QSFP در مقابل QSFP28 در مقابل QSFP56: سرعت و سازگاری

QSFP، QSFP28 و QSFP56 دائماً با هم مخلوط می شوند زیرا شکل جمع و جور و چهار{2} خط قابل اتصال یکسانی دارند. با این حال، آنها همان نسل فرستنده و گیرنده نیستند. سریعترین راه برای مستقیم نگه داشتن آنها با سرعت اترنت است:QSFP+ برای 40G، QSFP28 برای 100G و QSFP56 برای 200G ساخته شده است.هر چیزی که افراد را بعد از - پشتیبانی پورت، سیگنالینگ، شکست، FEC و رفتار حرارتی - به سمت بالا می‌برد، از آن نتیجه می‌شود.

یک یادداشت نامگذاری قبل از شروع، زیرا باعث ایجاد خطاهای واقعی در تدارکات می شود. در این راهنما، وقتی به تنهایی "QSFP" را می نویسیم، منظور نسل اصلی 40G است که صنعت معمولاً برچسب گذاری می کند.QSFP+. اصطلاح ساده "QSFP" نیز به صورت آزاد برای کل خانواده استفاده می شود، بنابراین یک آیتم خطی که فقط می گوید "QSFP optic" تقریباً چیزی در مورد سرعت آن به شما نمی گوید. در بخش بعدی به این موضوع برمی گردیم.

اگر در حال ارتقاء یا خرید اپتیک برای یک سوئیچ خاص هستید، شکل ماژول را انتخاب نکنید. یک ماژول QSFP28 به طور تمیز در یک قفس 40G فرو می‌رود و همچنان متصل نمی‌شود، زیرا پورت سوئیچ - نه فرستنده گیرنده - رابط الکتریکی، نرخ داده و رفتار میان‌افزاری را که پیوند در واقع در آن اجرا می‌شود، تعیین می‌کند.

QSFP+ در مقابل QSFP28 در مقابل QSFP56

QSFP در مقابل QSFP+: آیا آنها یکسان هستند؟

این سوالی است که سفارشات را بیش از هر مشکل سازگاری از مسیر خارج می کند. پاسخ کوتاه:QSFP یک خانواده است. QSFP+ یکی از اعضای آن است.

QSFP مخفف Quad Small Form{0}}factor Pluggable است. "چهار" چهار-طراحی است که هر نسلی آن را حفظ می کند. آنچه از نسلی به نسل دیگر تغییر می کند سرعت هر خط است. QSFP+ اولین عضو گسترده ای بود که دارای چهار خط 10G برای اترنت 40G بود. از آنجایی که ابتدا وارد شد، «QSFP» و «QSFP+» در دیتاشیت‌ها، سفارش‌های خرید و سوئیچ‌ها قابل تعویض شدند و این عادت حتی پس از ظهور نسل‌های 100G و 200G باقی ماند.

بنابراین وقتی «QSFP» را بدون شماره می‌بینید، آن را مبهم تلقی کنید و قبل از خرید آن را حل کنید: یک اپتیک 40G QSFP+ و یک اپتیک 100G QSFP28 در یک سینی یکسان به نظر می‌رسند اما در یک پورت قابل تعویض نیستند. پاکت مکانیکی، رابط مدیریت I²C و نقشه حافظه SFF-8636 در خانواده QSFP/QSFP28 مشترک هستند، دقیقاً به همین دلیل است که دو اپتیک بسیار متفاوت را می توان در دید اشتباه گرفت. یک نقشه برداری سریع که در عمل پایدار است:

• QSFP+- 40G، چهار خط 10G NRZ.
• QSFP28- 100G، چهار خط 25G-کلاس NRZ.
• QSFP56- 200G، چهار خط 50G-کلاس PAM4.

• 

تفاوت اصلی: سرعت خط و سیگنالینگ

کل خانواده به همین ترتیب ترازو می کنند: چهار لاین را نگه دارید، هر کدام را قطعات بیشتری به پایین فشار دهید. هر درجه سرعت توسط تعریف شده استاستانداردهای اترنت IEEE 802.3به همین دلیل است که یک اپتیک سازگار از یک فروشنده با یک پورت سازگار از دیگری تعامل دارد.

QSFP+: چهار خط 10G (40G)

یک ماژول 40G QSFP+ SR4 چهار خط انتقال و چهار خط دریافت را روی فیبر چند حالته موازی اجرا می‌کند که معمولاً در یک اتصال MPO/MTP خاتمه می‌یابد. نوع تک حالت - LR4 چهار طول موج را روی یک جفت LC دوبلکس برای دسترسی 10 کیلومتری چندگانه می کند. QSFP+ هنوز هم جایگاه خود را در هسته‌های قدیمی 40G، میزهای آزمایشی و پیوندهای{9}}حساس هزینه به دست آورده است. زمانی که دسترسی به سرور شما به 25G یا 50G منتقل شود، دیگر معنی پیدا نمی کند، زیرا پورت 40G به جای اپتیک، به گلوگاه تبدیل می شود.

QSFP28: چهار خط 25G (100G)

QSFP28 طرح‌بندی چهار-خط را حفظ می‌کند اما هر خط را به 25G-کلاس NRZ افزایش می‌دهد، که این همان چیزی است که آن را تبدیل به اسب‌کار پارچه‌های 100G برگ-می‌کند. یک درگاه QSFP28 تنها 100G را حمل می‌کند، و در سوئیچ‌هایی که حالت را نشان می‌دهند، به چهار پیوند 25G SFP28 تقسیم می‌شود - که مطابق با رک‌های پر از سرورهای 25G است که لینک‌های آپلود 100G را تغذیه می‌کنند. اکوسیستم آن عمیق است (SR4، DR، FR، CWDM4، PSM4، LR4، به علاوه DAC و AOC)، که بخشی از این است که چرا پیش‌فرض ایمن برای ساخت‌های 100G جدید باقی می‌ماند.

QSFP56: چهار خط PAM4 50G (200G)

QSFP56 با اجرای چهار خط 50G پورت را دوباره دو برابر می کند و به 200G می رساند و برای قرار دادن 50G در یک خط، از سیگنال NRZ به PAM4 تغییر می کند. NRZ برای هر نماد یک بیت را با استفاده از دو سطح ارسال می کند. PAM4 برای هر نماد دو بیت را با استفاده از چهار سطح ارسال می کند. این داده‌های بیشتری را در نرخ باود یکسان جمع‌آوری می‌کند، اما چهار سطح به هم نزدیک‌تر هستند، بنابراین پیوند نسبت به نویز، بازتاب‌ها و کانال‌های حاشیه‌ای به مراتب کمتر تحمل می‌کند. نتیجه عملی این است که QSFP56 "یک QSFP28 سریعتر" نیست - بلکه یک تولید الکتریکی متفاوت است و انتظار دارد پورت، سیستم عامل و شریک پیوند برای PAM4 طراحی شود.

NRZ در مقابل PAM4: چرا مهندسی را تغییر می‌دهد

جهش به PAM4 تنها بزرگترین دلیلی است که استقرار QSFP56 به گونه‌ای شکست می‌خورد که استقرار QSFP28 شکست خورد. با NRZ، گیرنده فقط بین دو حالت تصمیم می گیرد، بنابراین چشم باز است و حاشیه بخشنده است. با PAM4، گیرنده باید چهار حالت را در یک پنجره ولتاژ جدا کند، که هر چشم را تقریباً به یک سوم ارتفاع کوچک می‌کند و باعث می‌شود پیوند به شدت به DSP و تصحیح خطای جلو متمایل شود.

به همین دلیل است که FEC اختیاری نیست. 50G-در هر خط PAM4 استاندارد شده استIEEE 802.3cd، که RS{0}}FEC را برای این رابط ها الزامی می کند. تصحیح خطا بخشی از نحوه طراحی پیوند برای بسته شدن است، نه یک دکمه تنظیم که بتوانید آن را خاموش کنید. پیوند 200G را به عنوان سیستمی در نظر بگیرید که در آن اپتیک، میزبان SerDes و تنظیمات FEC همگی باید توافق کنند.

یک مثال میدانیدر یک پنجره تعمیر و نگهداری، یک پیوند 200G از هر دو طرف تمیز ظاهر شد و یک تست سریع پینگ را گذراند، بنابراین آن را خاموش کرد. ساعت‌ها بعد، نظارت بر پست‌های صعود علامت‌گذاری شده{2}}خطاهای FEC و سقوط متناوب. علت عدم تطابق FEC بود: یک طرف RS{4}}FEC را فعال کرده بود، طرف دیگر نمایه ای را به ارث برده بود که آن را غیرفعال می کرد. پیوند به اندازه کافی "کار کرد" تا مشکل را پنهان کند. رفع بی اهمیت بود. درس این بود که در PAM4 حالت FEC را تأیید می کنیدقبل ازشما تغییر را می بندید، زیرا لینکی که روشن می شود با لینک سالم یکی نیست.

سازگاری: آیا می توانید QSFP+، QSFP28 و QSFP56 را با هم ترکیب کنید؟

اینجا جایی است که بیشترین پول واقعی هدر می رود. ماژول ها به صورت مکانیکی قابل تعویض هستند. پورت ها نیستند قاعده ای که تقریباً همه موارد را توضیح می دهد ساده است:

یک درگاه-سرعت بالاتر اغلب می‌تواند ماژول-سرعت کمتری را هدایت کند، اما یک پورت-سرعت کمتر هرگز نمی‌تواند ماژول-سرعت بالاتری را هدایت کند، مگر اینکه فروشنده صریحاً آن را مهندسی کرده باشد.

ماژول QSFP+ در پورت QSFP28؟

اغلب اوقات بله - وقتی سوئیچ به شما امکان می‌دهد آن پورت را روی حالت 40G تنظیم کنید. 100G SerDes را می توان تا مشخصات الکتریکی 40G که یک QSFP+ optic انتظار می رود پیکربندی کرد، که این همان چیزی است که مهاجرت های مرحله ای 40G→100G را روی همان سخت افزار کاربردی می کند. نکته مهم این است که پورت باید حالت-سرعت کمتر را در لیست{10}اپتیک پشتیبانی شده خود تبلیغ کند. تناسب مکانیکی با حالت تبلیغ شده یکسان نیست.

ماژول QSFP28 در پورت QSFP+؟

خیر. یک پورت QSFP+ فقط رابط الکتریکی کلاس 40G-را ارائه می‌کند، و هیچ مسیری برای آن وجود ندارد که بتواند 25G-در هر-خط سیگنال‌دهنده 100G نوری مورد نیاز را تأمین کند. ماژول می‌نشیند و حتی ممکن است EEPROM آن را بخواند، اما پیوند نمی‌تواند تا 100G - مذاکره کند، میزبان به سادگی خطوطی برای تغذیه آن ندارد. انتظار مذاکره خودکار برای پر کردن این شکاف اشتباه کلاسیک است: یک QSFP28 SR4 100G که در یک 40G افتاده است{17}}فقط قفس تاریک می‌ماند، مهم نیست که پورت چگونه پیکربندی شده باشد.

ماژول QSFP56 در پورت QSFP28؟

خیر. QSFP56 به خطوط توانمند 50G PAM4- نیاز دارد. یک پورت QSFP28 برای 100G NRZ ساخته شده است و نه نرخ هر خط دارد و نه مسیر داده PAM4 برای اجرای اپتیک 200G. هیچ تنظیمات نرم افزاری وجود ندارد که پورت 100G NRZ را به پورت PAM4 200G تبدیل کند.

آیا پورت QSFP56 می تواند ماژول های قدیمی تر را اجرا کند؟

اغلب، اما فقط با طراحی. بسیاری از پلتفرم‌های 200G حالت‌های 100G QSFP28 و 40G QSFP+ را در یک قفس نشان می‌دهند تا اپراتورها بتوانند ارتقاء را انجام دهند، با این حال این عملکرد معکوس ویژگی سوئیچ ASIC و نرم‌افزار آن است، نه خود قفس QSFP56. آزمایش این است که آیا اپتیک در لیست پشتیبانی فروشنده برای آن پلتفرم ظاهر می‌شود یا خیر و در صورت عدم پشتیبانی حالت -، فرض کنید پشتیبانی نمی‌شود.

سازگاری برک آوت

Breakout منبع دوم و جداگانه پیوندهای مرده است، زیرا به حالت پورت بستگی داردوسیستم عامل، نه فقط کابل. هر نسل با سرعت خط مخصوص به خود حرکت می کند:

• QSFP+ - 40G تا 4 × 10G SFP+.
• QSFP28 - 100G تا 4 × 25G SFP28.
• QSFP56 - 200G تا 4 × 50G SFP56.

اتصال دهنده‌ها در بین نسل‌ها آشنا به نظر می‌رسند، که دقیقاً دام است: یک مجموعه 40G به-4×10G با مجموعه 100G-به-4×25G یکسان نیست، حتی زمانی که هر دو به یک شکل خاتمه می‌یابند. هنگامی که پورت والد در حالت شکست قرار نگرفته باشد، هنگامی که تصویر سیستم عامل آن تقسیم خاص را نشان نمی‌دهد، یا زمانی که انتهای آن نمی‌تواند نرخ خط هدف را اجرا کند، درگاه والد از کار می‌افتد - و تشخیص پیوندی که در چهار کانال نیمه‌بالا است، دشوارتر از پیوندی است که هرگز ظاهر نشده است. قبل از سفارش، مونتاژ را با سرعت پورت مطابقت دهید و تأیید کنید که پلتفرم از تقسیم دقیق پشتیبانی می کند. هنگامی که اپتیک های موازی برش را تغذیه می کنند، سمت فیبر معمولاً از آن ساخته می شودکابل های شکست MTP/MPOاندازه به تعداد خطوط

کابل کشی و دسترسی: SR4، LR4، FR4، DR4، DAC و AOC

تولید ماژول تنها نیمی از تصمیم است. فاصله پیوند، نوع فیبر و کانکتور نیمی دیگر هستند. ارقام دسترسی زیر مقادیر اسمی تعریف شده توسط IEEE 802.3 برای انواع رایج هستند - فاصله دقیق همیشه به درجه فیبر و نوری خاص بستگی دارد.

پیوندهای چند حالته کوتاه-دسترسی

در داخل یک ردیف یا در سراسر یک سالن، اپتیک SR4 روی چند حالت موازی پیش فرض است. هر سه نسل SR4 بر روی فیبر انتهایی MPO/MTP کار می کنند، بنابراین کابل کشی که آنها را تغذیه می کند معمولاً ازپچ کوردهای MPO/MTPبا پلاریته صحیح و نقشه برداری خط.

Reach جایی است که چند حالته می‌خورد: حرکت از 40G به 100G در همان کابل OM3 فاصله پشتیبانی‌شده را کوتاه‌تر می‌کند و 200G همچنان تنگ‌تر است. اگر از ترانک های موجود مجددا استفاده می کنید، قبل از اینکه - نمای کلی ما را انجام دهید، درجه فیبر را در برابر مشخصات نوری تأیید کنید.محدودیت فاصله OM3 و OM4جایی که هر نمره بالاتر می رود را مشخص می کند.

پیوندهای یک حالت-

برای مسافت‌های طولانی‌تر، LR4، FR4، DR4، CWDM4 و PSM4 مسافت‌های مختلف و مبادلات معماری- را پوشش می‌دهند. انواع WDM (FR4، LR4، CWDM4) چهار طول موج را روی یک جفت دوبلکس جمع می کنند، بنابراین در پایان می رسند.کانکتورهای LC دوبلکس; انواع موازی حالت تک-(DR4، PSM4) فیبرهای جداگانه را در هر خط نگه می دارند و به جای آن از MPO/MTP استفاده می کنند.

خود فیبر به اندازه نوری در مسافت اهمیت دارد. معمولاً یک حالت-فیبر OS2برای اجراهای خارج از- کارخانه و پردیس طولانی، و تطبیق دسته فیبر با بودجه دسترسی نوری چیزی است که یک پیوند 10 کیلومتری را در داخل مشخصات نگه می‌دارد.

پیوندهای DAC و AOC

برای راپ‌های رک در-راک یا مجاور-، اتصال مسی-مستقیم (DAC) و کابل نوری فعال (AOC) اغلب ارزان‌تر و ساده‌تر از اپتیک‌های جداگانه به همراه جامپر هستند. DAC کم‌هزینه‌ترین-گزینه برای اجراهای مسی بسیار کوتاه است. AOC سبک تر است و از مس غیرفعال دورتر می شود. در 50G-در هر-خط PAM4، طول مس و کیفیت سیگنال به سرعت غیرقابل بخشش می‌شوند، بنابراین یک DAC غیرفعال که در 25G خوب بود، ممکن است در نرخ‌های بالاتر در اندازه 50G - طول مسی محافظه‌کارانه نداشته باشد.

برق، FEC و برنامه ریزی حرارتی

خطوط سریعتر به پردازش سیگنال بیشتری نیاز دارند و این پردازش به صورت گرما نشان داده می شود. به عنوان یک راهنمای کلی، اپتیک‌های 40G QSFP+ معمولاً در محدوده 1.5-3.5 وات، 100G QSFP28 در حدود 3.5-5 وات و 200G QSFP56 اغلب 5-7 وات یا بیشتر بسته به نوع قرار می‌گیرند. شما مجبور نیستید حدس بزنید: هر ماژول قرعه کشی خود را از طریق آن تبلیغ می کندکلاس های قدرت SFF-8636توسط کمیته SNIA SFF نگهداری می شود و سوئیچ حداکثر کلاس را در هر قفس اعمال می کند.

هر-پورتی که بی ضرر به نظر می رسد. در مقیاس اینطور نیست. افزایش 2 واتی به ازای هر پورت در یک سوئیچ 32 پورت 1RU تقریباً 64 وات گرمای نوری را به شاسی که قبلاً از نظر حرارتی سفت بود اضافه می کند و جعبه 64 پورت کاملاً پرجمعیت آن را دو برابر می کند. اگر جهت جریان هوا اشتباه باشد یا قفس‌های مجاور نیز از اپتیک داغ استفاده می‌کنند، این کافی است تا درگاه‌های لبه از محدوده دمایی خود عبور کنند.

یک مثال میدانیبالای{0}}سوئیچ-راک متراکم با-میزان نوری-پر قدرت در هر پورت پر شده بود. پیوندها سالم بودند، اما در عرض یک روز شاسی آلارم‌های دما را روی قفس‌هایی که نزدیک‌ترین اگزوز هوای گرم- بودند ثبت کرد. هیچ چیز معیوب نبود - جریان هوای قفسه و بودجه حرارتی سوئیچ در هر پورت به سادگی برای آن ترکیب نوری برنامه ریزی نشده بود. کارت‌ها پس از جابجایی اپتیک‌های{10}قدرت بالا از گوشه داغ و اصلاح جهت جریان هوا، به مشخصات برگشتند. پهنای باند برنامه ریزی شده بود. گرما نداشت.

قبل از استقرار QSFP56 یا QSFP28{1}}طولانی-قدرت بالا، برای کلاس قدرت ماژول که سوئیچ اجازه می‌دهد، جهت جریان هوا (از جلو-به-پشت-به-)، محدودیت‌های دمای فروشنده، خوانش‌های دمای DOM زنده، درگاه‌های همسایه{8} و همچنین خوانش‌های دمایی OPT و همسایه‌ها برنامه‌ریزی کنید. ظرفیت خنک کنندگی و از آنجا که پیوندهای PAM4 برای بسته شدن به RS{11}}FEC وابسته هستند، حالت FEC را برای هر دو طرف قبل از پنجره تغییر تنظیم کنید تا در طول آن.

انتخاب بر اساس سناریو

به جای یک "سریعترین را انتخاب کنید" عمومی، اپتیک را با موقعیت مطابقت دهید. جدول زیر مواردی را که اغلب مطرح می شوند را پوشش می دهد.

QSFP28 در مقابل QSFP56: کدام مسیر ارتقا منطقی است؟

زمانی که شبکه کاملاً 100G است، لایه سرور 25G است، و اولویت قیمت گذاری بالغ و کم خطر است، در QSFP28 بمانید. زمانی که لایه دسترسی واقعاً 50G است یا ستون فقرات در 100G متراکم است و پلت فرم، کابل‌کشی و طرح FEC همگی PAM4{10}}آماده هستند، به QSFP56 بروید. سوال تعیین کننده این نیست که "آیا 200G سریعتر است" - بدیهی است که اینطور است - اما "آیا بقیه پیوندها از PAM4 امروز پشتیبانی می کنند و آیا 200G هنوز هم ردیف مناسبی در دو سال آینده خواهد بود یا باید بودجه به 400G برسد."

چه زمانی QSFP56 را انتخاب نکنید

اگر پورت‌های شما از 50G PAM4 پشتیبانی نمی‌کنند، اگر دسترسی سرور همچنان 10G یا 25G است (پیوند آپلود 200G بیکار می‌ماند)، اگر رک نتواند گرمای اضافی هر{6}درگاه را جذب کند، یا اگر نقشه راه شما به سرعت به 400G می‌رسد که به سرعت به 400G می‌رسد که 200G به یک گام بین‌المللی تبدیل می‌شود، از QSFP56 صرفنظر کنید. خرید یک اپتیک 200G برای درگاهی که نمی‌تواند PAM4 را اجرا کند، گران‌ترین نسخه{12}}شکل اشتباه است.

QSFP56 در مقابل QSFP-DD

اگر پارچه جدیدی با مسیر روشن تا 400G طراحی می‌کنید، QSFP-DD ارزش مقایسه با QSFP56 را دارد. QSFP{3}}DD ردیف دوم خطوط الکتریکی را اضافه می‌کند (هشت به جای چهار) و فرم رایج برای 400G است، در حالی که می‌تواند در بسیاری از پلتفرم‌ها میزبان اپتیک‌های-با سرعت کمتر باشد. برای هر مورد استفاده QSFP56 جایگزینی- نیست، اگرچه - این گزینه پلتفرم سوئیچ، طرح شکست، بودجه اپتیک و نقشه راه پهنای باند شما را روشن می‌کند. ماQSFP{0}}بررسی کلی فنی DDاز جایی عبور می کند که نسبت به نسل های چهار-خط مطابقت دارد.

آنچه در برگه داده سوئیچ باید بررسی شود

اکثر خرابی‌های پیوند{0}}در صفحه داده تعیین می‌شوند، نه در رک. قبل از اینکه سفارش خرید را مطرح کنید، اسناد پلتفرم را برای این مشخصات بخوانید:

1. حالت‌های سرعت در هر پورت که قفس در واقع از آن پشتیبانی می‌کند (40G / 100G / 200G)، نه فقط نوع رابط.
2. ماتریس اپتیک یا سازگاری{0}}پشتیبانی شده برای آن پلتفرم و انتشار نرم افزار دقیق.
3. کدام شکست تصویر سیستم عامل را در آن پورت در معرض دید قرار می دهد (4×10G، 4×25G، 4×50G).
4. حداکثر کلاس توان ماژول در هر قفس، و هرگونه محدودیت زمانی که پورت های همسایه پر شده اند.
5. حالت های FEC پیش فرض و قابل تنظیم برای هر سرعت.
6. جهت جریان هوای شاسی و محدوده دمای عملیاتی آن.

اشتباهات رایجی که باید از آنها اجتناب کنید

پنج موردی که بیشتر تکرار می شوند: خرید سریعترین اپتیک بدون بررسی حالت های پشتیبانی شده پورت. با فرض تناسب مکانیکی برابر با سازگاری الکتریکی. استفاده مجدد از کابل شکست از نسلی دیگر؛ عدم تطابق FEC در پیوند PAM4. و برنامه ریزی پهنای باند در حالی که گرمایی را که اپتیک های{1}}سرعت بالاتر به سوئیچ متراکم اضافه می کنند فراموش می کنند. اجتناب از هر یک از آنها روی کاغذ ارزان است و پس از جمع شدن دنده، تعقیب آن گران است.

خوراکی های کلیدی

QSFP+، QSFP28 و QSFP56 یک پوشش چهار{3}}خطی مشترک دارند، اما در سه سطح شبکه مختلف خدمت می‌کنند: 40G، 100G و 200G، با عبور QSFP56 به قلمرو PAM4. قبل از خرید، حالت‌های سرعت پشتیبانی‌شده، فهرست نوری، پشتیبانی شکست، فیبر و رابط، دسترسی، FEC و بودجه حرارتی را تأیید کنید. برای 100G امروز، QSFP28 پیش فرض عملی باقی می ماند. QSFP+ همچنان 40G قدیمی را پوشش می دهد. و QSFP56 فراخوانی مناسب برای چگالی 200G واقعی است، اما فقط زمانی که کل پیوند - پورت، اپتیک، کابل، FEC و خنک کننده - برای آن مهندسی شده باشد.