamiento a 4x enlaces 25G en la agregación de tráfico de servidor y/o permitiendo la conexión a múltiples dispositivos a velocidades de 25G.
• 100GBASE-LR4 y CWDM4: De uso menos común, encuentra aplicaciones en las que se requiere su uso para el especialista de enlace en enlaces de menor velocidad en alcance extendido, ya que estos pueden descomponerse técnicamente en conexiones 4x 25G.

Es muy importante asegurarse de que, en las aplicaciones breakout, el transceptor, el dispositivo host, el cable breakout o el adaptador están diseñados para ser compatibles y cumplir los requisitos para mantener la señal y el rendimiento.

Las configuraciones de separación en el centro de datos son beneficiosas para optimizar la utilización de puertos en conmutadores y enrutadores, lo que permite un diseño de red eficiente y escalable.

Conectores compatibles con 100G

La elección de los conectores para aplicaciones 100G debe ser crítica, teniendo en cuenta la integridad de la señal, la facilidad de uso durante la conexión y el rendimiento general de la red. Los siguientes tipos de conectores son habituales en los transceptores 100G y sus sistemas de cableado:

• MTP/MPO: es un conector multifibra que admite varios recuentos de fibras y se utiliza normalmente con transceptores 100GBASE-SR4 y 100GBASE-PSM4. En particular, los conectores MTP/MPO funcionan mejor en sistemas de fibra muy densos, como los centros de datos, ya que permiten conectar de 8 a 12 fibras directamente para ayudar a los transceptores ópticos paralelos.
• LC (conector Lucent): LC es un conector de fibra óptica de factor de forma pequeño que se aplica tanto con fibra monomodo como multimodo. Generalmente, encuentran aplicaciones en transceptores 100GBASE-LR4, 100GBASE-ER4 y 100GBASE-CWDM4. El pequeño factor de forma del conector LC ofrece cualidades de alta densidad y un diseño compacto adecuado para entornos con limitaciones de espacio.
• SC (Conector de abonado o conector estándar): Los conectores SC se han utilizado ampliamente en redes de fibra óptica durante muchos años y, aunque son menos comunes en aplicaciones 100G en comparación con los conectores MTP/MPO y LC, proporcionan una conexión robusta y fiable
• Puertos QSFP28: QSFP28 (Quad Small Form Factor Pluggable 28) no es realmente un conector, sino un puerto que permite la inserción con transceptores 100G. Los puertos QSFP28 alojan transceptores con conectores LC o MTP/MPO, según el tipo de transceptor.

Cada tipo de conector responde a necesidades de red diferentes:

Conectores MTP/MPO: Este sería el más preferible para el centro de datos, ya que el conector MTP/MPO admite conexiones paralelas de corta distancia y gran ancho de banda que transportan transmisión paralela para 100G y superior.

Conectores LC: El conector LC será muy flexible y podrá cubrir todo tipo de aplicaciones 100G de corta a larga distancia con uno o dos canales ejecutados en configuraciones símplex o dúplex.

Conectores SC: El conector SC y su diseño a prueba de tirones ofrece una buena conexión para aquellas aplicaciones de red que pueden no requerir ni la densidad ni los últimos estándares de velocidad, aunque reciben el mismo nivel de robustez que se da en el diseño SC.

Transceptores 100G populares - Comparación

La siguiente tabla resume las diferencias entre algunos de los tipos más populares de transceptores 100G disponibles en el mercado;

Conclusión

La tecnología 100G ha sido uno de los principales hitos clave en la evolución de las capacidades de red para satisfacer la creciente demanda de mayor ancho de banda que plantean las modernas infraestructuras digitales. Desde transceptores ideales para la interconexión de centros de datos de corto alcance hasta los mayores transceptores de centros de datos para telecomunicaciones de largo alcance, permite personalizar las redes 100G para cualquier entorno de conectividad. Gracias a ellos, estas redes son más eficaces y potentes, ya que utilizan esquemas de modulación de última generación como PAM4 y tecnologías de multiplexación como CWDM y DWDM.
Las aplicaciones breakout también introducen flexibilidad en el diseño de la red, con lo que se consigue eficiencia en el uso de puertos y cables mediante estrategias de conexión flexibles. Teniendo en cuenta estas opciones de conectividad de puertos MTP/MPO, LC, SC e incluso QSFP28 como parte de la configuración, puede decirse que se trata de un sistema construido en torno a los niveles de rendimiento de la transferencia de datos de alta velocidad.