QSFP28 vs QSFP-DD vs QSFP56, was sind die Unterschiede?

Was ist der QSFP28-Formfaktor?

QSFP28 ist eine Art QSFP-Formfaktor, der 4 Kanäle (25Gbps pro Kanal) nutzt, um Datenübertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 100Gbps zu unterstützen. Der QSFP28-Formfaktor ist eine kompakte, hochdichte 100-Gigabit-Ethernet-Konnektivitätsoption mit geringem Stromverbrauch für Rechenzentren und andere Hochgeschwindigkeitsanwendungen. In den letzten Jahren haben Lieferungen von Optisches QSFP28-Modul nimmt mit der rasanten Entwicklung von Netzwerken mit höherer Bandbreite und Geschwindigkeit zunehmend zu.

Zu den gängigen 100G-QSFP28-Transceivern gehören 100G SR4, LR4, CWDM4 und PSM4. Ihre wichtigsten Spezifikationen sind unten aufgeführt.

Neben QSFP28-Transceivern ist auch das 100G QSFP28 DAC-Kabel für Kurzstreckenanwendungen beliebt, darunter QSFP28-zu-QSFP28-DAC-Kabel und QSFP28-zu-4x-SFP28-DAC-Kabel. Diese Kabel werden typischerweise verwendet, um zwei QSFP28-Ports innerhalb eines Racks oder Schranks mit einer maximalen Entfernung von 10 Metern zu verbinden.

Was ist QSFP56 Formfaktor?

200G optische Module mit PAM-4-Technologie

QSFP56 ist ein relativ neuer Formfaktor für die Datenkommunikation, der Datenraten von bis zu 200Gbps unterstützt. Der QSFP56-Transceiver entspricht der QSFP56 Multi-Source Agreement (MSA). Der 200G-QSFP56-Transceiver ist eine aktualisierte Version von QSFP28.  Er verwendet dieselben physischen Spezifikationen wie der frühere QSFP28; die größte Verbesserung ist die Modulationstechnologie. QSFP56 aktualisiert die Modulationstechnologie durch die Verwendung von PAM-4 anstelle von NRZ des 100G QSFP28. Während NRZ 8x25Gbps benötigt, um 200Gbps zu erreichen, benötigt PAM4 nur 4×50Gbps, um 200Gbps zu unterstützen, wodurch Glasfaserkosten gespart und der Linkverlust reduziert werden. 

Zu den gängigen 200G QSFP56-Transceivern gehören 200G QSFP56 SR4, DR4, FR4, LR4 und ER4. Ihre wichtigsten Spezifikationen sind unten aufgeführt.

Was ist QSFP-DD Formfaktor?

Tder kleinste optische 400G-Transceiver

QSFP-DD bedeutet Quad Small Form-factor Pluggable Double Density, auch als QSFP56-DD bezeichnet, und ist eine hochdichte Steckverbinderschnittstelle der nächsten Generation für leistungsstarke Rechenzentrumsanwendungen. Sie entspricht IEEE802.3bs und QSFP-DD MSA. Im Unterschied zu 4-Kanal-QSFP56-Transceivern verwendet QSFP-DD eine 8-Kanal-Elektroschnittstelle und erreicht Datenraten von 200G über 8x25Gb/s NRZ und unterstützt außerdem 400G über 8x50Gb/s PAM-4, womit es das kleinste optische 400G-Modul ist. 

Abwärtskompatibel mit QSFP+, QSFP28 und QSFP56

Eine der wichtigsten Eigenschaften von QSFP-DD ist die Abwärtskompatibilität. Der QSFP-DD-Steckverbinder hat dieselbe Pinbelegung wie der ältere QSFP-Steckverbinder. Er ist abwärtskompatibel mit optischen Modulen des 40G~200G-QSFP-Typs, einschließlich der früheren 40G QSFP+, 100G QSFP28 und 200G QSFP56. Das heißt, die vorhandenen QSFP+- und QSFP28-Transceiver können ohne Adapter in QSFP-DD-Steckplätze eingesetzt werden. Daher ist QSFP-DD eine flexible Lösung für die Aufrüstung aktueller 40G/100G-Netzwerke auf 400G. Infolgedessen bietet QSFP-DD eine leistungsstarke, hochdichte und skalierbare Schnittstelle, die mit einer breiten Palette vorhandener Geräte kompatibel ist.

Zu den gängigen QSFP-DD-Transceivern gehören 400G QSFP-DD SR8, DR4, FR4, LR4, LR8 und 200G QSFP-DD SR8, PSM8, LR8. Ihre wichtigsten Spezifikationen sind unten aufgeführt.

Vergleich von  QSFP28 vs QSFP-DD vs QSFP56

Unterschiede Schnellübersicht 

Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Unterschiede zwischen QSFP28, QSFP-DD und QSFP56 zusammen.

Im Folgenden werden ihre Unterschiede detailliert erläutert.

Unterschiede 1: Datenrate und Kanalanzahl

Die Datenrate ist der grundlegendste Unterschied zwischen ihnen. QSFP-DD hat die maximale Datenrate, wie der Name schon sagt: doppelte Dichte, das heißt, seine Kanalanzahl wurde von 4 Kanälen bei QSFP28 und QSFP56 auf 8 Kanäle verdoppelt. Dadurch unterstützt QSFP-DD eine maximale Datenrate von 400G (8x 50Gb/s) basierend auf PAM4-Modulation und unterstützt außerdem 200G (8x 25Gb/s) basierend auf NRZ-Modulation. Und mit 4 Kanälen, die mit NRZ moduliert sind und 50Gbps/25Gbps pro Kanal ergeben, unterstützt QSFP56 200Gbps, während QSFP28 100Gbps unterstützt.

Unterschiede 2: NRZ vs PAM4 Modulation

Wie oben erwähnt, verwenden QSFP28 und 200G QSFP-DD die NRZ-Modulationstechnologie, während QSFP56 und 400G QSFP-DD die PAM4-Technologie verwenden. Was sind also die Unterschiede zwischen NRZ und PAM4?

Warum wir PAM4 brauchen Modulation?

NRZ (Non-Return-to-Zero) ist die wichtigste Modulationstechnologie in der nichtkohärenten optischen Kommunikation. Mit zunehmender Datenrate, etwa 200G/400G, stieß NRZ jedoch bei Dispersion, Bandbreite und Kosten auf Schwierigkeiten. Wenn die Baudrate über 25G liegt, beginnt der Einfluss der Dispersion bei Übertragungen über mittlere und lange Distanzen erheblich zu werden. Wenn die elektrisch-optische Umwandlungsbandbreite mehr als 60 Gbit/s beträgt, entsteht ein technischer Engpass. In Bezug auf die Kosten beträgt die Baudrate von PAM4 bei derselben Bitrate nur die Hälfte derjenigen von NRZ, wodurch die Bandbreitenanforderungen an optische Geräte erheblich reduziert und somit die Kosten optischer Geräte gesenkt werden. Daher ist die PAM4-Modulationstechnologie zu einer unvermeidlichen Entwicklungsrichtung geworden.

Herausforderungen von PAM4 Modulation

PAM4 hat im Vergleich zu NRZ auch mehrere Nachteile. Sein Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) ist um etwa -9,54 dB schlechter als bei NRZ, und es leidet unter Reflexionen, die dreimal stärker sind als bei NRZ. Darüber hinaus erfordert PAM4 einen höheren Stromverbrauch, strengere Kühlbedingungen und teurere Ausrüstung, um effektiv implementiert zu werden.

Da sowohl QSFP56 als auch QSFP-DD 200G-Datenraten unterstützen, könnte unter Berücksichtigung von SNR, Stromverbrauch, einfacher Bereitstellung und Kosten der 200G QSFP-DD-Typ die bessere Wahl für die 200G-Kurzstreckenverbindungsoption sein.

Fazit

QSFP28, QSFP-DD und QSFP56 können als Varianten des QSFP-Formfaktortyps angesehen werden. Sie weisen Gemeinsamkeiten auf, unterscheiden sich jedoch natürlich in vielerlei Hinsicht, etwa durch unterschiedliche Datenraten, unterschiedliche Kanalanzahlen, unterschiedliche Modulationsarten usw. Obwohl optische 200G- und 400G-Transceiver derzeit noch nicht weit verbreitet sind, verändert sich die Vernetzung rasant; optische 200G- und 400G-Transceiver müssen sich weiterentwickeln und in naher Zukunft die Märkte dominieren. Eine frühzeitige Bereitstellung eines 200G/400G-Netzwerks für Ihr Rechenzentrum ist notwendig. 400G QSFP-DD-Transceiver sind bei QSFPTEK erhältlich, wenden Sie sich gerne zur Beratung an [email protected].