Como interconectar portas OSFP e QSFP-DD para redes 400G/800G?

Por que a interconexão OSFP e QSFP-DD é importante em redes 400G/800G?

Com a implantação acelerada de redes 400G/800G, os data centers frequentemente precisam usar ambos OSFP e pacotes QSFP-DD para atender às necessidades de diferentes dispositivos e cenários. À medida que o tráfego continua a crescer, a coexistência de vários módulos ópticos de alta velocidade tornou-se a norma, e a interconectividade entre diferentes interfaces tornou-se uma questão crítica.

Devido às diferenças de design entre OSFP e QSFP-DD, a falta de soluções de interconexão adequadas pode afetar a estabilidade do link e a eficiência da implantação. Portanto, alcançar uma interconexão eficiente entre os dois tipos de portas é um pré-requisito importante para garantir uma expansão de rede flexível e atualizações tranquilas. 

Visão geral dos formatos 400G/800G OSFP e QSFP-DD

O que é um módulo OSFP e por que ele é importante para redes de alta velocidade?

OSFP é um novo formato pluggable que oferece suporte a oito canais de alta velocidade, inicialmente suportando 400Gbps (8x50G ou 4x100G). Ele é ligeiramente mais largo e profundo que o QSFP-DD, mas ainda suporta 32 portas OSFP por painel frontal de 1U e 14,4Tbps por slot de comutação de 1U. Os módulos ópticos OSFP são projetados com integridade de sinal e desempenho térmico aprimorados, permitindo que módulos ópticos 800G de próxima geração utilizem oito canais de 100Gbps (8x100G), possibilitando upgrades fáceis de 400G para 800G. O OSFP também oferece compatibilidade retroativa com módulos ópticos 100G QSFP.

Em redes de alta velocidade, os módulos OSFP não apenas possibilitam transmissão de alta densidade, como também têm boa dissipação de calor e são fáceis de manter, permitindo que os data centers operem de forma estável mesmo com um aumento acentuado no tráfego.

OSFP Finned Top vs OSFP Close Top vs OSFP-RHS Flat Top, Qual é a Diferença?

O que é o módulo OSFP Finned Top?

OSFP com topo aletado os módulos apresentam dissipadores de calor metálicos na parte superior, aumentando significativamente a área de superfície para dissipação de calor e melhorando a eficiência do fluxo de ar. Este design é adequado para implantações de alta potência e alta densidade, como data centers de IA ou ambientes de switches 800G, mas sua desvantagem é que impõe altas exigências ao espaço do chassi e ao design do fluxo de ar.

O que é o módulo OSFP Close Top?

O design OSFP Closed Top apresenta uma placa de cobertura na parte superior das aletas do dissipador de calor. O design Closed Top não é apenas adequado para sistemas tradicionais refrigerados a ar, mas também é altamente compatível com arquiteturas refrigeradas a líquido, atendendo às necessidades de implantação de diferentes soluções de dissipação de calor para data centers.

O que é o módulo OSFP-RHS Flat Top?

Ao contrário dos módulos Finned Top, os módulos Flat Top não integram uma estrutura visível de dissipação de calor. Em vez disso, empregam um design de invólucro plano, deixando a tarefa de dissipação de calor para o sistema de resfriamento interno do switch ou servidor, como dissipadores de calor, dutos de ar ou dispositivos de resfriamento líquido. Esse design ajuda a alcançar um gerenciamento de fluxo de ar mais unificado e melhora a consistência geral do projeto térmico do dispositivo.

O que é um módulo QSFP-DD e qual é sua função em data centers？

QSFP-DD (Double Density) é um encapsulamento atualizado baseado no QSFP tradicional. Ao expandir os canais elétricos de 4 para 8, ele suporta taxas de transmissão de 200G, 400G e até 800G. Simultaneamente, é retrocompatível com QSFP+/QSFP28, permitindo que redes existentes façam uma transição suave para velocidades mais altas.

Em data centers, QSFP-DD é usado principalmente para aumentar a densidade de portas e a capacidade geral de largura de banda, permitindo que switches forneçam mais conexões de alta velocidade em espaço limitado. É amplamente usado em computação em nuvem, DCI e outros cenários, e também é uma das escolhas principais para as implantações atuais de redes 400G.

Princípios Básicos para Interconectar com Sucesso Transceptores com Conectores QSFP-DD e OSFP

Garantir a consistência do protocolo

Os dois módulos interconectados devem aderir ao mesmo protocolo de comunicação; por exemplo, um módulo Ethernet só pode fazer interface com outro módulo Ethernet. Se protocolos diferentes, como Ethernet com InfiniBand ou Fibre Channel, forem misturados, mesmo que o fator de forma seja idêntico, o link não poderá ser estabelecido. Portanto, os padrões e cenários de aplicação seguidos pelos módulos devem ser claramente definidos antes da implantação.

Correspondência da modulação da porta óptica

Na interconexão de módulos ópticos, as taxas de sinal elétrico podem diferir, mas as taxas de transmissão no lado óptico e os esquemas de modulação devem permanecer consistentes. Por exemplo, quando um módulo OSFP usa um sinal óptico PAM4 de 4×100G, o outro módulo QSFP-DD também deve emitir um sinal óptico da mesma especificação; caso contrário, a comunicação normal não será possível.

Manter a Compatibilidade do Modo de Fibra

Os cabos de fibra óptica usados em ambas as extremidades do módulo devem ser do mesmo tipo, ou seja, ambos devem ser monomodo ou multimodo. Como os dois tipos diferem significativamente em comprimento de onda operacional, perda de transmissão e cenários de aplicação, misturá-los pode levar à instabilidade do link ou até mesmo à falha completa de comunicação. 

Soluções para Interconectar Portas OSFP e QSFP-DD 400G e 800G

QSFP-DD 400G SR4 para Flat Top OSFP 400G SR4

Em interconexões de curta distância e alta velocidade em data centers, módulos 400G QSFP-DD SR4 podem ser implantados em switches, enquanto módulos 400G OSFP flat-top SR4 podem ser usados em adaptadores de rede, conectados por meio de cabos de conexão de fibra multimodo MTP/MPO-12. Ambos os módulos usam quatro canais ópticos paralelos PAM4 de 100G para alcançar comunicação contínua entre portas. Esta solução econômica é ideal para conexões de alta velocidade e curta distância entre switches ToR e servidores, normalmente adequada para links de fibra óptica que não excedam 100 metros.

QSFP-DD 400G DR4 para Flat Top 400G OSFP DR4

Em cenários que exigem transmissão de média a longa distância, os módulos 400G QSFP-DD DR4 e 400G OSFP flat-top DR4 oferecem uma solução de interconexão eficiente. Esses módulos adotam sinais ópticos paralelos 4×100G PAM4 para realizar a conexão entre portas de switch QSFP-DD e portas de placa de interface de rede OSFP. Combinada com cabos de fibra MTP/MPO-12 OS2, esta solução suporta distâncias de transmissão de até aproximadamente 500m.

DAC QSFP-DD 400G para Flat Top OSFP 400G

Em cenários envolvendo a interconexão de switches e servidores dentro dos mesmos racks ou em racks adjacentes, cabos DAC ou AOC oferecem uma solução simples e eficiente. Cabos DAC flat-top 400G QSFP-DD para 400G OSFP possibilitam conexões diretas plug-and-play entre portas sem a necessidade de módulos ópticos adicionais. Ao usar cabos DAC ou AOC, é essencial garantir que seu esquema de modulação corresponda à velocidade da porta do dispositivo conectado. Por exemplo, se o DAC usa modulação 4×100G PAM4 no lado QSFP-DD, ele será incompatível com um switch 400G QSFP-DD usando modulação 8×50G PAM4.

OSFP 800G com parte superior aletada Breakout para dois 400G QSFP-DD

Além das conexões diretas padrão 400G-para-400G, o módulo 800G OSFP com topo aletado pode dividir uma única porta 800G em duas portas 400G independentes. Este módulo usa modulação PAM4 8×100G e se conecta a dois módulos 400G em um switch QSFP-DD por meio de dois cabos patch de fibra óptica MTP/MPO-12 OS2, alcançando interoperabilidade perfeita entre as portas.

Conclusão

OSFP e QSFP-DD são dois fatores de forma principais para módulos ópticos 400G/800G. Ao confirmar a consistência do protocolo, a correspondência da modulação da porta óptica e a compatibilidade do modo de fibra, mesmo que os dois módulos tenham encapsulamentos diferentes, eles ainda podem ser interconectados.