Panoramica del modulo ottico QSFP-DD: qual è la differenza?

QSFP-DD è il modulo ottico con fattore di forma 400G più piccolo oggi sul mercato. È anche il modulo ottico che offre la massima densità di larghezza di banda di trasmissione nelle applicazioni 400G, con retrocompatibilità con le generazioni precedenti di moduli con fattore di forma QSFP, rendendolo ampiamente popolare in molte applicazioni per data center e aziende. Questo articolo fornirà un confronto dettagliato degli attuali moduli ottici 400G mainstream, inclusi QSFP-DD, QSFP56, OSFP, CFP8, COBO e altri moduli. Leggendo questo post, conoscerai la differenza tra questi moduli ottici 400G.

Che cos'è un modulo ottico 400G QSFP-DD?

QSFP-DD sta per Quad Small Form Factor Pluggable Double Density. Il protocollo IEEE802.bs e lo standard MSA definiscono la specifica QSFP-DD. La "double density" in questo standard significa che il numero di interfacce elettriche ad alta velocità di questo modulo è il doppio di quello del modulo QSFP28 standard. Il modulo ottico QSFP-DD può aumentare la velocità dati di ciascun canale di trasmissione fino a 25Gb/s tramite la tecnologia di modulazione NRZ, raggiungendo una velocità massima di trasmissione di 200Gbps. Utilizzando la tecnologia di modulazione PAM4, la velocità dati di ciascun canale di trasmissione può essere aumentata a 50Gb/s, raggiungendo una velocità massima di trasmissione di 400Gbps. I transceiver ottici 400G QSFP-DD sono generalmente utilizzati per applicazioni Ethernet 400G nei data center di calcolo ad alte prestazioni e nelle reti cloud.

La seguente sezione elencherà i vantaggi del fattore di forma QSFP-DD:

• Compatibilità con le versioni precedenti: Questa caratteristica consente a QSFP-DD di essere pienamente retrocompatibile con i moduli QSFP esistenti, inclusi QSFP+, QSFP28, QSFP56, ecc. Ciò offre agli ingegneri o agli utenti finali una maggiore flessibilità nella costruzione di nuove reti o nell'esecuzione di aggiornamenti di rete.

• Design speciale del connettore: Il QSFP-DD presenta una gabbia/connettore integrata impilata 2x1, che supporta sia sistemi di connettori a gabbia a un livello sia sistemi di connettori a gabbia impilata a due livelli.

• Connettori SMT e un design a gabbia 1xN: Questo design consente al modulo di essere autonomo con almeno 12W di supporto termico. Permette a questo modulo di avere prestazioni termiche più elevate e riduce i costi non necessari per la progettazione termica durante il funzionamento.

• Progettazione ASIC: Può supportare una varietà di velocità di porta ed è completamente retrocompatibile con i precedenti fattori di forma QSFP, inclusi i moduli QSFP+ e QSFP28, il che riduce il costo dell'implementazione di porte e dispositivi.

QSFP-DD vs QSFP+/QSFP28/QSFP56

Le sezioni seguenti descriveranno le differenze tra vari form factor QSFP, inclusi QSFP-DD, QSFP+, QSFP28 e QSFP56.

Struttura

In quanto diversi fattori di forma QSFP, QSFP-DD, QSFP+, QSFP28 e QSFP56 hanno la stessa larghezza, lunghezza e spessore. Ciò significa che sono identici nell'aspetto. In termini di progettazione dei canali di trasmissione interni, QSFP+, QSFP28 e QSFP56 sono interfacce elettriche a 4 canali, mentre i moduli ottici 400G QSFP-DD sono interfacce elettriche a 8 corsie e forniscono anche il doppio del numero di porte ASIC per supportare interfacce esistenti come CAUI-4. A causa della necessità di ospitare una fila aggiuntiva di contatti, l'interfaccia meccanica del QSFP-DD sulla scheda host è leggermente più profonda rispetto ad altri ricetrasmettitori del sistema QSFP.

Larghezza di banda & applicazione

Il modulo QSFP-DD fornisce una larghezza di banda massima di 400Gbps, mentre QSFP+/QSFP28/QSFP56 possono raggiungere rispettivamente solo 40Gbps/100Gbps/200Gbps; pertanto i connettori QSFP-DD sono applicati a moduli ottici 400G, DAC e AOC per interconnessioni di data center 400G e applicazioni aziendali. I moduli QSFP+/QSFP28/QSFP56 e DAC/AOC sono invece utilizzati per interconnettere reti 40G/100G/200G.

Compatibilità con le versioni precedenti

Come accennato in precedenza, lo standard QSFP-DD è retrocompatibile con entrambi i moduli transceiver della generazione precedente di sistemi QSFP perché utilizza anch'esso il fattore di forma QSFP. La tecnologia QSFP-DD aumenta la larghezza di banda e la velocità massima di trasmissione del modulo in base all'aspetto del sistema QSFP. La caratteristica della retrocompatibilità consente ai moduli QSFP-DD di evitare la sostituzione su larga scala delle apparecchiature esistenti durante l'installazione, raggiungendo così l'obiettivo di ridurre il costo degli aggiornamenti di rete.

La seguente tabella mostra la differenza tra QSFP-DD/QSFP56/QSFP28/QSFP+:

QSFP-DD vs OSFP/CFP8/COBO

La sezione seguente parlerà delle differenze tra i comuni moduli ottici 400G mainstream.

QSFP-DD vs OSFP

OSFP sta per Octal Small Format Pluggable, un nuovo modulo pluggable progettato con otto canali elettrici ad alta velocità e in grado di raggiungere fino a 400Gb/s (8x50G) o 800Gb/s. La differenza tra questi due moduli risiede nelle loro diverse dimensioni. Il modulo QSFP-DD ha dimensioni di 18.35mm*89.4mm*8.5mm, mentre il modulo OSFP ha dimensioni di 22.58mm*107.8mm*13mm. Sebbene le loro dimensioni siano diverse, hanno la stessa densità di trasmissione. Il transceiver OSFP ha una densità di trasmissione di 36 porte OSFP per 1U, raggiungendo una densità di trasmissione di 14.4Tb/s per 1U.

Per quanto riguarda il consumo energetico, il transceiver OSFP è valutato a 12-15 W e il modulo QSFP-DD è valutato a 7-12 W. Chiaramente, il modulo a minor consumo energetico è preferito per data center e reti aziendali. Per la retrocompatibilità, i moduli OSFP non sono retrocompatibili con QSFP+ e QSFP28 perché i moduli OSFP sono più grandi delle loro dimensioni.

Figura1: modulo OSFP con connettore diverso

QSFP-DD vs CFP8

Le dimensioni del modulo CFP8 sono 41.5mm*107.5mm*9.5mm e la sua interfaccia elettrica è progettata in due modalità: 16*25Gb/s e 8*50Gb/s. Le dimensioni di CFP8 sono quasi tre volte quelle di 400G QSFP-DD. In termini di consumo energetico, anche il consumo energetico di CFP8 è molto più elevato. Inoltre, il transceiver CFP8 non può essere utilizzato su porte QSFP+/QSFP28. La larghezza di banda massima di CFP8 e QSFP-DD è 400Gb/s, ma quest'ultimo transceiver può supportare anche 8*25G (200Gb/s), mentre CFP8 supporta solo 16*25G e 8 *50G in due forme.

Figura2: Modulo CFP8 accoppiato in sistemi a porta singola e doppia

QSFP-DD vs COBO

Rispetto ai moduli precedenti, il modulo COBO (Consortium for On-Board Optics) è il più particolare perché questo modulo viene installato all'interno dell'apparecchiatura della line card in un ambiente controllato, il che significa che non dispone della funzionalità hot-pluggable e manca di flessibilità nell'uso e nell'installazione. Quindi, in termini di difficoltà di manutenzione, il modulo COBO è più complesso e comporta molti inconvenienti per le operazioni. In termini di progettazione dell'interfaccia elettrica, COBO ha due specifiche, una per otto canali e l'altra per sedici canali, che possono raggiungere rispettivamente la velocità massima di trasmissione fino a 1x400G e 2x400G.

Figura3: Modulo COBO

La seguente tabella analizza la maturità del mercato dei quattro diversi transceiver; un numero maggiore indica una maggiore maturità di mercato di questi transceiver

In sintesi, possiamo vedere chiaramente le differenze tra questi quattro moduli, e i moduli QSFP-DD e OSFP ottengono anche valutazioni più elevate. Questi due transceiver sono più popolari tra i produttori di fibra ottica rispetto agli altri due, mentre QSFP-DD è generalmente adatto per applicazioni nei data center e aziendali, mentre i moduli OSFP sono generalmente adatti per applicazioni nel settore delle telecomunicazioni.

Conclusione: QSFP-DD sarà ancora popolare nell'Ethernet 800G in futuro?

Molte persone si chiedono se QSFP-DD possa continuare a essere popolare nell'Ethernet 800G, così da poterlo utilizzare con fiducia per prevenire in futuro la sostituzione di apparecchiature su larga scala. Attualmente, il mercato dell'Ethernet 400G si sta espandendo lentamente poiché i data center richiedono sempre più larghezza di banda di rete, e i moduli QSFP-DD sono ampiamente utilizzati nell'Ethernet 400G grazie ai loro numerosi vantaggi. Per quanto riguarda le prospettive di sviluppo, la tecnologia single-wave 100G sta diventando sempre più matura mentre l'Ethernet 400G è disponibile commercialmente su larga scala, il che pone le basi per il rilascio della velocità di trasmissione 800G.

E l'organizzazione QSFP-DD800 Multi-Source Agreement (MSA) ha rilasciato la prima versione della specifica hardware per il ricetrasmettitore QSFP-DD800. Questa specifica intende continuare a utilizzare il form factor QSFP-DD per supportare velocità di trasmissione a singolo canale fino a 100Gbps, il che significa che questo form factor continuerà a essere utilizzato in futuro e rimarrà popolare per Ethernet 800G in futuro. Se desideri maggiori informazioni sul ricetrasmettitore del modulo ottico 400G, contatta QSFPTEK tramite [email protected].