Présentation du module optique QSFP-DD : quelle est la différence ?

Le QSFP-DD est le module optique au format 400G le plus petit du marché aujourd’hui. C’est également le module optique qui offre la plus forte densité de bande passante de transmission dans les applications 400G, avec une rétrocompatibilité avec les générations précédentes de modules au format QSFP, ce qui le rend très populaire dans de nombreuses applications de centres de données et d’entreprises. Cet article fournira une comparaison détaillée des modules optiques 400G grand public actuels, notamment QSFP-DD, QSFP56, OSFP, CFP8, COBO et d’autres modules. En lisant cet article, vous connaîtrez la différence entre ces modules optiques 400G.

Qu’est-ce qu’un module optique 400G QSFP-DD ?

QSFP-DD signifie Quad Small Form Factor Pluggable Double Density. Le protocole IEEE802.bs et la norme MSA définissent la spécification QSFP-DD. La « double densité » dans cette norme signifie que le nombre d’interfaces électriques haute vitesse de ce module est deux fois supérieur à celui du module QSFP28 standard. Le module optique QSFP-DD peut augmenter le débit de données de chaque canal de transmission jusqu’à 25Gb/s grâce à la technologie de modulation NRZ, atteignant un débit de transmission maximal de 200Gbps. En utilisant la technologie de modulation PAM4, le débit de données de chaque canal de transmission peut être porté à 50Gb/s, atteignant un débit de transmission maximal de 400Gbps. Les émetteurs-récepteurs optiques 400G QSFP-DD sont généralement utilisés pour les applications Ethernet 400G dans les centres de données de calcul haute performance et les réseaux cloud.

La section suivante énumérera les avantages du facteur de forme QSFP-DD :

• Rétrocompatibilité : Cette fonctionnalité permet au QSFP-DD d’être entièrement rétrocompatible avec les modules QSFP existants, notamment QSFP+, QSFP28, QSFP56, etc. Cela offre aux ingénieurs ou aux utilisateurs finaux une plus grande flexibilité lors de la construction de nouveaux réseaux ou de la réalisation de mises à niveau réseau.

• Conception spéciale du connecteur : Le QSFP-DD est doté d’une cage/connecteur intégré empilé 2x1, prenant en charge à la fois les systèmes de connecteur de cage simple hauteur et de connecteur de cage empilé double hauteur.

• Connecteurs SMT et conception de cage 1xN : Cette conception permet au module d’être autonome avec au moins 12W de support thermique. Elle permet à ce module d’offrir de meilleures performances thermiques et réduit les coûts inutiles liés à la conception thermique pendant le fonctionnement.

• Conception ASIC : Il peut prendre en charge une variété de débits de port et est entièrement rétrocompatible avec les facteurs de forme QSFP précédents, y compris les modules QSFP+ et QSFP28, ce qui réduit le coût du déploiement des ports et des dispositifs.

QSFP-DD vs QSFP+/QSFP28/QSFP56

Les sections suivantes décriront les différences entre divers formats QSFP, notamment QSFP-DD, QSFP+, QSFP28 et QSFP56.

Structure

En tant que différents formats QSFP, QSFP-DD, QSFP+, QSFP28 et QSFP56 ont la même largeur, la même longueur et la même épaisseur. Cela signifie qu’ils sont identiques en apparence. En matière de conception des canaux de transmission internes, QSFP+, QSFP28 et QSFP56 sont des interfaces électriques à 4 canaux, tandis que les modules optiques 400G QSFP-DD sont des interfaces électriques à 8 voies, et ils doublent également le nombre de ports ASIC pour prendre en charge les interfaces existantes telles que CAUI-4. En raison de la nécessité d’accueillir une rangée supplémentaire de contacts, l’interface mécanique du QSFP-DD sur la carte hôte est légèrement plus profonde que celle des autres émetteurs-récepteurs du système QSFP.

Bande passante & application

Le module QSFP-DD fournit une bande passante maximale de 400Gbps, tandis que les QSFP+/QSFP28/QSFP56 ne peuvent atteindre respectivement que 40Gbps/100Gbps/200Gbps ; les connecteurs QSFP-DD sont donc appliqués aux modules optiques 400G, aux DAC et aux AOC pour les interconnexions de centres de données 400G et les applications d’entreprise. Les modules QSFP+/QSFP28/QSFP56 et les DAC/AOC sont quant à eux utilisés pour interconnecter des réseaux 40G/100G/200G.

Compatibilité descendante

Comme nous l’avons mentionné précédemment, la norme QSFP-DD est rétrocompatible avec les modules émetteurs-récepteurs de la génération précédente de systèmes QSFP, car elle utilise également le facteur de forme QSFP. La technologie QSFP-DD augmente la bande passante et le débit de transmission maximal du module en se basant sur l’apparence du système QSFP. La fonction de rétrocompatibilité permet aux modules QSFP-DD d’éviter le remplacement à grande échelle des équipements existants lors de l’installation, atteignant ainsi l’objectif de réduction du coût des mises à niveau du réseau.

Le tableau suivant montre la différence entre QSFP-DD/QSFP56/QSFP28/QSFP+ :

QSFP-DD vs OSFP/CFP8/COBO

La section suivante abordera les différences entre les modules optiques 400G courants et grand public.

QSFP-DD contre OSFP

OSFP signifie Octal Small Format Pluggable, un nouveau module enfichable conçu avec huit canaux électriques à haut débit et pouvant atteindre jusqu’à 400Gb/s (8x50G) ou 800Gb/s. La différence entre ces deux modules réside dans leurs dimensions différentes. Le module QSFP-DD a une forme de 18.35mm*89.4mm*8.5mm, tandis que le module OSFP a une forme de 22.58mm*107.8mm*13mm. Bien que leurs dimensions soient différentes, ils ont la même densité de transmission. L’émetteur-récepteur OSFP a une densité de transmission de 36 ports OSFP par 1U, atteignant une densité de transmission de 14.4Tb/s par 1U.

En ce qui concerne la consommation électrique, l’émetteur-récepteur OSFP est évalué à 12-15 W et le module QSFP-DD à 7-12 W. Il est clair que le module à plus faible consommation est préféré pour les centres de données et les réseaux d’entreprise. En matière de rétrocompatibilité, les modules OSFP ne sont pas rétrocompatibles avec QSFP+ et QSFP28, car les modules OSFP sont plus grands que leur format.

Figure1 : module OSFP avec différents connecteurs

QSFP-DD vs CFP8

La taille du module CFP8 est de 41.5mm*107.5mm*9.5mm, et son interface électrique est conçue selon deux modes : 16*25Gb/s et 8*50Gb/s. La taille du CFP8 est presque trois fois supérieure à celle du 400G QSFP-DD. En termes de consommation d’énergie, la consommation du CFP8 est également beaucoup plus élevée. De plus, l’émetteur-récepteur CFP8 ne peut pas être utilisé sur les ports QSFP+/QSFP28. La bande passante maximale du CFP8 et du QSFP-DD est de 400Gb/s, mais ce dernier émetteur-récepteur peut également prendre en charge 8*25G (200Gb/s), tandis que le CFP8 ne prend en charge que 16*25G et 8 *50G sous deux formes.

Figure2 : module CFP8 enfiché dans des systèmes à port unique et à double port

QSFP-DD vs COBO

Comparé aux modules précédents, le module COBO (Consortium for On-Board Optics) est le plus particulier, car ce module est installé à l’intérieur de l’équipement de carte de ligne dans un environnement contrôlé, ce qui signifie qu’il ne dispose pas de la capacité de remplacement à chaud et manque de flexibilité d’utilisation et d’installation. Ainsi, en termes de difficulté de maintenance, le module COBO est plus complexe et entraîne de nombreux inconvénients pour les opérations. En matière de conception d’interface électrique, COBO possède deux spécifications, l’une pour huit canaux et l’autre pour seize canaux, pouvant atteindre respectivement un débit de transmission maximal allant jusqu’à 1x400G et 2x400G.

Figure3 : module COBO

Le tableau suivant analyse la maturité du marché des quatre différents émetteurs-récepteurs ; plus le nombre est élevé, plus la maturité du marché de ces émetteurs-récepteurs est élevée

En résumé, nous pouvons clairement voir les différences entre ces quatre modules, et les modules QSFP-DD et OSFP obtiennent également des évaluations plus élevées. Ces deux émetteurs-récepteurs sont plus populaires auprès des fabricants de fibre optique que les deux autres, tandis que le QSFP-DD convient généralement aux applications de centres de données et d’entreprise, tandis que les modules OSFP conviennent généralement aux applications de l’industrie des télécommunications.

Conclusion : QSFP-DD sera-t-il toujours populaire dans l’Ethernet 800G à l’avenir ?

Beaucoup de personnes se demandent si QSFP-DD peut continuer à être populaire dans l’Ethernet 800G, afin de pouvoir l’utiliser en toute confiance pour éviter un remplacement d’équipement à grande échelle à l’avenir. Actuellement, le marché de l’Ethernet 400G s’étend lentement à mesure que les centres de données exigent de plus en plus de bande passante réseau, et les modules QSFP-DD sont largement utilisés dans l’Ethernet 400G en raison de leurs nombreux avantages. En ce qui concerne les perspectives de développement, la technologie 100G monolambda devient de plus en plus mature au moment où l’Ethernet 400G est commercialement disponible à grande échelle, ce qui jette les bases de la mise sur le marché du débit de transmission 800G.

Et l’organisation QSFP-DD800 Multi-Source Agreement (MSA) a publié la première version de la spécification matérielle de l’émetteur-récepteur QSFP-DD800. Cette spécification vise à continuer d’utiliser le format QSFP-DD pour prendre en charge des débits de transmission monocanal allant jusqu’à 100Gbps, ce qui signifie que ce format continuera d’être utilisé à l’avenir, et qu’il restera populaire pour l’Ethernet 800G à l’avenir. Si vous souhaitez obtenir plus d’informations sur l’émetteur-récepteur de module optique 400G, veuillez contacter QSFPTEK via [email protected].