QSFP-DD, OSFP, QSFP56, QSFP: преимущества и проблемы

 

5G, Интернет вещей (IoT) и растущая передача данных на основе видео оказывают серьезное давление на операторов и центры обработки данных, заставляя их модернизировать свои сетевые возможности для поддержки этих приложений с интенсивным использованием данных. Кроме того, недавние изменения в поведении, вызванные пандемией COVID-19, такие как удаленная работа, удаленное обучение и усиление потоковой передачи для развлечений, сохранятся и после того, как кризис в области здравоохранения закончится. Поскольку стремительный рост требований к емкости приложений, требующих обработки данных, опережает нынешние возможности высокоскоростной передачи данных, 400G представляет собой многообещающую новую технологию, которая удовлетворяет насущную потребность в волоконной оптике со сравнительно низкими эксплуатационными расходами (OPEX) и меньшей занимаемой площадью.

QSFP-DD против QSFP (QSFP + / QSFP28)

 

Новый интерфейс QSFP-DD расширяет сменный форм-фактор QSFP, широко распространенный четырехканальный электрический интерфейс, используемый в коммутаторах Ethernet, который обеспечивает взаимосвязь между коммутаторами или серверами. Четыре электрические линии QSFP работают со скоростью 10 или 25 Гбит / с, обеспечивая решения для совокупных 40 или 100 Гбит / с. Электрические интерфейсы сменного форм-фактора 400G QSFP-DD используют восемь линий, которые работают со скоростью модуляции NRZ до 25 Гбит / с или модуляции PAM50 4 Гбит / с, обеспечивая решения со скоростью до 200 Гбит / с или 400 Гбит / с в совокупности. Это может обеспечить совокупную пропускную способность до 14.4 Тбит / с в одном слоте коммутатора и решить проблему быстрого роста трафика центра обработки данных.

Плотность системных портов идентична в спецификациях модулей QSFP-DD и QSFP28. Однако, поскольку каждый порт QSFP-DD может поддерживать 8 полос вместо 4, QSFP-DD удваивает количество портов ASIC, которые он поддерживает для существующих интерфейсов, таких как CAUI-4. QSPF-DD обеспечивает самую высокую плотность полосы пропускания среди всех сменных модулей.

Плотность BW QSFP-DD

Плотность BW QSFP-DD

Системы, разработанные с модулями QSFP-DD, обратно совместимы, что позволяет им поддерживать существующие модули QSFP и обеспечивать гибкость для конечных пользователей и разработчиков систем. Обратная совместимость критически важна для отрасли. Экономия на масштабе, достигаемая за счет обратной совместимости, делает ее весьма желательной.

В итоге, 400G QSFP-DD немного длиннее, чем QSFP + / QSFP28, но плотность портов такая же, а пропускная способность увеличена в 10 или 4 раза по сравнению с последней, и он имеет обратную совместимость, что означает, что клиенты могут пропустить систему QSFP и напрямую развернуть QSFP -DD ​​система, которая значительно снижает затраты на оборудование.

QSFP-DD против OSFP

 

First, let’s take a look at OSFP transceiver. The 400G OSFP is a new pluggable form factor with eight high-speed electrical lanes that will initially support 400Gb/s (8x50G). It is slightly wider and deeper than the QSFP but it still supports 36 OSFP ports per 1U front panel, enabling 14.4Tb/s per 1U. На самом деле особой разницы между этими двумя форм-факторами нет. Например, сравним QSFP-DD DR4 с OSFP DR4. OSFP DR4 - это оптический модуль восьмеричного малого форм-фактора (OSFP) 400 Гбит / с, предназначенный для приложений оптической связи на расстоянии 500 м. Модуль включает 4 параллельных канала на центральной длине волны 1310 нм, работающие со скоростью 100 Гбит / с на канал. Путь передатчика включает четырехканальный драйвер EML вместе с 4 параллельными EML. QSFP-DD DR4 также поддерживает максимальное расстояние передачи 500 метров на центральной длине волны 1310 нм. Но другая часть заключается в том, что модуль QSFP-DD DR4 преобразует 8 каналов электрического сигнала 50 Гбит / с (PAM4) в 4 канала параллельных оптических выходных данных, каждый из которых способен обеспечивать скорость передачи данных 100 Гбит / с для совокупной полосы пропускания 400 Гбит / с. 

Во-вторых, о теплоемкости и потребляемой мощности. QSFP-DD меньше по размеру, поэтому его тепловая мощность составляет всего от 7 до 12 Вт. Хотя трансивер OSFP больше по размеру, его тепловая мощность может достигать от 12 до 15 Вт. Чем больше теплоемкость, тем большее энергопотребление выдерживает оптический модуль.

QSFP-DD против OSFP

В-третьих, изначально лучше считались более крупный размер 400G OSFP, встроенный радиатор и однорядные контакты. Целостность сигнала через разъем и проблемы с тепловым охлаждением были первоочередными задачами. Однако обратная совместимость QSFP-DD с более низкоскоростным QSFP28 оказалась рыночным успехом, когда технические проблемы были устранены.

QSFP-DD против CFP8

 

Серия CFP началась с CFP, затем перешла к CFP2, затем к CFP4 и, наконец, к CFP8, которая также является серией с давно устоявшимся форм-фактором. По сравнению с серией QSFP серия CFP, похоже, была менее популярна по очевидным причинам - большому размеру и высокому энергопотреблению.

Сравните QSFP-DD и CFP8, первое, что бросается в глаза, это размер - размер CFP8 (41.5 мм * 107.5 мм * 9.5 мм) значительно больше, чем QSFP-DD, а объем более чем в три раза больше, чем у QSFP-DD. .

QSFP-DD против CFP8 против OSFP

 

Кроме того, для обратной совместимости в спецификации оборудования CFP8 нет упоминания об обратной совместимости (на самом деле, вся серия CFP не кажется обратно совместимой). Для оптических модулей серий CFP и CFP2 адаптер CFP на QSFP28 и адаптер CFP2 на QSFP28 были доступны в течение длительного времени, что указывает на то, что некоторые пользователи перешли на оптические модули QSFP28.

Then the maximum bandwidth of CFP8 and QSFP-DD is 400Gb / s, but CFP8 only supports 400Gb/s (16x25G or 8x50G), while QSFP-DD supports both 200Gb/s (8x25G) and 400Gb/s (8x50G). Таким образом, QSFP-DD кажется лучшим выбором, чем CFP8, независимо от каких-либо аспектов.

QSFP-DD против QSFP56

 

В качестве эволюции предыдущих 40G QSFP + и 100G QSFP28, подключаемый модуль Quad 50 Gigabits в малом форм-факторе (QSFP56) разработан для 200G Ethernet. QSFP56 обозначает 4 x 50–56 Гбит / с в форм-факторе QSFP. Иногда для простоты его также называют 200G QSFP. Оптические модули QSFP56 аналогичны модулям QSFP по размеру и форм-фактору. Как правило, два модуля QSFP56 могут использоваться с SMF или MMF для реализации канала 200G. 

Последняя итерация форм-фактора оптического модуля - от QSFP56 до КСФП56-ДД, который также называется 400G QSFP-DD. Хотя QSFP56-DD имеет двойную плотность, его размер аналогичен QSFP56. Порт QSFP400-DD 56G обратно совместим с приемопередатчиком QSFP, что означает, что пока коммутатор поддерживает, QSFP56 может работать с портом QSFP56-DD. При использовании модуля QSFP56 в порту QSFP56-DD этот порт будет настроен на скорость передачи данных 200 Гбит / с вместо 400 Гбит / с.

400GbE iпроблемы реализации

 

Более высокие скорости и использование модуляции PAM4 действительно приносят большие улучшения в пропускной способности, но также приводят к высокой сложности на физическом уровне и легко вызывают ошибки передачи сигнала.

Первая проблема заключается в том, что более высокая скорость полосы в электрических интерфейсах 400G означает больший шум (также называемый отношением сигнал / шум) при передаче сигнала. А высокое отношение сигнал / шум приводит к увеличению частоты ошибок по битам (BER), что, в свою очередь, влияет на качество сигнала.

Furthermore, on the physical appearance layer, for 400G optical modules, its high-speed interfaces include more electrical input interfaces, electrical output interfaces, optical input interfaces, optical output interfaces, and other power and low-speed management interfaces. All the performance of these interfaces should be made to a complaint of 400G standards. However, the size of the Трансиверы 400G is similar to the existing 100G transceivers, the integration of those interfaces needs more sophisticated manufacturing technology, as well as corresponding performance tests to ensure the quality of those modules.

В то же время комплекс испытаний приемопередатчиков 400G также ставит новые задачи перед поставщиками оптических модулей. Чтобы гарантировать качество приемопередатчиков для пользователей, поставщики должны уделять большое внимание оборудованию для тестирования приемопередатчиков и техническим исследованиям и разработкам. Они должны иметь дело с тем, чтобы обеспечить поддержку новых продуктов модернизации до 400G и снизить связанные с этим затраты на разработку и производственные испытания, которые могут препятствовать моделям конкурентоспособных цен.

 

Оставьте комментарий

Наверх