Что такое оптический трансивер 100G SFP-DD?

В настоящее время наиболее распространенным форм-фактором трансиверов 100G является QSFP28, который отвечает потребностям большинства приложений. Однако с ростом спроса на более высокую плотность портов появился SFP-DD (Small Form-factor Pluggable-Double Density). В этой статье объясняются характеристики, преимущества, распространенные типы и различия между трансиверами 100G SFP-DD и 100G DSFP.

Обзор SFP-DD 100G

Что такое оптический трансивер 100G?

Проще говоря, Оптический модуль 100G — это трансивер со скоростью 100G. Здесь G — единица измерения скорости передачи оптического сигнала, которая составляет Gbps. Распространённый форм-фактор — QSFP28, оснащённый четырьмя независимыми каналами передачи оптического сигнала, скорость передачи каждого из которых составляет 25G. 

Что такое форм-фактор Double Density SFP-DD？

С учётом тенденции развития центров обработки данных в сторону высокой пропускной способности и большой ширины полосы пропускания сетевые карты серверов и коммутаторы доступа развиваются в направлении интерфейса следующего поколения 100GE. Интерфейс 100GE следующего поколения состоит из двух физических каналов 50GE, что вдвое меньше числа физических каналов предыдущего поколения интерфейса QSFP28, а плотность портов повышается. SFP-DD — это интерфейс 100GE следующего поколения.

Форм-фактор SFP-DD (Small Form-factor Pluggable-Double Density) был предложен компанией Alibaba на выставке OFC 2017 года. При инициативе и поддержке Alibaba 12 июля 2017 года была создана организация SFP-DD MSA. Организация SFP-DD MSA ставит целью разработку стандартов оптоэлектронных интерфейсов, механической конструкции и рассеивания тепла для соединения серверов и коммутаторов в сетях центров обработки данных следующего поколения со скоростью 400G.

SFP-DD заменяет традиционный 4-канальный модуль центра обработки данных двухканальным, поддерживающим скорость до 25 Гбит/с при модуляции NRZ или до 56 Гбит/с при модуляции PAM4, обеспечивая решения агрегации со скоростью до 50 Гбит/с или 112 Гбит/с PAM4. В будущем он также сможет предоставлять решения подключения, например требуемые центрам обработки данных следующего поколения 200G (2x 100G), экономя место для установки оборудования в центрах обработки данных и отвечая требованиям следующего поколения центров обработки данных к малым размерам, высокой плотности и низкому энергопотреблению.

Форм-фактор SFP-DD обратно совместим с текущим интерфейсным решением SFP/SFP+, что создаёт основу для плавного перехода от решения 25G SFP28 к 100G, а также формирует базовую техническую платформу для обновления одноканального оптического порта с 50G до 100G. SFP-DD и QSFP-DD могут образовать комплексное решение для доступа 100G в сетях центров обработки данных и соединения между коммутаторами 400G.

Зачем нужен оптоволоконный трансивер 100G SFP-DD?

Модуль SFP-DD необходим, поскольку он обладает множеством преимуществ. 

Во-первых, SFP-DD использует двухканальную архитектуру и технологию многоуровневой модуляции PAM4, что вдвое увеличивает пропускную способность данных по сравнению с традиционной модуляцией NRZ. Эта особенность идеально подходит для ресурсоемких по пропускной способности сервисов, таких как обучение моделей ИИ, потоковая передача видео в формате 8K сверхвысокой четкости и анализ больших данных в реальном времени, обеспечивая неблокируемую передачу при огромных потоках данных.

Во-вторых, модуль SFPDD использует двухканальную архитектуру, которая позволяет увеличить плотность портов в том же физическом пространстве и повысить эффективность его использования.

Кроме того, оптические модули SFP-DD совместимы с SFP/SFP+, что обеспечивает недорогой переход. 

Наконец, оптические модули SFP-DD могут значительно повысить производительность сети. Их более высокая способность обработки данных и меньшая задержка делают сеть более стабильной и эффективной при работе с требовательными приложениями, такими как потоковая передача больших объемов данных, потоковое видео или облачные вычисления, обеспечивая стабильность и отзывчивость сети при передаче данных в больших масштабах.

Какие бывают распространенные типы трансиверных модулей 100Gb SFP-DD?

Оптический модуль 100GBASE-DR SFPDD

Оптический модуль 100GBASE-DR Single Lambda SFPDD обеспечивает подключение 100GbE и поддерживает расстояние до 500 м по одномодовому волокну (SMF) через Дуплексные LC-коннекторы на длине волны 1310nm. Этот трансивер соответствует стандартам SFPDD MSA и SFP-DD MIS Rev 2.0 и преобразует 2x26.5625G электрических линий PAM4 в один оптический канал PAM4 53.125G в соответствии со спецификациями IEEE 100GBASE-DR.

Оптоволоконный модуль 100GBASE-FR SFPDD

Модули 100G FR SFP-DD предназначены для поддержки передачи данных Ethernet со скоростью 100G по одномодовому волокну на длине волны 1310nm. Дальность передачи может достигать 2km. Модуль использует дуплексные разъемы LC, соответствует стандартам SFP-DD MSA и SFP-DD MIS Rev 2.0 и объединяет два электрических канала PAM4 26.5625G в один оптический канал PAM4 53.125G для соответствия требованиям стандарта IEEE 100GBASE-FR.

Оптический трансиверный модуль 100GBASE-LR SFPDD

Модуль SFP-DD Single Lambda 100GBASE-LR предназначен для передачи данных 100GBASE Ethernet по одномодовому оптоволокну (SMF) на расстояние до 10 км с использованием длины волны 1310 нм и дуплексных разъемов LC. Этот трансивер также соответствует стандартам SFP-DD MSA и SFP-DD MIS Rev 2.0. Он объединяет два электрических канала PAM4 со скоростью 26.5625 ГБод в один оптический канал PAM4 со скоростью 53.125 ГБод, полностью соответствующий спецификации IEEE 100GBASE-LR.

100G DSFP и SFP-DD: в чем разница?

Прежде чем объяснять разницу между 100G DSFP и 100G SFP-DD, необходимо понять, что такое DSFP 100G.

Стандарт MSA DSFP (Dual Chanel Small Form-factor Pluggable) определяет оптические модули для соединений «точка-точка» со скоростью 10G. Это оптический модуль с двумя каналами передачи и двумя каналами приема, который поддерживает две электрические линии и совместим со спецификацией корпуса SFP+. Он может предоставлять решения для оптических модулей с высокой плотностью и низкой стоимостью для сетей 5G. Плотность установки DSFP в два раза выше, чем у SFP, и он совместим с существующей спецификацией SFP.

DSFP поддерживает скорость до 28Gbps в формате NRZ и 56Gbps на каждый электрический канал посредством PAM4, что вдвое превышает количество каналов существующего SFP. Поэтому DSFP сможет поддерживать передачу 56Gbps NRZ или 112Gbps PAM4, а в будущем также будет поддерживать передачу 224Gbps на основе PAM4.

Основное различие между DSFP и SFP-DD заключается в сценариях применения и масштабируемости: DSFP подходит для эффективного управления пропускной способностью на средних скоростях (например, 100G) и часто используется в корпоративных сетях или обычных центрах обработки данных; SFP-DD может обеспечить сверхвысокую скорость 400G благодаря конструкции канала с более высокой плотностью (имеет возможность расширения до восьми линий) и предназначен главным образом для крупных центров обработки данных с плотным трафиком. Он также совместим с традиционными модулями SFP/SFP28, что делает его более подходящим для будущих обновлений. Иными словами, DSFP ориентирован на практические потребности средних скоростей, тогда как SFP-DD ориентирован на высокую плотность и дальнейшее расширение.

Заключение

Оптический трансивер 100G SFP-DD использует двухканальную технологию и технологию PAM4. Он вдвое увеличивает плотность портов и совместим с SFP/SFP+. По сравнению с модулями 100G DSFP, SFP-DD 100G обеспечивает более высокие показатели с точки зрения будущего масштабирования и применения в сетях с высокой плотностью. В целом благодаря высокой плотности и возможности дальнейшего масштабирования SFP-DD 100G стал ключевым выбором для построения сетей 100G и более высоких скоростей.