Technický prehľad QSFP-DD

QSFP-DDDefinícia

QSFP-DD(Quad Small Form{0}}faktor Pluggable Double Density) je pripojiteľný optický modul v rámciQSFProdina, ktorá podporuje vyššie rýchlosti prenosu dát, primárne sa zameriava na{0}}požiadavky na vysokorýchlostné prepojenie v dátových centrách,-vysokovýkonné výpočtové a telekomunikačné siete. Hlavný význam „dvojitej hustoty“ spočíva v dizajne elektrického rozhrania, ktorý sa rozširuje z tradičnéhoQSFP4 elektrické pruhy (4 pruhy) až 8 pruhov (8 pruhov), čím sa zdvojnásobuje hustota šírky pásma v rámci rovnakej fyzickej stopy a poskytuje hardvérový základ pre rýchlosti 200G/400G a dokonca aj 800G.

Na úrovni modulačnej technológieVysielače a prijímače QSFP-DDpodpora tradičného kódovania NRZ (bez{0}}návratu{1}}na{2}}nulu) a vyššieho-radu PAM4 (4-úrovňová modulácia pulznej amplitúdy). PAM4 prenáša 2 bity informácií na symbol, čím dosahuje dvojnásobnú rýchlosť prenosu dát pri rovnakej prenosovej rýchlosti, čím sa stáva hlavnou technickou cestou pre rýchlosti 400G a vyššie. Jediný jazdný pruhRýchlosť QSFPsa môže zvýšiť z 25G NRZ na 50G PAM4 alebo vyššie. Pokiaľ ide o rámec špecifikácií,QSFP-DDmechanické, elektrické a riadiace rozhrania sú definované vQSFP-DD MSA(Multi{0}}Zmluva o zdrojoch), zatiaľ čo ethernetové aplikácie dodržiavajú štandardy série IEEE 802.3, ako napríklad 802.3bs (200G/400G) a 802.3ck (800G).

QSFP-DDVýhody balenia

QSFP-DDzdedí fyzické rozmeryQSFPséria (približne 18,35 mm široká), čo umožňuje jeden spínací panel RU umiestniť 36Porty QSFPposkytuje vyššiu celkovú priepustnosť šírky pásma v rovnakom priestore racku a znižuje náklady na priestor na jednotku šírky pásma. Dizajn portu zachováva mechanickú a elektrickú kompatibilitu s predchádzajúcimiQSFP+amoduly QSFP28. PrepínačPorty QSFP-DDmôžu priamo akceptovať nižšiu-sadzbumoduly QSFP, s radičom portov, ktorý sa automaticky prispôsobuje prevádzke v 4-prúdovom režime, čím podporuje fázovú aktualizáciu siete bez potreby kompletnej výmeny infraštruktúry.

Zvýšená spotreba energie 8-prúdovej architektúry kladie vyššie požiadavky na tepelný manažment. TheQSFP-DDšpecifikácia vyhradzuje priestor pre vylepšené tepelné návrhy, čo umožňuje predajcom systémov podporovať moduly s 12W až 15W alebo ešte vyššou spotrebou energie prostredníctvom optimalizovaného prúdenia vzduchu v šasi, vyhradených chladičov alebo riešení chladenia kvapalinou. Z pohľadu priemyselného ekosystémuQSFP-DDvytvorila kompletný dodávateľský reťazec s rozsiahlymi{0}}nasadeniami od bežných dodávateľov sieťových zariadení a poskytovateľov cloudových služieb, čo ešte viac znižuje náklady na moduly. Kompatibilné s treťou-stranoumodul QSFPtrh je aktívny a vyspelé testovacie nástroje a procesy diagnostiky porúch zjednodušujú prevádzku a riadenie údržby.

QSFP-DDvsQSFPPorovnanie seriálov

Architektúra a rozdiely v sadzbách

QSFP-DDvyužíva 8-prúdovú architektúru, zatiaľ čoQSFP+, QSFP28, QSFP56, aQSFP112všetky sú založené na 4-prúdovom dizajne. Tento zásadný rozdiel určuje strop sadzby a cesty technickej implementácie pre každý tvarový faktor. Nasledujúca tabuľka predstavuje porovnanie základných parametrov pre každý tvarový faktor:

QSFP-DDmôžete dosiahnuť rovnaké rýchlosti pri použití nižších rýchlostí na{0}}jazdný pruh. Napríklad 8×25G PAM4 dosahuje 200G a 8×50G PAM4 dosahuje 400G. V porovnaní so 4{12}}riešeniami to znižuje problémy s integritou jednokanálového signálu a znižuje réžiu FEC (Forward Error Correction).

Modulačná technológia

4-cesta so 4 jazdnými pruhmi dosahuje rast šírky pásma neustálym zvyšovaním rýchlosti na jazdný pruh, odQSFP+10G NRZ naQSFP112100G PAM4-10-násobné zvýšenie jednokanálovej rýchlosti. Tento vývoj musí prijať moduláciu PAM4 pri rýchlostiach nad 50G, aby sa prekonali obmedzenia spektra, ale súčasne zavádza vyššie požiadavky na SNR a komplexnejšie spracovanie DSP.QSFP-DD8-architektúra jazdných pruhov poskytuje alternatívu: dosiahnutie cieľovej šírky pásma prostredníctvom zdvojnásobeného počtu jazdných pruhov pri nižších rýchlostiach na jeden jazdný pruh, čím sa znižuje tlak na výkon na optoelektronické komponenty a systémové náklady, pričom ponúka výhody spotreby energie a spoľahlivosti v segmentoch 200G/400G.

Kompatibilita

Fyzická kompatibilita sa nerovná funkčnej kompatibilite. Keď aQSFP28modul sa vloží do aPort QSFP-DD, hostiteľský port musí správne identifikovať typ modulu (prostredníctvom čítania EEPROM) a prepnúť sa do 4{1}}prúdového pracovného režimu, pričom musí zodpovedať normám úrovne signálu NRZ a konfigurácii parametrov FEC (napríklad RS-FEC(528, 514) alebo bez FEC). Chyby konfigurácie môžu viesť k zlyhaniu vytvorenia spojenia alebo nadmernej bitovej chybovosti. V praxi si vyžadujú pozornosť tri body: po prvé, niektoré včasPort QSFP-DDfirmvér vykazuje anomálie rozpoznávania s konkrétnymi-modulmi dodávateľov tretích strán; po druhé, zmiešané{1}}scenáre vloženia vyžadujú potvrdenie, že hostiteľský ASIC podporuje dynamické prepínanie jazdných pruhov; po tretie, kompatibilita pasívnych/aktívnych káblov DAC/AOC závisí od dôrazu na-strane{3}} hostiteľa a schopnosti adaptácie parametrov ekvalizácie. Uveďte zoznamy kompatibility dodávateľov zariadení alebo vykonajte testovanie pred{5}}nasadením na overenie.

QSFP-DDv porovnaní s inými vysoko{0}}rýchlostnými balíkmi

Fyzické rozmery a hustota portov

Fyzické rozmery rôznych faktorov balenia priamo určujú schopnosť rozmiestnenia portu prepínača.QSFP-DDšírka je 18,35 mm, zdedíQSFPkompaktný dizajn série;OSFPšírka je približne 22,58 mm, čo si vyhradzuje priestor pre vyššie energetické a tepelné požiadavky;CFP2šírka dosahuje 41,5 mm, primárne sa zameriava na koherentné optické aplikácie na dlhé{1}}diaľky. Na štandardnom prepínači 1RU (približne 440 mm šírka panelu)QSFP-DDmôže nasadiť 36 portov,OSFPpribližne 32 aCFP2len 10. Pre architektúry dátového centra Spine-Leaf znamená vyššia hustota portov menej prepínačov, nižšiu obsadenosť rackového priestoru a zjednodušenú správu kabeláže.QSFP-DDVýhoda hustoty sa priamo premieta do dvojitých úspor v CAPEX a OPEX.

Spotreba energie a tepelný dizajn

Vysoká{0}}rýchlosť správy napájania modulov je kritickým obmedzením pri návrhu systému.QSFP-DDSpotreba hlavného prúdu modulu sa pohybuje od 10W-14W, je riadená tepelne prostredníctvom CMIS (Common Management Interface Specification), podporuje aktívne chladiče a optimalizáciu prúdenia vzduchu.OSFPdizajnový výkonový strop môže dosiahnuť 15 W{4}}20 W, s väčšou plochou tepelného kontaktu a vyhradenými rozhraniami na chladenie kvapalinou, vďaka čomu je vhodný pre 800G/1,6T ultra{5}}vysokorýchlostné scenáre alebo integrované komplexné moduly koherentnej detekcie DSP.optika CFP2podporujú najvyššiu spotrebu energie (až 24W), s modulmi vnútorne prispôsobenými kompletným koherentným transceiverom (TIA, laserový ovládač, obvody na reguláciu teploty), čím sa dosahuje vedenie tepla cez kovové kryty. Rozdiely v spotrebe energie odrážajú rozdiely v scenári aplikácie:QSFP-DDuprednostňuje hustotu a náklady,OSFPvyrovnáva výkon s tepelným manažmentom aCFP2sa zameriava na funkčnú integráciu pre prenos-na dlhé vzdialenosti.

Umiestnenie scenára aplikácie

Tieto tri balíky tvoria vrstvenú komplementaritu v sieťových architektúrach.QSFP-DDzameriava sa na dátové centrá Ethernet na krátke/stredné{0}}prepojenia (SR4/DR4/FR4), pokrývajúce Spine-Leaf layer OM4/OM5multimódové vláknopripojenia do 100 m, uplinky servera NIC a prepojenie prepínačov ToR (Top of Rack). Jeho hlavná konkurencieschopnosť spočíva v hustote portov, nákladovej efektívnosti a spätnej kompatibilite. Pri porovnávaníOSFP verzus QSFP-DD, OSFPzameriava sa na 800G a vyššie rýchlosti v základných vrstvách hyperškálového dátového centra a sieťach InfiniBand (ako sú NDR 400G, XDR 800G). Niektoré špičkové-skupiny školení AI využívajúOSFPkvôli extrémne vysokým požiadavkám na šírku pásma medzi GPU (ako je NVLink over Ethernet), s jeho napájacími a tepelnými schopnosťami, ktoré podporujú agresívnejšie rýchlosti signálu a zložité schémy kódovania.CFP2zaberá metro/dlhé{0}}trh DCI (Data Center Interconnect) a podporuje technológiu DCO (Digital Coherent Optics) so schémami modulácie vysokého-rádu, ako sú DP-QPSK a DP-16QAM. Prenosové vzdialenosti siahajú od stoviek kilometrov po tisíce kilometrov cez medzikontinentálne podmorské káble. Medzi typické aplikácie patrí metroOTNmultiplexovanie s delením vlnových dĺžok, vzájomné prepojenie poskytovateľov cloudových služieb{0}}v rôznych regiónoch a rozšírenie chrbticovej siete operátora.

Komplexné porovnanie troch balíkov:

FAQ
Aký je rozdiel medzi QSFP-DD a QSFP112?

QSFP-DD:an8-pruhprístup (dosahuje vyššiu agregovanú šírku pásma použitím viacerých pruhov).

QSFP112: a 4-pruh(spolieha sa na vyššiu{0}}rýchlosť prenosu dát na jazdný pruh a agresívnejšiu signalizáciu).

QSFP-DD verzus QSFP112: čo je základná diskusia?

QSFP112: 4 pruhy s vyššou-rýchlosťou na jeden pruh, ktoré zvyčajne vyžadujú-výkon SerDes/SI vyššej triedy a spracovanie PAM4.

QSFP-DD: 8 jazdných pruhov škálovanie prostredníctvom počítania jazdných pruhov, čo môže znížiť-napätie na jazdný pruh v určitých rýchlostných segmentoch.

Akú zbernicu správy používajú moduly QSFP-DD a prečo je to dôležité pre prevádzku?
Väčšina QSFP-DD modulov používaI²Crozhranie pre správu (sCMISmodel riadenia). To je dôležité, pretože hostiteľ číta/zapisuje registre/stránky, aby získal modulysúbor schopností, alarmové prahy, DOM diagnostika, aštátne stroje.

Prečo sú niektoré moduly po vložení „presunuté nadol“ alebo{0}}obmedzené?
Bežný dôvod: na základe možností inzerovaných prostredníctvomEEPROM/CMIS, hostiteľ zistí, že port nepodporuje cieľHostiteľské rozhranie(alebo súčasné politiky presadzujú konzervatívnejší výkon/tepelný limit), a preto automaticky prinášajúdátová cestav kompatibilnom nižšom režime.