200G QSFP56 vs QSFP-DD: Perbandingan Terperinci Faktor Bentuk dan Teknologi Modulasi

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, perkembangan komunikasi optik dan internet hampir tidak terkawal. Pengguna menuntut lebar jalur yang semakin meningkat, trafik rangkaian melonjak dengan pesat, dan kapasiti rangkaian tulang belakang telekomunikasi meningkat sebanyak 50% hingga 80% setiap tahun. Untuk mengimbanginya, kelajuan penghantaran sistem komunikasi optik terus meningkat, daripada generasi awal 10G, 25G dan 40G kepada tahap 100G, 200G dan 400G pada masa kini.

Walaupun transceiver optik 100G kekal sebagai penyelesaian arus perdana, pasaran tidak lagi berpuas hati dengannya. Keperluan untuk memuatkan lebih banyak port ke dalam peralatan yang lebih kecil sambil mengurangkan penggunaan kuasa telah membawa kepada pembangunan teknologi penghantaran yang lebih pantas. Inilah sebabnya transceiver optik 200G dan 400G sangat penting. Ia menawarkan kelebihan ketara dari segi ketumpatan lebar jalur dan kecekapan tenaga berbanding generasi terdahulu, serta menjadi arah peningkatan utama untuk pusat data dan rangkaian tulang belakang.

Artikel hari ini akan membincangkan transceiver optik 200G—topik hangat yang semakin mendapat perhatian. Ia bukan sekadar menggandakan kelajuan, tetapi merupakan evolusi menyeluruh pada tahap prestasi, seni bina dan aplikasi.

Pengenalan Transceiver Optik 200G: QSFP56 berbanding QSFP-DD

Seperti namanya, modul optik 200G ialah modul komunikasi optik berkelajuan tinggi yang menyokong kadar penghantaran 200Gbps. Pada masa ini, dua faktor bentuk arus perdana ialah 200G QSFP56 dan 200G QSFP-DD.

QSFP56, singkatan bagi Quad 50G Small Form Factor Pluggable, ialah evolusi daripada 40G QSFP+ dan 100G QSFP28. Ia dibangunkan untuk persekitaran Ethernet 200G dan mempunyai empat saluran, setiap satunya beroperasi pada kelajuan antara 50G dan 56Gb/s. QSFP56 lebih baik daripada versi sebelumnya kerana ia menggunakan modulasi PAM4 dan bukannya pengekodan NRZ. Ini bermakna ia boleh menghantar lebih banyak data menggunakan lebar jalur yang sama. Jenis kabel yang biasa termasuk QSFP56 SR4 (multimod jarak pendek) dan QSFP56 FR4 (mod tunggal jarak jauh). Siri modul ini digunakan secara meluas dalam peningkatan pusat data, meningkatkan penggunaan lebar jalur dengan ketara sambil mengekalkan keserasian antara muka.

Satu lagi jenis ialah QSFP-DD, singkatan bagi Quad Small Form-factor Pluggable Double Density. Ia mematuhi piawaian IEEE 802.3bs dan QSFP-DD MSA. "Ketumpatan berganda" bermaksud ia mempunyai dua kali ganda bilangan antara muka berbanding QSFP28 standard, yang menyokong kadar isyarat yang lebih tinggi. Modul ini boleh mencapai penghantaran 200G dengan saluran 25G x 8 menggunakan modulasi NRZ, dan 50G x 8 saluran menggunakan modulasi PAM4, dengan kadar keseluruhan sehingga 400G. Disebabkan ciri-ciri ini, QSFP-DD digunakan secara meluas dalam pengkomputeran berprestasi tinggi, rangkaian awan dan sistem penghantaran tulang belakang berskala besar.

Secara keseluruhannya, QSFP-DD serasi dengan rangkaian 400G, manakala QSFP56 lebih sesuai untuk aplikasi Ethernet 200G semasa. Dengan penggunaan kuasa yang rendah, reka bentuk terma yang ringkas dan antara muka yang matang, ia kini merupakan faktor bentuk yang paling banyak digunakan untuk modul optik 200G.

Perbandingan Pembungkusan dan Kepadatan Port

200G QSFP56（4×50G）

The modul QSFP56 mengekalkan faktor bentuk yang sama seperti modul QSFP terdahulu, berukuran kira-kira 70mm × 18mm × 13mm. Ia menggunakan empat saluran, setiap satunya dengan kadar data 50Gbps, untuk jumlah lebar jalur sehingga 200Gbps. Reka bentuk ini menggabungkan prestasi dan saiz dengan baik, memuatkan banyak data dalam ruang yang kecil. Sebagai contoh, rak 1RU standard boleh menampung sehingga 36 port QSFP56, menjadikannya sesuai untuk persekitaran rangkaian dengan keperluan lebar jalur dan jumlah port yang tinggi.

200G QSFP-DD（8×25G）

QSFP-DD adalah lebih besar sedikit, berukuran 87mm × 18mm × 13mm. Ia mempunyai lapan saluran berkelajuan tinggi, setiap satunya boleh mengendalikan sehingga 50 bilion bit sesaat (50 Gbps), dengan jumlah keseluruhan 400 bilion bit sesaat (400 Gbps). Walaupun biasanya hanya beberapa saluran ini digunakan dalam aplikasi 200G, saiznya memudahkan peralihan kepada rangkaian 400G. Disebabkan reka bentuknya yang lebih padat, rak 1RU boleh memuatkan sehingga 64 port QSFP-DD, hampir dua kali ganda kepadatan port QSFP56.

Secara keseluruhannya, kedua-dua modul direka untuk senario komunikasi data berkelajuan tinggi dan menawarkan ciri boleh pasang yang sangat baik. QSFP56 lebih ringan, menggunakan kurang kuasa dan mempunyai kos penggunaan yang lebih mudah diurus. QSFP-DD merupakan pilihan yang lebih baik untuk pusat data yang perlu memperluas lebar jalurnya. Walaupun kedua-duanya berbeza dari segi reka bentuk dan keupayaan, kedua-duanya telah menjadikan modul optik 200G digunakan secara meluas.

Perbandingan Teknologi Modulasi

200G QSFP56 (Modulasi PAM4)

Modul QSFP56 mempunyai empat saluran untuk menghantar dan menerima data, setiap satunya mampu mencapai kelajuan sehingga 56 Gbps. Teknologi PAM4 membolehkan setiap kitaran isyarat membawa lebih banyak maklumat, sekali gus meningkatkan kelajuan penghantaran data dengan ketara. PAM4 kini merupakan penyelesaian yang paling biasa untuk modul optik 200G. Ini bermakna ia boleh menghantar lebih banyak data pada masa yang sama sambil menggunakan lebar jalur yang lebih sedikit. Ia juga menggunakan frekuensi isyarat yang sama seperti sebelum ini.

200G QSFP-DD (Modulasi NRZ/PAM4)

Modul QSFP-DD menggunakan struktur lapan lorong, dengan setiap lorong menghantar sehingga 25 Gbps di bawah modulasi NRZ atau 50 Gbps di bawah modulasi PAM4. Apabila beroperasi dalam mod NRZ, ia memberikan jumlah lebar jalur sebanyak 200 Gbps, manakala PAM4 meningkatkannya sehingga 400 Gbps. Keupayaan dwi-mod ini membolehkan QSFP-DD disesuaikan secara fleksibel dengan persediaan rangkaian yang berbeza dan keperluan kelajuan yang terus berkembang.

Berbanding modulasi NRZ (bukan-kembali-ke-sifar) tradisional, isyarat PAM4 boleh menghantar data dua kali ganda dalam lebar jalur yang sama. Dengan mengembangkan isyarat dua aras asal kepada empat aras, PAM4 mengurangkan separuh kadar simbol, sekali gus mengurangkan kehilangan penghantaran dengan berkesan. Ciri ini menjadikan PAM4 satu kejayaan penting dalam komunikasi optik berkelajuan tinggi, yang menjadi asas teknikal bagi modul optik yang mampu mencapai kelajuan 200G dan lebih tinggi.

Perbandingan Penyelesaian Seni Bina

Penyelesaian DSP 200G QSFP56 —

QSFP56 biasanya menggunakan sejenis modulasi yang dipanggil PAM4, yang boleh mencapai kelajuan sehingga 200Gb/s dalam konfigurasi saluran 4x50G. PAM4 boleh membawa lebih banyak data bagi setiap unit lebar jalur, tetapi lebih sensitif terhadap hingar dan herotan. Oleh itu, ia memerlukan pemproses isyarat digital (DSP) untuk memastikan isyarat dipulihkan dengan betul. DSP memberikan toleransi kerosakan pautan dan pengoptimuman prestasi yang lebih baik, tetapi menggunakan kuasa tambahan dan menambah kos, sekali gus memerlukan pertukaran antara prestasi dan kecekapan tenaga semasa reka bentuk.

200G QSFP-DD — Seni Bina Analog Sepenuhnya

Pelaksanaan analog sepenuhnya yang biasa bagi QSFP-DD menggunakan modulasi NRZ dan beroperasi pada 8x25G. Penyelesaian ini memastikan isyarat berfungsi dengan baik tanpa memerlukan pemproses isyarat digital (DSP) yang rumit. Ini bermakna sistem ini hampir sepantas penyelesaian berasaskan DSP. Reka bentuk analog sepenuhnya lebih baik daripada reka bentuk digital kerana menggunakan kurang kuasa dan lebih murah untuk dihasilkan. Hal ini kerana reka bentuk tersebut lebih ringkas dan mempunyai lebih sedikit komponen. Ini menjadikannya sesuai untuk situasi yang memerlukan kependaman rendah atau apabila kecekapan tenaga penting.

Perbandingan Keserasian Ke Belakang

Reka bentuk ketumpatan dwi QSFP-DD menyokong konfigurasi 4 dan 8 lorong serta serasi ke belakang dengan QSFP+, QSFP28 dan QSFP56, memudahkan penghijrahan lancar antara peranti dengan kelajuan yang berbeza. QSFP56 juga serasi dengan QSFP+ dan QSFP28, menyediakan laluan naik taraf yang lebih fleksibel daripada 40G/100G kepada 200G, serta membolehkan penggunaan memilih penyelesaian yang tepat berdasarkan kos, penggunaan kuasa dan keperluan pengembangan masa hadapan.

Pengenalan Produk QSFP56 200G

200G QSFP56 SR4

The 200G QSFP56 SR4 modul ialah modul optik dupleks penuh berasaskan gentian multimod. Ia mempunyai empat saluran penghantaran dan penerimaan bebas, setiap satunya mampu mencapai sehingga 53.125 Gb/s, dengan lebar jalur keseluruhan sebanyak 200 Gb/s. Modul ini menggunakan reka bentuk optik selari dengan panjang gelombang 850nm dan serasi dengan gentian multimod OM3 sepanjang 70 meter (atau gentian OM4 sepanjang 100 meter), menjadikannya sesuai untuk sambungan jarak pendek berkelajuan tinggi.

Antara muka ini menggunakan penyambung APC MTP/MPO-12 yang serasi dengan kabel tampalan gentian multimod standard. Modul ini mempunyai penyambung elektrik 38-pin untuk input dan output isyarat berkelajuan tinggi. Modul SR4 menawarkan reka bentuk kompak, kependaman rendah dan penggunaan kuasa rendah, menjadikannya pilihan popular untuk sambungan antara kabinet atau aplikasi lapisan pengagregatan di pusat data.

200G QSFP56 FR4

Modul 200G QSFP56 FR4 direka untuk komunikasi optik jarak sederhana dan jauh serta menggunakan teknologi pemultipleksan empat panjang gelombang (CWDM). Dengan menggunakan empat laser EML, modul ini menukar isyarat elektrik PAM4 4x50G kepada empat isyarat optik dengan panjang gelombang tengah 1271nm, 1291nm, 1311nm dan 1331nm, yang sepadan dengan julat panjang gelombang CWDM yang ditakrifkan oleh piawaian ITU-T G.694.2.

Ia menggunakan penyambung LC dupleks untuk bahagian optik dan juga mempunyai antara muka elektrik 38-pin, yang membolehkannya menghantar isyarat pada jarak sehingga 2 kilometer. Modul FR4 lebih baik daripada modul SR4 untuk menyambungkan bilik peralatan atau rangkaian peringkat kampus. Ia boleh menghantar maklumat pada jarak yang lebih jauh sambil menggunakan kurang kuasa. Ia merupakan salah satu pilihan yang boleh digunakan untuk pelbagai aplikasi yang lebih luas dalam siri 200G QSFP56.

Kesimpulan

Walaupun QSFP-DD kini mendominasi Ethernet 400G, ini tidak bermakna QSFP56 sudah lapuk. Bagi pusat data yang keperluan lebar jalurnya masih belum mencapai 400G, modul optik QSFP56 200G kekal sebagai penyelesaian yang boleh dipercayai dan cekap. Ia memberikan keseimbangan yang sangat baik antara prestasi, penggunaan kuasa dan keserasian, menjadikannya pilihan yang berdaya maju untuk menaik taraf lebar jalur dalam rangkaian berskala sederhana hingga besar.

Bagi mereka yang merancang peralihan berperingkat kepada 400G, modul optik 200G QSFP-DD menawarkan penyelesaian yang lebih menjimatkan kos. Faktor bentuk ini serasi dengan seni bina rangkaian berkelajuan lebih tinggi pada masa hadapan, mengekalkan nilai pelaburan sistem sedia ada sambil memudahkan pengembangan kepada 400G pada masa hadapan. Dengan kata lain, QSFP56 sesuai untuk persekitaran operasi semasa yang stabil, manakala QSFP-DD lebih merupakan pilihan peralihan untuk fasa seterusnya.