¿Cómo interconectar puertos OSFP y QSFP-DD para redes 400G/800G?

¿Por qué es importante la interconexión OSFP y QSFP-DD en redes 400G/800G?

Con el despliegue acelerado de redes 400G/800G, los centros de datos a menudo necesitan usar ambos OSFP y paquetes QSFP-DD para satisfacer las necesidades de diferentes dispositivos y escenarios. A medida que el tráfico sigue creciendo, la coexistencia de múltiples módulos ópticos de alta velocidad se ha convertido en la norma, y la interconectividad entre diferentes interfaces se ha convertido en una cuestión crítica.

Debido a las diferencias de diseño entre OSFP y QSFP-DD, la falta de soluciones de interconexión adecuadas puede afectar la estabilidad del enlace y la eficiencia de la implementación. Por lo tanto, lograr una interconexión eficiente entre los dos tipos de puertos es un requisito previo importante para garantizar una expansión flexible de la red y actualizaciones fluidas. 

Descripción general de los formatos 400G/800G OSFP y QSFP-DD

¿Qué es un módulo OSFP y por qué es importante para las redes de alta velocidad?

OSFP es un nuevo factor de forma conectable que admite ocho canales de alta velocidad, inicialmente compatible con 400Gbps (8x50G o 4x100G). Es ligeramente más ancho y profundo que QSFP-DD, pero aún admite 32 puertos OSFP por panel frontal de 1U y 14.4Tbps por ranura de conmutación de 1U. Los módulos ópticos OSFP están diseñados con integridad de señal y rendimiento térmico mejorados, lo que permite que los módulos ópticos 800G de próxima generación utilicen ocho canales de 100Gbps (8x100G), permitiendo actualizaciones sencillas de 400G a 800G. OSFP también ofrece compatibilidad retroactiva con módulos ópticos QSFP 100G.

En las redes de alta velocidad, los módulos OSFP no solo permiten una transmisión de alta densidad, sino que también tienen una buena disipación del calor y son fáciles de mantener, lo que permite que los centros de datos funcionen de forma estable incluso con un aumento brusco del tráfico.

OSFP Finned Top vs OSFP Close Top vs OSFP-RHS Flat Top, ¿cuál es la diferencia?

¿Qué es el módulo OSFP con parte superior aleteada?

OSFP con parte superior con aletas los módulos cuentan con disipadores de calor metálicos en la parte superior, lo que aumenta significativamente la superficie para la disipación del calor y mejora la eficiencia del flujo de aire. Este diseño es adecuado para implementaciones de alta potencia y alta densidad, como centros de datos de IA o entornos de switches 800G, pero su desventaja es que impone grandes exigencias al espacio del chasis y al diseño del flujo de aire.

¿Qué es el módulo OSFP Close Top?

El diseño OSFP Closed Top cuenta con una placa de cubierta en la parte superior de las aletas del disipador de calor. El diseño Closed Top no solo es adecuado para sistemas tradicionales refrigerados por aire, sino que también es altamente compatible con arquitecturas refrigeradas por líquido, satisfaciendo las necesidades de implementación de diferentes soluciones de disipación de calor para centros de datos.

¿Qué es el módulo OSFP-RHS Flat Top?

A diferencia de los módulos con aletas superiores, los módulos Flat Top no integran una estructura visible de disipación de calor. En su lugar, emplean un diseño de carcasa plana, dejando la tarea de disipación de calor al sistema de refrigeración interno del switch o servidor, como disipadores de calor, conductos de aire o dispositivos de refrigeración líquida. Este diseño ayuda a lograr una gestión del flujo de aire más unificada y mejora la coherencia general del diseño térmico del dispositivo.

¿Qué es un módulo QSFP-DD y cuál es su función en los centros de datos？

QSFP-DD (doble densidad) es un encapsulado actualizado basado en el QSFP tradicional. Al ampliar los canales eléctricos de 4 a 8, admite velocidades de transmisión de 200G, 400G e incluso 800G. Al mismo tiempo, es retrocompatible con QSFP+/QSFP28, lo que permite que las redes existentes realicen una transición fluida a velocidades más altas.

En los centros de datos, QSFP-DD se utiliza principalmente para aumentar la densidad de puertos y la capacidad general de ancho de banda, lo que permite que los switches proporcionen más conexiones de alta velocidad en un espacio limitado. Se utiliza ampliamente en computación en la nube, DCI y otros escenarios, y también es una de las opciones principales para las implementaciones actuales de redes 400G.

Principios básicos para interconectar correctamente transceptores con conectores QSFP-DD y OSFP

Garantizar la coherencia del protocolo

Los dos módulos interconectados deben cumplir el mismo protocolo de comunicación; por ejemplo, un módulo Ethernet solo puede conectarse con otro módulo Ethernet. Si se mezclan diferentes protocolos, como Ethernet con InfiniBand o Fibre Channel, aunque el factor de forma sea idéntico, no se puede establecer el enlace. Por lo tanto, los estándares y escenarios de aplicación que siguen los módulos deben definirse claramente antes de la implementación.

Coincidir con la modulación del puerto óptico

En la interconexión de módulos ópticos, las velocidades de señal eléctrica pueden diferir, pero las velocidades de transmisión del lado óptico y los esquemas de modulación deben mantenerse constantes. Por ejemplo, cuando un módulo OSFP utiliza una señal óptica 4×100G PAM4, el otro módulo QSFP-DD también debe emitir una señal óptica de la misma especificación; de lo contrario, no será posible la comunicación normal.

Mantener la compatibilidad del modo de fibra

Los cables de fibra óptica utilizados en ambos extremos del módulo deben ser del mismo tipo, es decir, ambos deben ser monomodo o multimodo. Debido a que los dos tipos difieren significativamente en longitud de onda de operación, pérdida de transmisión y escenarios de aplicación, mezclarlos puede provocar inestabilidad del enlace o incluso una falla completa de comunicación. 

Soluciones para interconectar puertos OSFP y QSFP-DD de 400G y 800G

QSFP-DD 400G SR4 a OSFP 400G SR4 de parte superior plana

En interconexiones de corta distancia y alta velocidad en centros de datos, los módulos 400G QSFP-DD SR4 pueden desplegarse en switches, mientras que los módulos 400G OSFP flat-top SR4 pueden utilizarse en adaptadores de red, conectados mediante latiguillos de fibra multimodo MTP/MPO-12. Ambos módulos utilizan cuatro canales ópticos paralelos 100G PAM4 para lograr una comunicación fluida entre puertos. Esta solución rentable es ideal para conexiones de alta velocidad y corta distancia entre switches ToR y servidores, normalmente adecuada para enlaces de fibra óptica que no superan los 100 metros.

QSFP-DD 400G DR4 a Flat Top 400G OSFP DR4

En escenarios que requieren transmisión de media a larga distancia, los módulos 400G QSFP-DD DR4 y 400G OSFP flat-top DR4 ofrecen una solución de interconexión eficiente. Estos módulos adoptan señales ópticas paralelas 4×100G PAM4 para lograr la conexión entre puertos de switch QSFP-DD y puertos de tarjeta de interfaz de red OSFP. Combinada con cables de fibra MTP/MPO-12 OS2, esta solución admite distancias de transmisión de hasta aproximadamente 500m.

QSFP-DD 400G a OSFP 400G DAC de parte superior plana

En escenarios que implican la interconexión de switches y servidores dentro del mismo rack o en racks adyacentes, los cables DAC o AOC ofrecen una solución simple y eficiente. Los cables DAC flat-top de 400G QSFP-DD a 400G OSFP permiten conexiones directas plug-and-play entre puertos sin necesidad de módulos ópticos adicionales. Al usar cables DAC o AOC, es esencial asegurarse de que su esquema de modulación coincida con la velocidad de puerto del dispositivo conectado. Por ejemplo, si el DAC utiliza modulación PAM4 4×100G en el lado QSFP-DD, será incompatible con un switch 400G QSFP-DD que utilice modulación PAM4 8×50G.

OSFP 800G con parte superior aleteada breakout a doble 400G QSFP-DD

Además de las conexiones directas estándar de 400G a 400G, el módulo superior con aletas 800G OSFP puede dividir un único puerto 800G en dos puertos 400G independientes. Este módulo utiliza modulación PAM4 8×100G y se conecta a dos módulos 400G en un switch QSFP-DD mediante dos cables de conexión de fibra óptica OS2 MTP/MPO-12, logrando una interoperabilidad fluida entre los puertos.

Conclusión

OSFP y QSFP-DD son dos factores de forma principales para módulos ópticos 400G/800G. Al confirmar la coherencia del protocolo, la correspondencia de la modulación del puerto óptico y la compatibilidad del modo de fibra, aunque los dos módulos tengan encapsulados diferentes, aún pueden interconectarse.