QSFP vs QSFP28 vs QSFP56: velocitat i compatibilitat

QSFP, QSFP28 i QSFP56 es barregen constantment perquè comparteixen la mateixa forma compacta de quatre-carrils endollables. No són, però, la mateixa generació de transceptors. La manera més ràpida de mantenir-los rectes és mitjançant la velocitat Ethernet:QSFP+ està creat per a 40G, QSFP28 per a 100G i QSFP56 per a 200G.D'això se'n desprèn tot el que fa que la gent s'enganxi després - suport de port, senyalització, ruptura, FEC i comportament tèrmic -.

Una nota de nom abans de començar, perquè provoca errors reals de compra. En aquesta guia, quan escrivim "QSFP" per si sol ens referim a la generació original de 40G que la indústria sol etiquetarQSFP+. El terme senzill "QSFP" també s'utilitza de manera vaga per a tota la família, de manera que una línia que només diu "QSFP òptica" no us diu gairebé res sobre la seva velocitat. Tornarem a això a la següent secció.

Si esteu buscant una actualització o comprant òptiques per a un interruptor específic, no seleccioneu la forma del mòdul. Un mòdul QSFP28 cau net en una gàbia de 40G i encara no s'enllaçarà, perquè el port del commutador - no el transceptor - decideix la interfície elèctrica, la velocitat de dades i el comportament del microprogramari en què s'executa realment l'enllaç.

QSFP+ vs QSFP28 vs QSFP56

QSFP vs QSFP+: són els mateixos?

Aquesta és la pregunta que descarrila més comandes que qualsevol problema de compatibilitat. La resposta curta:QSFP és una família; QSFP+ n'és un membre.

QSFP són les sigles de Quad Small Form-factor Pluggable. "Quad" és el disseny de quatre-carrils que cada generació manté; el que canvia d'una generació a l'altra és la velocitat de cada carril. QSFP+ va ser el primer membre àmpliament desplegat, amb quatre carrils 10G per a Ethernet 40G. Com que va arribar primer, "QSFP" i "QSFP+" es van convertir en intercanviables en fulls de dades, comandes de compra i CLI de canvi, i aquest hàbit es va quedar enganxat fins i tot després que apareguessin les generacions 100G i 200G.

Així, quan veieu "QSFP" sense número, tracteu-ho com a ambigu i resol-ho abans de comprar: una òptica QSFP+ de 40G i una òptica QSFP28 de 100G semblen idèntiques en una safata, però no són intercanviables en un port. L'embolcall mecànic, la interfície de gestió I²C i el mapa de memòria SFF-8636 es comparteixen a través de la família QSFP/QSFP28, motiu pel qual es poden confondre dues òptiques molt diferents a la vista. Un mapa ràpid que es manté a la pràctica:

• QSFP+- 40G, quatre carrils NRZ de 10G.
• QSFP28- 100G, quatre carrils NRZ de classe 25G-.
• QSFP56- 200G, quatre carrils PAM4 de classe 50G-.

• 

La diferència bàsica: velocitat del carril i senyalització

Tota la família escala de la mateixa manera: mantingueu quatre carrils, premeu més trossos cap avall cadascun. Cada grau de velocitat està definit perEstàndards Ethernet IEEE 802.3, per això una òptica compatible d'un proveïdor interopera amb un port compatible d'un altre.

QSFP+: quatre carrils 10G (40G)

Un mòdul 40G QSFP+ SR4 executa quatre carrils de transmissió i quatre de recepció a través de fibra multimode paral·lela, normalment acabada en un connector MPO/MTP; la variant LR4 de mode únic -multiplexa quatre longituds d'ona en un parell LC dúplex per a un abast de 10 km. QSFP+ encara guanya el seu lloc als nuclis heretats de 40G, bancs de proves i enllaços-de costos. Deixa de tenir sentit en el moment en què l'accés al servidor s'ha mogut a 25G o 50G, perquè el port 40G es converteix en el coll d'ampolla en lloc de l'òptica.

QSFP28: quatre carrils 25G (100G)

QSFP28 manté la disposició de quatre-carrils, però augmenta cada carril a la classe NRZ de 25G-, que és el que el va convertir en el cavall de batalla dels teixits de fulla-de 100G. Un únic port QSFP28 porta 100G i, als commutadors que exposen el mode, es divideix en quatre enllaços SFP28 de 25G - la concordança neta per a bastidors plens de servidors de 25G que alimenten enllaços ascendents de 100G. El seu ecosistema és profund (SR4, DR, FR, CWDM4, PSM4, LR4, més DAC i AOC), cosa que és part del motiu pel qual segueix sent el valor predeterminat segur per a les noves compilacions de 100G.

QSFP56: quatre carrils 50G PAM4 (200G)

QSFP56 torna a duplicar el port a 200G executant quatre carrils de 50G i, per encaixar 50G en un carril, canvia de senyalització NRZ a PAM4. NRZ envia un bit per símbol utilitzant dos nivells; PAM4 envia dos bits per símbol mitjançant quatre nivells. Això empaqueta més dades a la mateixa velocitat de transmissió, però els quatre nivells estan més junts, de manera que l'enllaç és molt menys tolerant al soroll, els reflexos i els canals marginals. La conseqüència pràctica és que QSFP56 no és "un QSFP28 més ràpid" - és una generació elèctrica diferent i s'espera que el port, el microprogramari i el soci d'enllaç estiguin dissenyats per a PAM4.

NRZ vs PAM4: per què canvia l'enginyeria

El salt a PAM4 és la principal raó per la qual els desplegaments QSFP56 fracassen de manera que no ho feien els desplegaments QSFP28. Amb NRZ, el receptor només decideix entre dos estats, de manera que l'ull és ample i el marge és indulgent. Amb PAM4, el receptor ha de separar quatre estats a la mateixa finestra de tensió, la qual cosa redueix cada ull a aproximadament un terç de l'alçada i fa que l'enllaç s'inclini amb força en DSP i en la correcció d'errors.

És per això que FEC deixa de ser opcional. 50G-per-carril PAM4 es va estandarditzar aIEEE 802.3cd, que obliga RS-FEC per a aquestes interfícies; la correcció d'errors forma part de com s'ha dissenyat l'enllaç per tancar-se, no un botó de sintonització que podeu desactivar. Tracteu un enllaç de 200G com un sistema on l'òptica, l'amfitrió SerDes i la configuració FEC han d'estar d'acord.

Un exemple de camp.En una finestra de manteniment, un enllaç de 200G va sortir net als dos extrems i va passar una prova ràpida de ping, de manera que es va tancar. Hores més tard, monitorització dels errors d'escalada marcats-FEC i caigudes intermitents. La causa va ser un desajust de FEC: un costat tenia RS-FEC habilitat, l'altre havia heretat un perfil que el desactivava. L'enllaç "va funcionar" el temps suficient per amagar el problema. La solució era trivial; la lliçó va ser que al PAM4 confirmes el mode FECabanstanques el canvi, perquè un enllaç que s'il·lumina no és el mateix que un enllaç saludable.

Compatibilitat: podeu barrejar QSFP+, QSFP28 i QSFP56?

Aquí és on es malgasten la majoria dels diners reals. Els mòduls són intercanviables mecànicament; els ports no ho són. La regla que explica gairebé tots els casos és senzilla:

Un port de -velocitat més gran sovint pot conduir un mòdul de-velocitat més baixa, però un port de-velocitat més baixa mai pot conduir un mòdul de velocitat-més alta tret que el venedor ho hagi dissenyat explícitament.

Mòdul QSFP+ en un port QSFP28?

Sovint sí - quan l'interruptor us permet configurar aquest port en mode 40G. El SerDes 100G es pot configurar fins al perfil elèctric de 40G que espera una òptica QSFP +, que és el que fa que les migracions graduals de 40G → 100G siguin pràctiques al mateix maquinari. El problema és que el port ha d'anunciar el mode de velocitat més baixa-a la seva llista d'òptiques{10}}admeses; l'ajust mecànic no és el mateix que un mode anunciat.

Mòdul QSFP28 en un port QSFP+?

No. Un port QSFP+ només proporciona la interfície elèctrica de classe 40G-, i no hi ha cap camí perquè s'obté els 25G-per-carril que senyalitzi una òptica de 100G que necessita. El mòdul s'assenta i fins i tot pot llegir la seva EEPROM, però l'enllaç no pot negociar fins a 100 G - l'amfitrió simplement no té els carrils per alimentar-lo. L'error clàssic és esperar que la negociació-automàtica superi aquesta bretxa: un 100G QSFP28 SR4 caigut en una gàbia de 40G-només es manté fosc, independentment de com estigui configurat el port.

Mòdul QSFP56 en un port QSFP28?

No. QSFP56 necessita carrils compatibles amb 50G PAM4-; un port QSFP28 està creat per a 100G NRZ i no té ni la velocitat per carril ni el camí de dades PAM4 per executar una òptica de 200G. No hi ha cap configuració de programari que converteixi un port NRZ de 100G en un port PAM4 de 200G.

Un port QSFP56 pot executar mòduls més antics?

Sovint, però només per disseny. Moltes plataformes 200G exposen els modes 100G QSFP28 i 40G QSFP+ a la mateixa gàbia perquè els operadors puguin fer una actualització, però aquesta operació cap enrere és propietat de l'interruptor ASIC i el seu programari, no de la mateixa gàbia QSFP56. La prova és si l'òptica apareix a la llista d'admesos del proveïdor per a aquesta plataforma i en el mode -, si no, suposa que no és compatible.

Compatibilitat Breakout

Breakout és una segona font independent d'enllaços morts, perquè depèn del mode de portiel sistema operatiu, no només el cable. Cada generació esclata dins de la seva pròpia velocitat de carril:

• QSFP+ - 40G a 4 × 10G SFP+.
• QSFP28 - 100G a 4 × 25G SFP28.
• QSFP56 - 200G a 4 × 50G SFP56.

Els connectors semblen familiars a través de generacions, que és precisament la trampa: un conjunt de 40G-a{-4×10G no és el mateix que un conjunt de 100G-a-4×25G, fins i tot quan tots dos acaben de la mateixa manera. Un enllaç de ruptura falla quan el port principal no s'ha col·locat en mode de ruptura, quan la imatge del sistema operatiu no exposa aquesta divisió específica o quan l'extrem llunyà no pot executar la velocitat del carril objectiu, i un enllaç que està a la meitat de quatre canals és més difícil de diagnosticar que un que mai no ha aparegut. Abans de fer la comanda, feu coincidir el conjunt amb la velocitat del port i confirmeu que la plataforma admet la divisió exacta. Quan les òptiques paral·leles alimenten la ruptura, el costat de la fibra normalment es construeixCables de ruptura MTP/MPOmida segons el nombre de carrils.

Cablejat i abast: SR4, LR4, FR4, DR4, DAC i AOC

La generació del mòdul és només la meitat de la decisió; la distància d'enllaç, el tipus de fibra i el connector són l'altra meitat. Les xifres d'abast a continuació són valors nominals definits per IEEE 802.3 per a les variants comunes -, la distància exacta sempre depèn del grau de fibra i de l'òptica específica.

Enllaços multimode{0}}de curt abast

Dins d'una fila o a través d'una sala, l'òptica SR4 sobre multimode paral·lel és la predeterminada. Les variants SR4 de les tres generacions funcionen amb fibra acabada MPO/MTP, de manera que el cablejat que les alimenta normalment es construeix a partir deCordons de connexió MPO/MTPamb la polaritat correcta i el mapa de carrils.

L'abast és on es mou el multimode: passar de 40G a 100G al mateix cablejat OM3 escurça la distància admesa i 200G encara és més ajustat. Si esteu reutilitzant troncals existents, confirmeu la qualitat de la fibra amb les especificacions de l'òptica abans de comprometre - la nostra visió general deLímits de distància OM3 i OM4estableix on arriba cada grau.

Enllaços d'-mode únic

Per a recorreguts més llargs, LR4, FR4, DR4, CWDM4 i PSM4 cobreixen diferents distàncies i intercanvis d'arquitectura-. Les variants WDM (FR4, LR4, CWDM4) col·lapsen quatre longituds d'ona en un parell dúplex, de manera que acaben enconnectors LC dúplex; Les variants d'-mode únic paral·lel (DR4, PSM4) mantenen fibres separades per carril i utilitzen MPO/MTP.

La fibra mateixa importa tant com l'òptica a distància. La planta-mode únic sol serFibra OS2per a les instal·lacions exteriors-i llargues del campus, i fer coincidir la categoria de fibra amb el pressupost d'abast de l'òptica és el que manté un enllaç de 10 km dins de les especificacions.

Enllaços DAC i AOC

Per als salts de-rack o-rack adjacents, el coure de connexió directa-(DAC) i el cable òptic actiu (AOC) solen ser més barats i senzills que les òptiques separades i els ponts. DAC és l'opció de cost-més baix per a tirades de coure molt curtes; L'AOC és més lleuger i arriba més lluny que el coure passiu. A 50 G-per-carril PAM4, la longitud del coure i la qualitat del senyal són implacables, de manera que un DAC passiu que funciona bé a 25 G pot ser que no tingui una mida de coure de 50 G - de manera conservadora a les taxes més altes.

Potència, FEC i Planificació Tèrmica

Els carrils més ràpids necessiten més processament del senyal i aquest processament es mostra com a calor. Com a guia aproximada, l'òptica 40G QSFP+ se situa habitualment en el rang ~ 1,5-3,5 W, 100G QSFP28 al voltant de 3,5-5 W i 200G QSFP56 sovint entre 5 i 7 W o més, segons la variant. No cal que endevineu: cada mòdul anuncia el seu sorteig a través delClasses de potència SFF-8636mantingut pel comitè SNIA SFF, i l'interruptor fa complir una classe màxima per gàbia.

Per-port que soni inofensiu; a escala no ho és. Un augment de 2 W per port a través d'un commutador 1RU de 32 ports afegeix aproximadament 64 W de calor òptic a un xassís que ja era tèrmicament estanc, i una caixa de 64 ports completament poblada ho duplica. Això és suficient per empènyer els ports de vora més enllà dels seus límits de temperatura si la direcció del flux d'aire és incorrecta o les gàbies adjacents també funcionen amb òptiques calentes.

Un exemple de camp.Un dens interruptor-de-la part superior del bastidor es va omplir amb òptiques d'alta-potència-de llarg abast a tots els ports. Els enllaços eren bons, però en un dia el xassís va registrar alarmes de temperatura a les gàbies més properes a l'escapament-d'aire calent. No hi havia res defectuós - el flux d'aire del bastidor i el pressupost tèrmic per-port de l'interruptor simplement no s'havia previst per a aquesta barreja òptica. Les cartes van tornar a les seves especificacions després de reorganitzar l'òptica{10}}d'alta potència lluny de la cantonada calenta i corregir la direcció del flux d'aire. S'havia planificat l'ample de banda; la calor no tenia.

Abans de desplegar QSFP56 o d'alta{1}}potència-per arribar a QSFP28, planifiqueu la classe de potència del mòdul que permet l'interruptor, la direcció del flux d'aire (davant--darrera-davant{-), els límits de temperatura del proveïdor, les lectures de temperatura DOM en directe, si els ports de refrigeració{8} veïnats també porten òptica d'alta potència i la capacitat de refrigeració{8} dels racks veïns. I com que els enllaços PAM4 depenen de l'RS-FEC per tancar-se, establiu el mode FEC per als dos extrems abans de la finestra de canvi i no durant aquesta.

Escollint per escenari

En lloc d'un "tria el més ràpid" genèric, combina l'òptica amb la situació. La taula següent recull els casos que apareixen amb més freqüència.

QSFP28 vs QSFP56: quina ruta d'actualització té sentit?

Mantingueu-vos a QSFP28 quan la xarxa sigui sòlidament 100G, la capa de servidor sigui 25G i la prioritat sigui un preu madur i un baix risc. Passeu a QSFP56 quan la capa d'accés sigui realment de 50 G o la columna vertebral estigui congestionada a 100 G i la plataforma, el cablejat i el pla FEC estiguin preparats per PAM4{10}}. La pregunta decisiva no és "és 200 G més ràpid" - òbviament ho és, sinó que "la resta de l'enllaç és compatible amb PAM4 avui, i el 200G encara serà el nivell adequat d'aquí a dos anys, o si el pressupost aniria cap als 400G".

Quan no triar QSFP56

Ometeu QSFP56 si els vostres ports no admeten 50G PAM4, si l'accés al servidor encara és de 10G o 25G (l'enllaç ascendent de 200G romandrà inactiu), si el bastidor no pot absorbir la calor addicional per-port o si el vostre full de ruta salta a 400G prou aviat perquè 200G es converteixi en un pas intermedi. Comprar una òptica de 200 G per a un port que no pot executar PAM4 és la versió més cara de l'error-de coincidència de forma.

QSFP56 vs QSFP-DD

Si esteu dissenyant un teixit nou amb un camí clar cap a 400G, val la pena comparar QSFP-DD amb QSFP56. QSFP-DD afegeix una segona fila de carrils elèctrics (vuit en lloc de quatre) i és el factor de forma comú per a 400G, tot i que pot allotjar òptiques de menor-velocitat en moltes plataformes. No és una caiguda-en el reemplaçament de tots els casos d'ús de QSFP56, tot i que - l'elecció es basa en la vostra plataforma de commutació, el vostre pla de distribució, el pressupost d'òptica i el full de ruta d'ample de banda. El nostreDescripció tècnica de QSFP-DDcamina per on encaixa en relació amb les quatre generacions-de carrils.

Què cal comprovar a la fitxa de dades de l'interruptor

La majoria dels errors d'enllaç-es decideixen al full de dades, no al bastidor. Abans d'emetre una comanda de compra, llegiu la documentació de la plataforma per conèixer aquestes dades específiques:

1. Els modes de velocitat per-port que admet la gàbia (40G / 100G / 200G), no només el tipus de connector.
2. L'òptica-admesa o la matriu de compatibilitat per a aquesta plataforma i versió de programari exactes.
3. Quina ruptura divideix la imatge del sistema operatiu exposada en aquest port (4×10G, 4×25G, 4×50G).
4. La classe de potència màxima del mòdul per gàbia i qualsevol límit quan s'omplen els ports veïns.
5. Els modes FEC predeterminats i configurables per a cada velocitat.
6. La direcció del flux d'aire del xassís i el seu rang de temperatura de funcionament nominal.

Errors comuns a evitar

Els cinc que més es repeteixen: comprar l'òptica més ràpida sense comprovar els modes compatibles amb el port; suposant que l'ajust mecànic és igual a la compatibilitat elèctrica; reutilitzar un cable de ruptura d'una generació diferent; deixant FEC desajustada en un enllaç PAM4; i planificar l'ample de banda, oblidant la calor que afegeixen les òptiques de més velocitat-a un interruptor dens. Cadascun és barat d'evitar en paper i car de perseguir una vegada que l'engranatge s'aixeca.

Aportacions clau

QSFP+, QSFP28 i QSFP56 comparteixen un sobre de quatre-carrils, però donen servei a tres nivells de xarxa diferents: 40G, 100G i 200G, amb QSFP56 encreuant-se al territori PAM4. Seleccioneu des del port del commutador cap a l'exterior, no des de l'òptica cap a dins -, confirmeu els modes de velocitat admesos, la llista òptica, l'assistència d'interrupció, fibra i connector, abast, FEC i pressupost tèrmic abans de comprar. Per a 100G avui en dia, QSFP28 segueix sent la pràctica predeterminada; QSFP+ encara cobreix l'herència 40G; i QSFP56 és la trucada adequada per a una densitat de 200G genuïna, però només quan tot el port de l'enllaç -, òptica, cable, FEC i refrigeració - està dissenyat per a això.