Descripción general del módulo óptico QSFP-DD: ¿Cuál es la diferencia?

El QSFP-DD es el módulo óptico de factor de forma 400G más pequeño del mercado actual. También es el módulo óptico que ofrece la mayor densidad de ancho de banda de transmisión en aplicaciones 400G, con compatibilidad retroactiva con generaciones anteriores de módulos de factor de forma QSFP, lo que lo hace muy popular en muchas aplicaciones de centros de datos y empresariales. Este artículo proporcionará una comparación detallada de los módulos ópticos 400G más comunes actualmente, incluidos QSFP-DD, QSFP56, OSFP, CFP8, COBO y otros módulos. Al leer esta publicación, conocerá la diferencia entre estos módulos ópticos 400G.

¿Qué es un módulo óptico 400G QSFP-DD?

QSFP-DD significa Quad Small Form Factor Pluggable Double Density. El protocolo IEEE802.bs y el estándar MSA definen la especificación QSFP-DD. La "doble densidad" en este estándar significa que el número de interfaces eléctricas de alta velocidad de este módulo es el doble que el del módulo QSFP28 estándar. El módulo óptico QSFP-DD puede aumentar la tasa de datos de cada canal de transmisión hasta 25Gb/s mediante la tecnología de modulación NRZ, alcanzando una tasa de transmisión máxima de 200Gbps. Mediante el uso de la tecnología de modulación PAM4, la tasa de datos de cada canal de transmisión puede aumentarse a 50Gb/s, alcanzando una tasa de transmisión máxima de 400Gbps. Los transceptores ópticos 400G QSFP-DD se utilizan generalmente para aplicaciones Ethernet 400G en centros de datos de computación de alto rendimiento y redes en la nube.

La siguiente sección enumerará los beneficios del factor de forma QSFP-DD:

• Compatibilidad con versiones anteriores: Esta función permite que QSFP-DD tenga plena compatibilidad retroactiva con los módulos QSFP existentes, incluidos QSFP+, QSFP28, QSFP56, etc. Esto ofrece a los ingenieros o usuarios finales una mayor flexibilidad al crear nuevas redes o realizar actualizaciones de red.

• Diseño de conector especial: El QSFP-DD cuenta con una jaula/conector integrado apilado 2x1, compatible tanto con sistemas de conectores de jaula de una altura como con sistemas de conectores de jaula apilados de dos alturas.

• Conectores SMT y un diseño de jaula 1xN: Este diseño permite que el módulo sea autónomo con al menos 12W de soporte térmico. Permite que este módulo tenga un mayor rendimiento térmico y reduce los costos innecesarios de diseño térmico durante el funcionamiento.

• Diseño ASIC: Puede admitir diversas velocidades de puerto y es totalmente compatible con versiones anteriores de factores de forma QSFP, incluidos los módulos QSFP+ y QSFP28, lo que reduce el coste de implementación de puertos y dispositivos.

QSFP-DD vs QSFP+/QSFP28/QSFP56

Las siguientes secciones describirán las diferencias entre varios factores de forma QSFP, incluidos QSFP-DD, QSFP+, QSFP28 y QSFP56.

Estructura

Como diferentes factores de forma QSFP, QSFP-DD, QSFP+, QSFP28 y QSFP56 tienen el mismo ancho, largo y grosor. Esto significa que son idénticos en apariencia. En cuanto al diseño de los canales de transmisión internos, QSFP+, QSFP28 y QSFP56 son interfaces eléctricas de 4 canales, mientras que los módulos ópticos 400G QSFP-DD son una interfaz eléctrica de 8 carriles, y también duplican el número de puertos ASIC para admitir interfaces existentes como CAUI-4. Debido a la necesidad de alojar una fila adicional de contactos, la interfaz mecánica del QSFP-DD en la placa host es ligeramente más profunda que la de otros transceptores del sistema QSFP.

Ancho de banda & aplicación

El módulo QSFP-DD proporciona un ancho de banda máximo de 400Gbps, mientras que QSFP+/QSFP28/QSFP56 solo pueden alcanzar 40Gbps/100Gbps/200Gbps respectivamente, por lo que los conectores QSFP-DD se aplican a módulos ópticos 400G, DAC y AOC para interconexiones de centros de datos 400G y aplicaciones empresariales. Mientras que los módulos QSFP+/QSFP28/QSFP56 y DAC/AOC se utilizan para interconectar redes 40G/100G/200G.

Compatibilidad con versiones anteriores

Como mencionamos anteriormente, el estándar QSFP-DD es compatible con versiones anteriores de ambos módulos transceptores de la generación anterior de sistemas QSFP porque también utiliza el factor de forma QSFP. La tecnología QSFP-DD aumenta el ancho de banda y la velocidad máxima de transmisión del módulo basándose en la apariencia del sistema QSFP. La función de compatibilidad con versiones anteriores permite que los módulos QSFP-DD eviten la sustitución a gran escala de los equipos existentes durante la instalación, logrando así el propósito de reducir el costo de las actualizaciones de red.

La siguiente tabla muestra la diferencia entre QSFP-DD/QSFP56/QSFP28/QSFP+:

QSFP-DD frente a OSFP/CFP8/COBO

La siguiente sección hablará sobre las diferencias entre los módulos ópticos 400G comunes y convencionales.

QSFP-DD frente a OSFP

OSFP significa Octal Small Format Pluggable, un nuevo módulo conectable que está diseñado con ocho canales eléctricos de alta velocidad y puede alcanzar hasta 400Gb/s (8x50G) u 800Gb/s. La diferencia entre estos dos módulos radica en sus distintas dimensiones. El módulo QSFP-DD tiene unas dimensiones de 18.35mm*89.4mm*8.5mm, mientras que el módulo OSFP tiene unas dimensiones de 22.58mm*107.8mm*13mm. Aunque sus dimensiones son diferentes, tienen la misma densidad de transmisión. El transceptor OSFP tiene una densidad de transmisión de 36 puertos OSFP por 1U, logrando una densidad de transmisión de 14.4Tb/s por 1U.

En cuanto al consumo de energía, el transceptor OSFP tiene una potencia nominal de 12-15 W y el módulo QSFP-DD tiene una potencia nominal de 7-12 W. Claramente, se prefiere el módulo de menor consumo de energía para centros de datos y redes empresariales. En cuanto a la compatibilidad con versiones anteriores, los módulos OSFP no son compatibles con QSFP+ y QSFP28 porque los módulos OSFP son más grandes que su tamaño.

Figura 1: módulo OSFP con conector diferente

QSFP-DD vs CFP8

El tamaño del módulo CFP8 es de 41.5mm*107.5mm*9.5mm, y su interfaz eléctrica está diseñada en dos modos: 16*25Gb/s y 8*50Gb/s. El tamaño de CFP8 es casi tres veces el de 400G QSFP-DD. En términos de consumo de energía, el consumo de energía de CFP8 también es mucho mayor. Además, el transceptor CFP8 no se puede utilizar en puertos QSFP+/QSFP28. El ancho de banda máximo de CFP8 y QSFP-DD es de 400Gb/s, pero este último transceptor también puede admitir 8*25G (200Gb/s), mientras que CFP8 solo admite 16*25G y 8 *50G en dos formas.

Figura2: Módulo CFP8 acoplado en sistemas de puerto único y doble

QSFP-DD vs COBO

En comparación con los módulos anteriores, el módulo COBO (Consortium for On-Board Optics) es el más especial porque se instala dentro del equipo de tarjeta de línea en un entorno controlado, lo que significa que no cuenta con capacidad de conexión en caliente y carece de flexibilidad de uso e instalación. Por lo tanto, en términos de dificultad de mantenimiento, el módulo COBO es más complejo y aporta muchos inconvenientes a las operaciones. En cuanto al diseño de la interfaz eléctrica, COBO tiene dos especificaciones, una para ocho canales y otra para dieciséis canales, que pueden alcanzar la velocidad máxima de transmisión de hasta 1x400G y 2x400G, respectivamente.

Figura3: Módulo COBO

La siguiente tabla analiza la madurez de mercado de los cuatro transceptores diferentes; cuanto mayor sea el número, mayor será la madurez de mercado de estos transceptores

En resumen, podemos ver claramente las distintas diferencias entre estos cuatro módulos, y los módulos QSFP-DD y OSFP también obtienen calificaciones más altas. Estos dos transceptores son más populares entre los fabricantes de fibra óptica que los otros dos, mientras que QSFP-DD suele ser adecuado para aplicaciones de centros de datos y empresariales, y los módulos OSFP suelen ser adecuados para aplicaciones del sector de las telecomunicaciones.

Conclusión: ¿Seguirá siendo popular QSFP-DD en Ethernet 800G en el futuro?

Muchas personas se preguntan si QSFP-DD puede seguir siendo popular en Ethernet 800G, de modo que pueda usarse con confianza para evitar el reemplazo de equipos a gran escala en el futuro. Actualmente, el mercado de Ethernet 400G se está expandiendo lentamente a medida que los centros de datos demandan cada vez más ancho de banda de red, y los módulos QSFP-DD se utilizan ampliamente en Ethernet 400G debido a sus numerosos beneficios. En cuanto a las perspectivas de desarrollo, la tecnología 100G de onda única se está volviendo cada vez más madura cuando Ethernet 400G está disponible comercialmente a gran escala, lo que sienta las bases para el lanzamiento de la velocidad de transmisión 800G.

Y la organización QSFP-DD800 Multi-Source Agreement (MSA) ha publicado la primera versión de la especificación de hardware para el transceptor QSFP-DD800. Esta especificación pretende seguir utilizando el factor de forma QSFP-DD para admitir velocidades de transmisión de un solo canal de hasta 100Gbps, lo que significa que este factor de forma seguirá utilizándose en el futuro y seguirá siendo popular para Ethernet 800G en el futuro. Si desea obtener más información sobre el transceptor de módulo óptico 400G, póngase en contacto con QSFPTEK a través de [email protected].