QSFP28 から SFP28 へのアダプタ: 包括的なガイド

2024 年 9 月 18 日

キャサリン

光通信エンジニア

当学校区の QSFP28 から SFP28 へのアダプター は、さまざまな形状のデバイス間の接続を作成するのに役立つ、現代のデータセンターネットワークに不可欠な部分です。より広いチャネル（より高い帯域幅）を介してより多くの情報を迅速に（つまり、より低いレイテンシで）送信する必要があるため、ハードウェアの変更能力はますます重要になります。この記事は、読者に QSFP28 および SFP28 アダプタの完全な理解を提供し、その機能、機能、および SFP28 アダプタコンバータモジュールの使用例を含めます。IT 業界で働いていて、インフラストラクチャを最適化したい場合、または理解を深めることができるハイテクに興味がある場合、この記事には、ネットワーク内でそれらを効果的に使用するために必要なすべての知識が含まれています。

QSFP28 アダプタとは何ですか?

QSFP28 フォームファクタを理解する

QSFP100 (Quad Small Form-factor Pluggable 40) は、光ファイバーで最大 28 Gbps、銅線で最大 28 Gbps のデータ速度をサポートするコンパクトで高密度の光トランシーバーです。それぞれが 25 つの独立したチャネルで構成され、それぞれが 100 Gbps で送信できます。このフォームファクタにより、28 つのモジュール内で合計 XNUMX Gbps の帯域幅が実現します。QSFPXNUMX は小型であるため、データセンターのスペースの有効活用、高性能コンピューティングを活用したクラウドコンピューティングやエンタープライズネットワーキング環境に最適です。さらに、QSFP28 コネクタは、SFP28 や QSFP+ などの既存のモジュールとの相互接続を可能にすることで、ネットワーク設計の汎用性と拡張性を高めます。

QSFP28 から SFP28 へのアダプタを使用する主な利点

QSFP28からSFP28へアダプタはネットワークに多くの利点があるインフラストラクチャ。まず、高速 QSFP28 モジュールを既存の SFP28 ポートに簡単に統合できるため、組織は既存のものを活用しながら、より高い帯域幅に移行できます。この下位互換性により、まったく新しいセットアップを必要とせずに継続性が確保されます。

2 番目に、このデバイスにより、ネットワーク管理者はさまざまな帯域幅の需要に応じて異なるトランシーバータイプを組み合わせることができます。この柔軟性は、変化するデータトラフィック要件に対処する際に非常に重要です。

最後に、これらのアダプタを採用する IT 専門家は、ラックスペースと電力消費を節約できるため、100 平方フィートあたりの機器コストを削減できます。また、QSFP28 を使用して XNUMX Gbe を超える接続をサポートすることもできます。このような高密度構成により、冷却などの物理リソースを節約できるため、広い地理的領域や大陸間でのより高速な接続速度に対する需要の高まりに合わせて容量を拡張できます。

他のトランシーバーモジュールとの比較

QSFP28モジュールをSFP+やSFP28などの他のトランシーバーソリューションと比較すると、いくつかの主な違いからQSFP28が優れている理由がわかります。最初の違いは、QSFP28は最大100Gbpsというはるかに高速なデータレートを処理できることです。対照的に、SFP+は最大10Gbpsに制限されていますが、SFP28は最大25Gbpsの送信が可能です。このモジュールは帯域幅が非常に高いため、現代のデータ集約型アプリケーションのあらゆるニーズを簡単に満たすことができ、あらゆる用途に適しています。データセンター将来を見据えたインフラの整備に期待しています。

QSFP28 が競合他社より優れているもう 28 つの利点は、スペース効率です。SFP+ モジュールと SFP100 モジュールの両方で 0.5 つのチャネル設計のみを採用するのではなく、4 つのチャネルが 1 つのパッケージに統合されています。つまり、必要な物理領域が少なくなり、同じラックスペース内でより多くの接続が可能になります。さらに、仕様書に応じてマルチモードまたはシングルモードファイバーでのみ動作する他の SFP タイプとは異なり、このデバイスは両方のファイバーをサポートしているため、さまざまな環境や距離で使用する際に柔軟性が高まります。したがって、速度 (XNUMXG)、低レイテンシ (XNUMXms)、および効率的なスペース利用 (XNUMXxXNUMXG) の組み合わせにより、このガジェットは今日のネットワーク設定で非常に強力になります。

QSFP28 から SFP28 へのアダプタはどのように機能しますか?

技術仕様と機能

QSFP28 から SFP28 へのアダプタは、QSFP28 と SFP28 トランシーバモジュールを相互運用可能にし、それらの機能を使用して通信が中断されないようにします。25 つの 28 Gbps レーンでは SFP28 が制限されますが、QSFP25 標準では最大 100 つの 28 Gbps レーン (合計 28 Gbps) がサポートされます。アダプタは電気パススルーと光パススルーを使用して動作し、QSFPXNUMX モジュールから SFPXNUMX ポートへのデータ転送を可能にして、マルチチャネル出力をシングルチャネル接続に変換します。

一般的に、これらのアダプタは、IEEE 802.3ba、802.3bm、および 802.3cd 規格の技術仕様に準拠しており、パフォーマンスに関する必要な業界ベンチマークに準拠しています。高速伝送の場合、信号損失だけでなく電磁干渉 (EMI) にも注意する必要があります。そのため、送受信される情報の破損につながる可能性があるため、製造時には高品質の材料が使用されます。さらに、多くの QSFP28 から SFP28 へのアダプタは、シングルモードファイバやマルチモードファイバなど、さまざまなファイバタイプをサポートしているため、25Gbe SFP ベースのネットワーク環境など、さまざまなネットワーク環境でより便利に使用できます。

QSFP28 と SFP28 の信号変換

QSFP28 と SFP28 間の主な信号変換では、物理インターフェースを介して送信される電気信号を変更します。QSFP28 モジュールは、それぞれ 25 Gbps の容量を持つ 28 つのデータレーンを送信しますが、SFP25 モジュールは 28 Gbps の 28 つのレーンのみを使用します。この場合、QSFPXNUMX から SFPXNUMX へのアダプタは、これらの複数のチャネルを XNUMX つのチャネルに結合し、それを SFP+ ポートに供給できます。

このスイッチは、電気信号が損なわれず、遅延が無視できるほど高速であることを保証します。異なる信号方式で動作するさまざまなデバイスに必要な、多様な電気信号規格と帯域幅に対応します。インピーダンスを慎重に一致させるだけでなく、信号劣化を最小限に抑えることを念頭に設計することで、送信中に可能な限り最高のパフォーマンスを実現できます。このような柔軟性は、ネットワークトラフィックの需要が変化する場合に特に役立ち、システム内で負荷分散しながら効率的なリソース割り当てが可能になります。

データセンターにおける一般的なユースケース

QSFP28 および SFP28 モジュールは、接続性と帯域幅管理を強化するためにデータセンターで頻繁に使用されます。代表的な例は次のとおりです。

高密度ネットワーク: データセンターでは、多くの場合、QSFP28 モジュールを使用して高密度ネットワーク構成を実現し、最小限のスペース要件で複数のデータチャネルを同時に送信できます。これは、必ずしも多くの物理的スペースを占有せずに大量の情報を渡す必要がある領域で特に重要です。
スイッチとルーターの相互接続: QSFP28 から SFP28 へのアダプターを使用すると、異なるインターフェイスタイプを持つスイッチとルーターの相互接続が容易になります。この汎用性により、さまざまなアーキテクチャ設計がサポートされ、ネットワーク全体の効率的な通信が強化されます。
クラウドサービスの帯域幅の拡張: クラウドベースのソリューションを選択する組織が増えるにつれて、スケーラブルな帯域幅が求められるようになりました。QSFP28 モジュールにより迅速な拡張が可能になり、クラウドサービスの要求を満たす高速接続が提供されるため、さまざまなワークロードで効率的かつ信頼性の高いデータ転送が保証されます。

これらのアプリケーションは、現代のデータセンターが直面する変化する要求と、より大量の情報に対する飽くなき欲求を満たす上で、高度なトランシーバー技術がいかに重要であるかを示しています。

インストールと構成

QSFP28 アダプタのインストール手順ガイド

最高のパフォーマンスと互換性を保証するには、QSFP28 アダプターのインストールを細部まで注意しながら慎重に実行する必要があります。その方法についてのステップバイステップのガイドは次のとおりです。

機器の準備: プロセスを開始する前に、静電気防止リストストラップ、ドライバー、QSFP28 アダプターなど、必要なツールをすべて用意する必要があります。損傷を防ぐために、サーバーまたはスイッチの電源がオフになっており、電気が切断されていることを確認してください。
自分自身を接地する: 静電気放電 (ESD) を防ぐには、静電気防止リストストラップを装着し、接地された物体に接続します。これにより、繊細な電子部品を ESD から保護できます。
PCIe スロット/ネットワークポートを見つける: インストールされている QSFP28 アダプタに対応するネットワークデバイス上の適切な PCIe スロットを見つけます。このポートが使用するアダプタと一致しているかどうかを確認し、挿入方向を書き留めます。
アダプタを挿入する: QSFP28 アダプタをスロットに合わせて、所定の位置に完全に収まるまでゆっくりと押し込みます。このとき、無理な力を加えないでください。間違った位置合わせをするとコネクタが損傷する可能性があります。
アダプタを固定する: 必要に応じて、通常の操作中に動かないように、Qsfp28 アダプタをネジまたはラッチで固定します。これは、安定した接続の継続性にとって重要です。
ファイバーケーブルを接続する: 光ファイバーケーブルを QSFP28 アダプタに接続し、ケーブルが QSFP28 ポートにしっかりと固定されていることを確認します。接続が安全であり、コネクタに物理的な負担がかからないようにケーブルが正しく配線されていることを確認します。
デバイスの電源をオンにする: 電源プラグを差し込み、QSFP1 のレーン 28 に接続されているサーバーまたはスイッチをオンにします。この間、エラーメッセージやインストール中に問題が発生したことを示すインジケーターに注意してください。
ネットワーク設定を構成する: 電源を入れたら、ネットワーク管理インターフェイスにアクセスして、この新しい qsfp28 アダプタの設定を構成します。ファームウェアを更新し、システムによって認識され、最適なパフォーマンスレベルで動作するかどうかを確認します。
接続のテスト: ネットワークパフォーマンステストを実行して、データ転送速度が期待どおりであることを確認します。トラフィックを監視して、アダプタが中断なく適切かつ効率的に動作しているかどうかを検証します。

これらのステップバイステップの指示に従うことで、ユーザーは qsfp28 アダプターを効果的にインストールし、ネットワークインフラストラクチャを改善し、信頼性の高いパフォーマンスを確保できるようになります。

パフォーマンスを最適化するためのネットワークの構成

最適なパフォーマンスを得るためにネットワークを構成するには、いくつかの重要な手順が必要です。まず、ネットワークアーキテクチャが、大きな混乱を引き起こすことなく将来の成長に対応できるほど拡張可能で堅牢であることを確認する必要があります。また、ネットワークをサブネットに分割する必要があります。これにより、パフォーマンスとセキュリティが向上します。これは、仮想ローカルエリアネットワーク (VLAN) を通じて実行できます。さらに、サービス品質 (QoS) 設定を構成して、重要なアプリケーションに帯域幅を優先させ、最適な動作に必要なリソースが確実に提供されるようにする必要があります。

さらに、ネットワークパフォーマンスモニター (NPM) などのツールを使用してネットワークトラフィックを定期的に監視および分析すると、ボトルネックや改善が必要な領域を特定するのに役立ちます。複数の接続とフェイルオーバーシステムを通じて冗長性を実装する必要があります。これにより、信頼性が向上し、ダウンタイムが短縮されます。これは、特に 100Gbe QSFP28 を含む構成で当てはまります。最後に、ファームウェアの更新とネットワークデバイス構成の定期的な変更は、メーカーがバグを修正したり効率を改善したりするパッチを頻繁にリリースするため、セキュリティ維持に不可欠です。したがって、これらの戦略を採用して信頼性を強化すると、ネットワーク内でより高いレベルのパフォーマンスを実現できます。

一般的な問題のトラブルシューティング

ネットワークの問題を解決する方法を知ることは、最適なパフォーマンスと信頼性を維持するために不可欠です。一般的な問題には、接続の問題、断続的な切断、ネットワーク速度の低下などがあります。

接続の問題を特定する: 物理的な接続を確認して、すべてのケーブルが正しく接続され、損傷していないことを確認します。ping コマンドを使用して、ネットワーク内のデバイスが相互に通信できるかどうかを確認し、IP アドレスの競合によって発生する可能性のあるネットワーク構成の不一致を探します。
ランダムな切断: 頻繁な切断の多くは、QSFP28 TO 25G SFP28 アダプタのファームウェアまたはドライバ関連の問題が原因である可能性があります。したがって、ルータ、スイッチなどのすべてのネットワークデバイスに最新のファームウェアアップデートがインストールされていることが重要です。さらに、電子干渉や信号強度の弱さなどの外部要因が光トランシーバモジュールのパフォーマンスに影響を及ぼす可能性があります。
ネットワーク速度が遅い: ユーザーが予想よりも遅い速度を体験した場合、さまざまな時間に帯域幅テストを実行すると、トラフィックパターンを発見するのに役立ちます。必要なトラフィックを優先するように QoS 設定を実装する必要がありますが、ネットワークパフォーマンス監視ツールを使用してさらに調査すると、特定のデバイスまたはアプリケーションが過剰に消費していることが明らかになる可能性があります。

これらのトラブルシューティング手順に従うことで、ユーザーは一般的なネットワークの問題を迅速に特定して修正することができ、システム全体のパフォーマンスとユーザー満足度が向上します。

パフォーマンスと互換性

異なるモジュールとの互換性の確保

シームレスな統合とパフォーマンスを確保するには、さまざまなモジュールとの互換性をさまざまな観点から検討する必要があります。考慮すべき事項は次のとおりです。

仕様と標準: すべてのネットワークハードウェアモジュール、特に光トランシーバーモジュールは、IEEE などの業界標準に準拠する必要があります。モジュール間の通信が確実に行われるように、仕様に記載されているプロトコルサポート (TCP/IP、SNMP など) も確認する必要があります。
ファームウェアとソフトウェアのバージョン: 互換性の問題は、ファームウェアまたはソフトウェアのバージョンが一致していないために発生することがよくあります。定期的に更新するようにしてください。これにより、製造元のリリースノートを通じて互換性の改善や既知の問題を確認できます。
相互運用性テスト: 設計 (モジュール) に従って正しく連携して動作することが想定されるさまざまな条件下で、広範な相互運用性テストを実施することが重要です。シミュレーション環境を使用してパフォーマンス評価を行うと、特に QSFP1 のレーン 28 に接続した場合に、これらのモジュールがエラー状態でも通常の操作に適切に応答することが確認されます。

互換性を確認するこれらの手順に従うことで、統合リスクが軽減され、QSFP28 から 25G SFP28 アダプターで構成されるより強力なネットワークアーキテクチャが実現します。

パフォーマンスメトリクス: 100G QSFP28 から 25G SFP28

100G QSFP28 から 25G SFP28 への移行には、ネットワークアーキテクチャに関するいくつかのパフォーマンスメトリックと考慮事項が関係します。QSFP28 インターフェイスは、それぞれ 100 Gbps の 25 つのチャネルを通じて最大 28 Gbps のデータレートを実現できますが、SFP25 は XNUMX Gbps の単一チャネルをサポートします。この移行で考慮すべき重要な対策は次のとおりです。

スループット効率: これは、実際の条件下でのリンクのパフォーマンスを測る指標です。高帯域幅アプリケーションに重点を置いた設計のため、100G QSFP28 モジュールは、エッジネットワークに対応できる 25G SFP28 よりも柔軟性が低い可能性があります。
レイテンシ: これらの接続間のレイテンシは、ネットワーク設計と使用されるデバイスによって異なります。通常、SFP28 はよりシンプルなアーキテクチャを備えているため、レイテンシが低くなる可能性があります。
消費電力: 比較すると、QSFP28 モジュールは、同等のモジュール (SFP28) よりも多くの電力を必要とします。これは、特に多数のモジュールが同時に必要になる大規模な展開では、コストに大きな影響を与える可能性があります。

結論として、帯域幅のニーズ、レイテンシの懸念、省電力の目的など、特定のネットワークパフォーマンス要件に基づいて、100G QSFP28 または 25G SFP のいずれかを選択する必要があります。これらの種類のパフォーマンスを考慮すると、より優れたシステムアーキテクチャ設計を作成するのに役立ちます。

お客様のレビューと体験談

100G QSFP28 から 25G SFP28 への移行に関する顧客のフィードバックと経験を検討すると、いくつかのトップオンラインリソースに共通点があることがわかります。

パフォーマンスの満足度: 多くのユーザーは、安定した帯域幅要件がある場所に 25G SFP28 を導入した後のパフォーマンスの向上に満足しています。エッジネットワーキングの場合、このサブトピックで前述したように、モジュールの柔軟性によってもたらされる全体的な運用効率の向上が評価されています。
コスト効率: 複数のレビューで、SFP28 に関連する運用コストの低さ、特に消費電力の削減と総設置費用の節約が指摘されています。一部のお客様は、最初は高性能を求めて QSFP28 に多額の投資をするかもしれませんが、時間の経過とともに、大規模な環境では、このようなモジュールタイプによって実現される節約を無視できないと述べています。
統合の問題: ほとんどの人はこの変更を肯定的に捉えていますが、依然としていくつかの統合の問題に直面しています。既存のインフラストラクチャとこれらのモジュールをインターフェイスする際の技術の複雑さにより、最初のセットアップが困難になる可能性があるため、すべてがスムーズに実行されるように徹底した互換性チェックが必要になります。

これらの調査結果は、適切なコンポーネントの選択を通じて、特定のパフォーマンス要件と財務上の制約に基づいてネットワークアーキテクチャを最適化する取り組みが増加していることを示しています。

QSFP28 から SFP28 へのアダプタの種類

QSA アダプターの概要

高品質 SFP28 アダプタ (QSA) は、100G QSFP28 および 25G SFP28 デバイスを接続するために不可欠です。ネットワークエンジニアは、既存の QSFP28 ポートを 25G SFP28 接続として使用し、リソースを最適化しながら、機器のアップグレードにかかる設備投資を最小限に抑えることができます。QSA は、QSFP28 ホストから SFP28 モジュールに信号を電気的に複製することで機能し、互換性を確保してデータの整合性を維持します。

さらに、ベストプラクティスでは、QSA アダプターを使用すると、セットアップのすべてを変更することなくさまざまな帯域幅のニーズに対応できるため、ネットワークの柔軟性が向上するとされています。また、他の種類のコンバーターに比べてはるかに小型であるため、ネットワークラックのスペースを節約できます。直接 SFP28 を導入した場合よりもパフォーマンスがわずかに低下する可能性がありますが、この種類のアダプターを使用すると、企業はネットワーク機能を段階的に、あまり中断することなく改善できます。簡単に言えば、これらのデバイスは、運用上の目標を達成しながら、さまざまな速度のインターフェイス間でスムーズに移行できるため、ネットワークを設計する際のスマートなアプローチとなります。

ダイレクトアタッチおよびアクティブ光ケーブルオプション

ダイレクトアタッチ銅線 (DAC) ケーブルとアクティブ光ケーブル (AOC) は、QSFP28 デバイスと SFP28 デバイスを接続するための 7 つの一般的なソリューションです。コスト効率の高い DAC ケーブルは、通常最大 XNUMX メートルの短距離接続用にトランシーバーを内蔵した並列銅線 Twinax ケーブルを使用します。消費電力が低く、レイテンシが低いため、高密度データセンター環境では重宝されます。

一方、AOC は光ファイバーを使用し、両端にトランシーバーを備えています。これにより、ケーブルの種類と波長に応じて、100 メートル以上の長距離をカバーできます。軽量で柔軟性があるため、スペースが限られている場合や複雑なセットアップでも簡単に設置できます。ケーブルの種類ごとに利点がありますが、これらのオプションの選択は、ネットワークインフラストラクチャ内の距離要件、帯域幅の必要性、および全体的なコストの影響に大きく依存します。したがって、ネットワークエンジニアは、パフォーマンス目標も考慮しながら、インフラストラクチャの目標に最適なものを選択できるように、これらの側面を適切に評価できます。

アダプタモジュールのバリエーション

アダプタモジュールは、ネットワークデバイスの柔軟性と互換性を高めるのに役立ちます。これらのモジュールには、SFP、SFP+、QSFP、QSFP28 などのさまざまなフォームファクタがあり、さまざまなアプリケーションやパフォーマンスレベルで使用されます。

Small Form-factor Pluggable (SFP): ネットワーク内の短距離でギガビットイーサネットまたはファイバーチャネルソリューションが必要な場合によく使用されます。最大 1 Gbps の速度を実現します。
拡張スモールフォームファクタプラガブル (SFP+): このバリアントは 10 Gbps の速度をサポートし、さまざまなアプリケーションでより高い帯域幅が必要なデータセンターやエンタープライズネットワークで主に使用されます。
Quad Small Form-factor Pluggable (QSFP): クラウド間で大量の情報を転送するために必要な 40 Gbps の高速データレートを提供できるため、高性能コンピューティングに使用されます。
QSFP28: このモジュールは最大 100 Gbps の速度を実現できるため、これまでにない 100 ギガビットイーサネットネットワークの設計が可能になります。

アダプタモジュールを選択する前に、消費電力レベルのほか、距離制限や特定の使用シナリオを考慮する必要があります。これらの要素により、組織はネットワーク設計を効果的にカスタマイズできるようになります。

参照ソース

100ギガビットイーサネット

アダプタ

電気コネクター

よくある質問（FAQ）

Q: QSFP28 から SFP28 へのアダプタとは何ですか?

A: QSFP28 から SFP28 へのアダプタは、QSFP28 ポートと SFP28 トランシーバまたはケーブルを変換し、100G から 25G のイーサネット接続を可能にするモジュールです。

Q: QSFP28 から SFP28 へのコンバーターモジュールはどのように機能しますか?

A: QSFP ポートから 100G 信号を取得し、それを 25 つの個別の XNUMXG 信号に分割することで機能します。これらの各信号は異なる SFP ポートを介して送信されるため、効率的なデータ転送とネットワークの柔軟性が実現します。

Q: QSFP28 から SFP28 へのアダプタではどのようなタイプのケーブルを使用できますか?

A: この種類のアダプタでは、ネットワークのニーズとデータが移動する距離に応じて、光トランシーバまたは直接接続された銅ケーブルを使用できます。

Q: QSFP28 から SFP28 へのコンバーターモジュールは Cisco 機器と互換性がありますか?

A: はい、シスコの機器および MSA (Multi-Source Agreement) 標準に準拠する他のメーカーのデバイスと互換性があります。

Q: QSFP28 ポートと SFP28 ポートの違いは何ですか?

A: 主な違いは、一方が 100Gbps イーサネット接続をサポートし、もう一方が最大 25Gbps までしかサポートしていないことです。さらに、それぞれ 25Gbps で動作する XNUMX つのチャネルに分割できます。したがって、このような変換により、QS FP ポートのより柔軟なネットワーク設計とケーブル利用率の向上が可能になります。

Q: QSFP28 から SFP28 へのアダプタは銅線と光ケーブルに使用できますか?

A: はい、直接接続された銅ケーブルや光モジュールで動作するため、SFP28 アダプタコンバータモジュールを含むさまざまなネットワーク環境に適しています。

Q: QSFP28 から SFP28 へのアダプタでは、4 x 25G はどういう意味ですか?

A: ここで、4 x 25G とは、QSFP100 ポートからの 28Gbps 信号を、それぞれ 25Gbps の 28 つの個別のチャネルに分割し、各チャネルを SFPXNUMX レセプタクルに接続できることを意味します。

Q: QSFP28 から SFP28 へのコンバーターモジュールではチャネルマッピングはどのように機能しますか?

A: SFP25 レセプタクルの各 28G チャネルを QSFP28 ポートの対応するレーン内にマッピングし、適切なデータ転送と接続を保証します。

Q: QSFP28 から SFP28 へのアダプタを使用する利点は何ですか?

A: メリットとしては、ネットワーク設定の柔軟性の向上、既存の SFP+ トランシーバーまたはケーブルの再利用、システム全体ではなくコンポーネントのアップグレードによるコスト削減、ネットワークインフラストラクチャ管理の簡素化などが挙げられます。

Q: SFP28 25GBASE-SR トランシーバーとは何ですか?

A: 通常はアダプタの SFP+ ポートと互換性のあるマルチモードファイバーケーブルを介して 25 Gbps の短距離データ伝送用に設計された光モジュールです。