QSFP28 vs QSFP-DD vs QSFP56, 차이점은 무엇인가요?

QSFP28 폼 팩터란 무엇입니까?

QSFP28은 최대 100Gbps의 데이터 전송 속도를 지원하기 위해 4개 채널(채널당 25Gbps)을 사용하는 QSFP 폼 팩터의 한 유형입니다. QSFP28 폼 팩터는 데이터 센터 및 기타 고속 애플리케이션을 위한 소형, 고밀도, 저전력 소비 100기가비트 이더넷 연결 옵션입니다. 최근 몇 년 동안, 출하량은 QSFP28 광 모듈 더 높은 대역폭과 속도의 네트워크가 빠르게 발전함에 따라 점점 증가하고 있습니다.

일반적인 100G QSFP28 트랜시버에는 100G SR4, LR4, CWDM4, PSM4가 포함됩니다. 주요 사양은 아래와 같습니다.

QSFP28 트랜시버 외에도 100G QSFP28 DAC 케이블은 QSFP28 to QSFP28 DAC 케이블, QSFP28 to 4x SFP28 DAC 케이블을 포함한 단거리 애플리케이션에서도 널리 사용됩니다. 이러한 케이블은 일반적으로 랙 또는 캐비닛 내에서 최대 10미터 거리의 두 QSFP28 포트를 연결하는 데 사용됩니다.

QSFP56이란 무엇인가 폼 팩터?

PAM-4 기술이 적용된 200G 광 모듈

QSFP56은 최대 200Gbps의 데이터 속도를 지원하도록 설계된 데이터 통신용 비교적 새로운 폼 팩터입니다. QSFP56 트랜시버는 QSFP56 Multi-Source Agreement (MSA)를 준수합니다. 200G QSFP56 트랜시버는 QSFP28의 업그레이드 버전입니다.  이전 QSFP28과 동일한 물리적 사양을 사용하며, 가장 큰 개선점은 변조 기술입니다. QSFP56은 100G QSFP28의 NRZ 대신 PAM-4를 사용하여 변조 기술을 업그레이드합니다. NRZ는 200Gbps에 도달하기 위해 8x25Gbps가 필요한 반면, PAM4는 200Gbps를 지원하는 데 4×50Gbps만 필요하므로 광섬유 비용을 절감하고 링크 손실을 줄일 수 있습니다. 

일반적인 200G QSFP56 트랜시버에는 200G QSFP56 SR4, DR4, FR4, LR4 및 ER4가 포함됩니다. 주요 사양은 아래와 같습니다.

QSFP-DD란 무엇인가 폼 팩터?

T가장 작은 400G 광 트랜시버

QSFP-DD는 Quad Small Form-factor Pluggable Double Density를 의미하며 QSFP56-DD라고도 합니다. 이는 고성능 데이터 센터 애플리케이션을 위한 차세대 고밀도 커넥터 인터페이스입니다. IEEE802.3bs 및 QSFP-DD MSA를 준수합니다. 4채널 QSFP56 트랜시버와 달리 QSFP-DD는 8채널 전기 인터페이스를 사용하여 8x25Gb/s NRZ에서 200G 데이터 속도에 도달하며, 가장 작은 400G 광 모듈인 8x50Gb/s PAM-4에서 400G도 지원합니다. 

QSFP+, QSFP28 및 QSFP56과 하위 호환 가능

QSFP-DD의 가장 중요한 특징 중 하나는 하위 호환성입니다. QSFP-DD 커넥터는 기존 QSFP 커넥터와 동일한 핀 배열을 가지고 있습니다. 이전 40G QSFP+, 100G QSFP28, 200G QSFP56을 포함하여 40G~200G QSFP 유형 광 모듈과 하위 호환됩니다. 즉, 기존 QSFP+ 및 QSFP28 트랜시버를 어댑터 없이 QSFP-DD 슬롯에 삽입할 수 있습니다. 따라서 QSFP-DD는 현재 40G/100G 네트워크를 400G로 업그레이드하기 위한 유연한 솔루션입니다. 그 결과 QSFP-DD는 다양한 기존 장비와 호환되는 고성능, 고밀도, 확장 가능한 인터페이스를 제공합니다.

일반적인 QSFP-DD 트랜시버에는 다음이 포함됩니다 400G QSFP-DD SR8, DR4, FR4, LR4, LR8 및 200G QSFP-DD SR8, PSM8, LR8. 주요 사양은 아래에 나와 있습니다.

QSFP28과  QSFP-DD 및 QSFP56 비교

차이점 빠른 보기 

다음 표는 QSFP28, QSFP-DD 및 QSFP56의 주요 차이점을 정리한 것입니다.

다음에서는 이들의 차이점을 자세히 설명합니다.

차이점 1: 데이터 전송률 및 채널 수

데이터 속도는 이들 간의 가장 근본적인 차이입니다. QSFP-DD는 이름에서 알 수 있듯이 최대 데이터 속도를 제공하는 모듈로, double density, 즉 채널 수가 QSFP28 및 QSFP56의 4채널에서 8채널로 두 배 늘어났습니다. 그 결과 QSFP-DD는 PAM4 변조를 기반으로 최대 400G(8x 50Gb/s)의 데이터 속도를 지원하며, NRZ 변조를 기반으로 200G(8x 25Gb/s)도 지원합니다. 또한 채널당 50Gbps/25Gbps의 NRZ 결과로 변조된 4개 채널을 사용하면 QSFP56은 200Gbps를 지원하는 반면 QSFP28은 100Gbps를 지원합니다.

차이점 2: NRZ 대 PAM4 변조

위에서 언급한 바와 같이, QSFP28 및 200G QSFP-DD는 NRZ 변조 기술을 사용하는 반면 QSFP56 및 400G QSFP-DD는 PAM4 기술을 사용합니다. 그렇다면 NRZ와 PAM4의 차이점은 무엇인가요?

PAM4가 필요한 이유 변조?

NRZ(Non-Return-to-Zero)는 비코히런트 광통신의 주요 변조 기술입니다. 그러나 200G/400G와 같이 데이터 전송률이 증가함에 따라 NRZ는 분산, 대역폭 및 비용 측면에서 어려움에 직면했습니다. 보오율이 25G를 초과하면 중장거리 전송에서 분산의 영향이 두드러지기 시작합니다. 전기-광 변환 대역폭이 60 Gbit/s를 넘으면 기술적 병목이 발생합니다. 비용 측면에서 동일한 비트 전송률에서 PAM4의 보오율은 NRZ의 절반에 불과하므로 광소자의 대역폭 요구 사항을 크게 줄여 광소자 비용을 낮춥니다. 그 결과 PAM4 변조 기술은 필연적인 발전 방향이 되었습니다.

PAM4의 과제 변조

PAM4는 NRZ와 비교해 몇 가지 단점도 있습니다. 신호 대 잡음비(SNR)는 NRZ보다 약 -9.54 dB 더 나쁘며, NRZ보다 세 배 더 심한 반사 현상이 발생합니다. 또한 PAM4를 효과적으로 구현하려면 더 높은 전력 소비, 더 엄격한 냉각 조건, 더 비싼 장비가 필요합니다.

QSFP56과 QSFP-DD 모두 200G 데이터 전송률을 지원하므로, SNR, 전력 소비, 배포 용이성 및 비용을 고려하면 200G 단거리 상호 연결 옵션으로는 200G QSFP-DD 유형이 더 나은 선택일 수 있습니다.

결론

QSFP28, QSFP-DD 및 QSFP56은 QSFP 폼 팩터 유형의 변형으로 볼 수 있습니다. 이들은 유사점이 있지만, 물론 여러 면에서 차이가 있습니다. 데이터 전송률, 채널 수, 변조 방식 등이 다릅니다. 현재 200G 및 400G 광 트랜시버가 널리 보급되어 있지는 않지만, 네트워킹은 빠르게 변화하고 있으며 200G 및 400G 광 트랜시버는 가까운 미래에 발전하여 시장을 지배하게 될 것입니다. 데이터 센터를 위한 200G/400G 네트워크의 조기 구축이 필요합니다. 400G QSFP-DD 트랜시버는 QSFPTEK에서 구매할 수 있으며, [email protected]으로 문의해 주시기 바랍니다.