QSFP28とQSFP-DDとQSFP56の違いとは？
著者 Yana
日付 07/14/2022
QSFP28フォームファクターとは？
QSFP28は、4チャネル（チャネルあたり25Gbps）を使用して最大100Gbpsのデータ転送速度をサポートするQSFPフォームファクターの一種です。QSFP28フォームファクターは、データセンターやその他の高速アプリケーション向けの、コンパクトで高密度かつ低消費電力の100 Gigabit Ethernet接続オプションです。近年、出荷量は QSFP28 光モジュール より広帯域かつ高速なネットワークの急速な発展に伴い、ますます増加しています。
一般的な 100G QSFP28 トランシーバーには、100G SR4、LR4、CWDM4、PSM4 があります。主な仕様を以下に示します。
QSFP28トランシーバーに加えて、100G QSFP28 DACケーブルも短距離用途で広く使用されており、QSFP28 - QSFP28 DACケーブルやQSFP28 - 4x SFP28 DACケーブルなどがあります。これらのケーブルは通常、ラックまたはキャビネット内の2つのQSFP28ポートを最大距離10メートルで接続するために使用されます。
QSFP56とは何ですか フォームファクター?
PAM-4技術を採用した200G光モジュール
QSFP56は、最大200Gbpsのデータレートをサポートするように設計された、データ通信向けの比較的新しいフォームファクターです。QSFP56トランシーバーは、QSFP56 Multi-Source Agreement (MSA)に準拠しています。200G QSFP56トランシーバーは、QSFP28のアップグレード版です。 従来のQSFP28と同じ物理仕様を採用しており、最大の改善点は変調技術です。QSFP56では、100G QSFP28のNRZに代えてPAM-4を使用することで、変調技術をアップグレードしています。NRZでは200Gbpsを実現するために8x25Gbpsが必要ですが、PAM4では200Gbpsをサポートするために4×50Gbpsしか必要としないため、光ファイバーのコストを節約し、リンク損失を低減できます。
一般的な200G QSFP56トランシーバーには、200G QSFP56 SR4、DR4、FR4、LR4、ER4があります。主な仕様は以下のとおりです。
QSFP-DDとは フォームファクター?
T最小の400G光トランシーバー
QSFP-DDとは、Quad Small Form-factor Pluggable Double Densityの略で、QSFP56-DDとも呼ばれる、高性能データセンターアプリケーション向けの次世代高密度コネクタインターフェースです。IEEE802.3bsおよびQSFP-DD MSAに準拠しています。4チャネルのQSFP56トランシーバーとは異なり、QSFP-DDは8チャネルの電気インターフェースを使用し、8x25Gb/s NRZで200Gのデータレートを実現します。また、8x50Gb/s PAM-4で400Gもサポートしており、最小の400G光モジュールです。
QSFP+、QSFP28、QSFP56との下位互換性あり
QSFP-DD の最も重要な特徴の 1 つは下位互換性です。QSFP-DD コネクタは、従来の QSFP コネクタと同じピン配置を備えています。以前の 40G QSFP+、100G QSFP28、200G QSFP56 を含む、40G~200G QSFP タイプの光モジュールとの下位互換性があります。つまり、既存の QSFP+ および QSFP28 トランシーバーは、アダプターなしで QSFP-DD スロットに挿入できます。そのため、QSFP-DD は現在の 40G/100G ネットワークを 400G にアップグレードするための柔軟なソリューションです。その結果、QSFP-DD は、幅広い既存機器と互換性のある、高性能、高密度、かつスケーラブルなインターフェースを提供します。
一般的なQSFP-DDトランシーバーには、以下が含まれます 400G QSFP-DD SR8, DR4, FR4, LR4, LR8 および 200G QSFP-DD SR8, PSM8, LR8。主な仕様を以下に示します。
QSFP28 vs QSFP-DD vs QSFP56 の比較
相違点のクイックビュー
次の表は、QSFP28、QSFP-DD、QSFP56の主な違いをまとめたものです。
以下では、それらの違いについて詳しく説明します。
相違点1: データレートとチャネル数
データレートが、これらの間の最も基本的な違いです。QSFP-DDは、その名前が示すとおり、データレートが最大のものであり、倍密度、つまりチャネル数がQSFP28およびQSFP56の4チャネルから8チャネルに倍増しています。その結果、QSFP-DDはPAM4変調に基づく最大400G (8x 50Gb/s)のデータレートをサポートし、NRZ変調に基づく200G (8x 25Gb/s)もサポートします。また、NRZで変調された4チャネルでは、チャネルあたり50Gbps/25Gbpsとなるため、QSFP56は200Gbpsをサポートする一方、QSFP28は100Gbpsをサポートします。
相違点2：NRZとPAM4変調の比較
前述のとおり、QSFP28および200G QSFP-DDはNRZ変調技術を使用し、QSFP56および400G QSFP-DDはPAM4技術を使用します。では、NRZとPAM4の違いは何でしょうか？
PAM4が必要な理由 変調?
NRZ (Non-Return-to-Zero)は、非コヒーレント光通信における主要な変調技術です。しかし、200G/400Gなどデータレートの高速化に伴い、NRZは分散、帯域幅、コストの面で課題に直面しました。ボーレートが25Gを超えると、中距離および長距離伝送において分散の影響が顕著になり始めます。電気・光変換帯域幅が60 Gbit/sを超えると、技術的なボトルネックが生じます。コスト面では、同じビットレートの場合、PAM4のボーレートはNRZの半分にすぎず、光デバイスに求められる帯域幅が大幅に低減されるため、光デバイスのコストも削減されます。その結果、PAM4変調技術は必然的な発展の方向性となっています。
PAM4の課題 変調
PAM4には、NRZと比較していくつかの欠点もあります。信号対雑音比（SNR）はNRZより約-9.54 dB悪く、NRZの3倍深刻な反射の影響を受けます。さらに、PAM4を効果的に実装するには、より高い消費電力、より厳格な冷却条件、より高価な機器が必要です。
QSFP56とQSFP-DDはいずれも200Gデータレートをサポートしているため、SNR、消費電力、導入の容易さ、コストを考慮すると、200G短距離相互接続オプションとしては200G QSFP-DDタイプの方がより良い選択肢となる可能性があります。
結論
QSFP28、QSFP-DD、およびQSFP56は、QSFPフォームファクタータイプのバリエーションと見なすことができます。これらには類似点がありますが、もちろん、データレート、チャネル数、変調方式など、多くの点で異なります。現時点では200Gおよび400G光トランシーバーは広く普及していませんが、ネットワークは急速に変化しており、近い将来、200Gおよび400G光トランシーバーが発展して市場を席巻することは間違いありません。データセンターには200G/400Gネットワークを早期に導入する必要があります。400G QSFP-DDトランシーバーはQSFPTEKでお求めいただけます。[email protected]までお気軽にお問い合わせください。
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