QSFP vs QSFP28 vs QSFP56: Rýchlosť a kompatibilita

QSFP, QSFP28 a QSFP56 sa neustále zamieňajú, pretože majú rovnaký kompaktný, štvor-pripojiteľný tvar. Nejde však o rovnakú generáciu transceiverov. Najrýchlejší spôsob, ako ich udržať rovno, je rýchlosť Ethernetu:QSFP+ je vytvorený pre 40G, QSFP28 pre 100G a QSFP56 pre 200G.Z toho vyplýva všetko, čo ľudí po - podpore portov, signalizácii, výpadku, FEC a tepelnému správaniu - odvádza.

Predtým, ako začneme, jedna poznámka o názvoch, pretože spôsobuje skutočné chyby pri obstarávaní. V tejto príručke, keď píšeme „QSFP“ samostatne, máme na mysli pôvodnú generáciu 40G, ktorú priemysel zvyčajne označujeQSFP+. Jednoduchý výraz „QSFP“ sa tiež používa voľne pre celú rodinu, takže riadková položka, ktorá hovorí len „QSFP optic“, vám takmer nič nehovorí o jej rýchlosti. K tomu sa vrátime v ďalšej časti.

Ak plánujete upgrade alebo kupujete optiku pre konkrétny prepínač, nevyberajte tvar modulu. Modul QSFP28 čisto zapadne do 40G klietky a stále sa neprepojí, pretože o elektrickom rozhraní, rýchlosti prenosu dát a správaní firmvéru, na ktorom prepojenie skutočne beží, rozhoduje port prepínača -, nie transceiver -.

QSFP+ vs. QSFP28 vs. QSFP56

QSFP vs QSFP+: Sú rovnaké?

To je otázka, ktorá vykoľají viac objednávok ako akýkoľvek problém s kompatibilitou. Krátka odpoveď:QSFP je rodina; QSFP+ je jedným z jej členov.

QSFP je skratka pre Quad Small Form{0}}factor Pluggable. „Quad“ je štvorprúdový- dizajn, ktorý si zachováva každá generácia; čo sa z generácie na generáciu mení, je rýchlosť každého jazdného pruhu. QSFP+ bol prvým široko nasadeným členom, ktorý niesol štyri 10G pruhy pre 40G Ethernet. Pretože to prišlo ako prvé, „QSFP“ a „QSFP+“ sa stali zameniteľnými v údajových listoch, nákupných objednávkach a prepínačoch CLI a tento zvyk sa uchytil aj po objavení sa generácií 100G a 200G.

Takže keď uvidíte „QSFP“ bez čísla, považujte to za nejednoznačné a pred kúpou to vyriešte: optika 40G QSFP+ a optika 100G QSFP28 vyzerajú identicky v zásobníku, ale nie sú zameniteľné v porte. Mechanická obálka, rozhranie správy I²C a pamäťová mapa SFF-8636 sú zdieľané v rámci rodiny QSFP/QSFP28, čo je presne dôvod, prečo sa dve veľmi odlišné optiky môžu na pohľad zameniť. Rýchle mapovanie, ktoré obstojí v praxi:

• QSFP+- 40G, štyri 10G NRZ pruhy.
• QSFP28- 100G, štyri pruhy NRZ triedy 25G-.
• QSFP56- 200G, štyri pruhy 50G-triedy PAM4.

• 

Základný rozdiel: rýchlosť jazdného pruhu a signalizácia

Celá rodina mieri rovnakým spôsobom: ponechajte štyri pruhy, v každom posuňte viac bitov. Každý rýchlostný stupeň je definovanýEthernetové štandardy IEEE 802.3, čo je dôvod, prečo kompatibilná optika od jedného dodávateľa spolupracuje s vyhovujúcim portom od iného.

QSFP+: štyri 10G pruhy (40G)

Modul 40G QSFP+ SR4 prevádzkuje štyri vysielacie a štyri prijímacie pruhy cez paralelné multimódové vlákno, zvyčajne zakončené konektorom MPO/MTP; variant LR4 s jedným režimom multiplexuje štyri vlnové dĺžky na duplexný LC pár s dosahom 10 km. QSFP+ si stále zasluhuje svoje miesto v starých 40G jadrách, testovacích laviciach a odkazoch citlivých na náklady-. Prestáva to dávať zmysel v momente, keď sa váš prístup k serveru presunie na 25G alebo 50G, pretože 40G port sa stáva prekážkou a nie optikou.

QSFP28: štyri 25G pruhy (100G)

QSFP28 si zachováva štvor{1}}rozloženie jazdných pruhov, ale zvyšuje každý jazdný pruh na 25G-triedu NRZ, vďaka čomu je ťažným koňom 100G listových-látok na chrbticu. Jediný port QSFP28 prenáša 100G a na prepínačoch, ktoré odhaľujú režim, sa rozdelí na štyri 25G SFP28 linky -, čo je čistá zhoda pre racky plné 25G serverov napájajúcich 100G uplinky. Jeho ekosystém je hlboký (SR4, DR, FR, CWDM4, PSM4, LR4, plus DAC a AOC), čo je súčasťou toho, prečo zostáva bezpečným predvoleným nastavením pre nové zostavy 100G.

QSFP56: štyri 50G PAM4 pruhy (200G)

QSFP56 opäť zdvojnásobí port na 200G spustením štyroch 50G pruhov a aby sa zmestilo 50G do pruhu, prepne zo signalizácie NRZ na PAM4. NRZ posiela jeden bit na symbol pomocou dvoch úrovní; PAM4 posiela dva bity na symbol pomocou štyroch úrovní. To zabalí viac údajov do rovnakej prenosovej rýchlosti, ale štyri úrovne sú bližšie k sebe, takže spojenie je oveľa menej tolerantné voči šumu, odrazom a okrajovým kanálom. Praktickým dôsledkom je, že QSFP56 nie je „rýchlejší QSFP28“ - je to iná elektrická generácia a očakáva sa, že port, firmvér a partner prepojenia budú navrhnuté pre PAM4.

NRZ vs PAM4: Prečo to mení inžinierstvo

Skok na PAM4 je jediným najväčším dôvodom zlyhania nasadenia QSFP56 tak, ako nasadenia QSFP28. Pri NRZ sa prijímač rozhoduje len medzi dvoma stavmi, takže oko je široké a rezerva zhovievavá. Pri PAM4 musí prijímač oddeliť štyri stavy v rovnakom napäťovom okne, čím sa každé oko zmenší na približne tretinu výšky a spojenie sa silne opiera o DSP a korekciu chýb dopredu.

To je dôvod, prečo FEC prestáva byť voliteľný. 50G-na-jazdný pruh PAM4 bol štandardizovaný v r.IEEE 802.3cd, ktorá nariaďuje RS-FEC pre tieto rozhrania; oprava chýb je súčasťou toho, ako je prepojenie navrhnuté tak, aby sa zatváralo, nie je to ladiaci gombík, ktorý môžete vypnúť. S prepojením 200G zaobchádzajte ako so systémom, v ktorom optika, hostiteľ SerDes a nastavenie FEC musia súhlasiť.

Príklad z terénu.V jednom okne údržby bol 200G odkaz na oboch koncoch čistý a prešiel rýchlym testom ping, takže bol odhlásený. O niekoľko hodín neskôr, sledovanie hlásených chýb FEC{2}}výstupu a občasné poklesy. Príčinou bol nesúlad FEC: jedna strana mala povolenú RS-FEC, druhá zdedila profil, ktorý ju deaktivoval. Odkaz „fungoval“ len tak dlho, aby skryl problém. Oprava bola triviálna; poučenie bolo, že na PAM4 potvrdíte režim FECpredtýmzatvoríte zmenu, pretože odkaz, ktorý svieti, nie je to isté ako odkaz, ktorý je zdravý.

Kompatibilita: Môžete kombinovať QSFP+, QSFP28 a QSFP56?

Tu sa míňa najviac skutočných peňazí. Moduly sú mechanicky zameniteľné; porty nie sú. Pravidlo, ktoré vysvetľuje takmer každý prípad, je jednoduché:

Port s vyššou{0}}rýchlosťou môže často riadiť modul s nižšou{1}}rýchlosťou, ale port s nižšou{2}}rýchlosťou nikdy nemôže riadiť modul s vyššou-rýchlosťou, pokiaľ to predajca výslovne nenavrhol.

Modul QSFP+ v porte QSFP28?

Často áno -, keď vám prepínač umožňuje nastaviť port na režim 40G. 100G SerDes je možné nakonfigurovať až na elektrický profil 40G, ktorý optika QSFP+ očakáva, vďaka čomu sú fázované migrácie 40G→100G praktické na rovnakom hardvéri. Háčik je v tom, že port musí propagovať režim nižšej-rýchlosti v zozname podporovaných{10}}optiky; mechanické prispôsobenie nie je to isté ako inzerovaný režim.

Modul QSFP28 v porte QSFP+?

Nie. Port QSFP+ poskytuje iba elektrické rozhranie 40G-triedy a neexistuje žiadna cesta, ako získať 25G-na-jazdný pruh signalizujúci potrebu 100G optiky. Modul sa usadí a môže dokonca čítať jeho EEPROM, ale spojenie nedokáže vyjednať až 100 G - hostiteľ jednoducho nemá pruhy, aby ho napájal. Očakávanie, že automatické{12}}vyjednávanie preklenie túto medzeru, je klasická chyba: 100G QSFP28 SR4 vhodená do 40G-iba klietky zostane tmavá bez ohľadu na to, ako je nakonfigurovaný port.

Modul QSFP56 v porte QSFP28?

Nie. QSFP56 potrebuje pruhy s podporou 50G PAM4-; port QSFP28 je skonštruovaný pre 100G NRZ a nemá ani rýchlosť na jeden pruh, ani dátovú cestu PAM4 na spustenie optiky 200G. Neexistuje žiadne nastavenie softvéru, ktoré by konvertovalo port 100G NRZ na port 200G PAM4.

Môže port QSFP56 spustiť staršie moduly?

Často, ale len dizajnovo. Mnoho platforiem 200G vystavuje režimy 100G QSFP28 a 40G QSFP+ na tej istej klietke, takže operátori môžu vykonať upgrade, no táto spätná prevádzka je vlastnosťou prepínača ASIC a jeho softvéru, nie samotnej klietky QSFP56. Testuje sa, či sa optika zobrazuje v zozname podporovaných dodávateľom pre danú platformu a režim -, ak nie, predpokladajme, že nie je podporovaná.

Breakout kompatibilita

Breakout je druhý, samostatný zdroj mŕtvych odkazov, pretože závisí od režimu portuaoperačný systém, nielen kábel. Každá generácia sa rozbieha v rámci vlastnej rýchlosti jazdného pruhu:

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

Konektory vyzerajú povedome naprieč generáciami, v tom je práve pasca: zostava 40G-až{5}}4×10G nie je to isté ako zostava 100G-to{10}}4×25G, aj keď sú obe ukončené rovnakým spôsobom. Prerušovacie prepojenie zlyhá, keď nadradený port nebol umiestnený v prerušovacom režime, keď obraz operačného systému neodhalí toto špecifické rozdelenie alebo keď vzdialený koniec nedokáže spustiť cieľovú rýchlosť jazdných pruhov – a prepojenie, ktoré je napoly natiahnuté cez štyri kanály, je ťažšie diagnostikovať ako to, ktoré sa nikdy neobjavilo. Pred objednaním prispôsobte zostavu rýchlosti portu a potvrďte, že platforma podporuje presné rozdelenie. Keď paralelná optika napája zlom, strana vlákna je zvyčajne zostavená zVylamovacie káble MTP/MPOdimenzované na počet jazdných pruhov.

Kabeláž a dosah: SR4, LR4, FR4, DR4, DAC a AOC

Generovanie modulu je len polovica rozhodnutia; vzdialenosť spojenia, typ vlákna a konektor sú druhou polovicou. Nižšie uvedené hodnoty dosahu sú nominálne hodnoty definované normou IEEE 802.3 pre bežné varianty -, presná vzdialenosť vždy závisí od triedy vlákna a konkrétnej optiky.

Viacrežimové odkazy s krátkym-dosahom

Vo vnútri radu alebo cez halu je predvolená optika SR4 cez paralelný multimód. Varianty SR4 všetkých troch generácií bežia na vlákne ukončenom MPO/MTP, takže kabeláž, ktorá ich napája, je zvyčajne vyrobená zprepojovacie káble MPO/MTPso správnou polaritou a mapovaním jazdných pruhov.

Dosah je miesto, kde sa zahryzne do viacerých režimov: prechod z 40G na 100G na rovnakej kabeláži OM3 skracuje podporovanú vzdialenosť a 200G je ešte tesnejší. Ak opätovne používate existujúce káblové rozvody, overte si kvalitu vlákna oproti špecifikácii optiky skôr, ako sa zaviažete - náš prehľadLimity vzdialenosti OM3 a OM4určuje, kde má každý stupeň vrchol.

Jedno{0}}režimové odkazy

Pri dlhších záťahoch pokrývajú LR4, FR4, DR4, CWDM4 a PSM4 rôzne vzdialenosti a kompromisy architektúry. Varianty WDM (FR4, LR4, CWDM4) zrútia štyri vlnové dĺžky na duplexný pár, takže končia vduplexné LC konektory; paralelné jedno{0}}režimové varianty (DR4, PSM4) uchovávajú oddelené vlákna na jeden pruh a namiesto toho používajú MPO/MTP.

Na samotnom vlákne záleží rovnako ako na optike na vzdialenosť. Zariadenie s jedným-režimom je zvyčajneOS2 vláknopre vonkajšie{0}}prevádzky a dlhé areály a prispôsobenie kategórie vlákien rozpočtu dosahu optiky je to, čo udrží 10 km spojenie v rámci špecifikácie.

Odkazy DAC a AOC

V-skriňových alebo priľahlých{1}}priechodoch do stojana sú často lacnejšie a jednoduchšie ako samostatné optiky plus prepojky priame{2}}pripojenie medeného (DAC) kábla (DAC) a aktívneho optického kábla (AOC). DAC je najlacnejšia-možnosť pre veľmi krátke medené trasy; AOC je ľahší a dosahuje ďalej ako pasívna meď. Pri 50 G-na-pruh PAM4 je dĺžka medi a kvalita signálu neúprosná rýchlo, takže pasívny DAC, ktorý bol v poriadku pri 25G, nemusí mať pri vyšších rýchlostiach konzervatívnu dĺžku medi 50G -.

Energia, FEC a tepelné plánovanie

Rýchlejšie pruhy vyžadujú viac spracovania signálu a toto spracovanie sa prejavuje ako teplo. Ako hrubý sprievodca možno uviesť, že optika 40G QSFP+ sa bežne pohybuje v rozsahu ~1,5–3,5 W, 100G QSFP28 okolo 3,5–5 W a 200G QSFP56 často 5–7 W alebo viac v závislosti od variantu. Nemusíte hádať: každý modul inzeruje svoje čerpanie prostredníctvomVýkonové triedy SFF-8636spravuje výbor SNIA SFF a prepínač presadzuje maximálnu triedu na klietku.

Podľa-portu, ktorý znie neškodne; v mierke nie je. Zvýšenie o 2 W na port cez 32-portový 1RU prepínač pridáva približne 64 W optického tepla do šasi, ktoré už bolo tepelne tesné, a plne obsadená 64-portová skrinka to zdvojnásobuje. To stačí na posunutie okrajových portov za ich teplotné limity, ak je smer prúdenia vzduchu nesprávny alebo susedné klietky majú tiež horúcu optiku.

Príklad z terénu.Hustý horný--rack prepínač bol osadený vysoko-optikou s dlhým{3}}dosahom v každom porte. Prepojenia boli zdravé, ale v priebehu jedného dňa podvozok zaznamenal teplotné alarmy na klietkach najbližšie k výfuku teplého-vzduchu. Nič nebolo chybné - prúdenie vzduchu v stojane a tepelný rozpočet prepínača na-port jednoducho nebol pre túto kombináciu optiky naplánovaný. Karty sa vrátili k špecifikáciám po premiešaní{10} vysokovýkonnej optiky preč od horúceho rohu a korekcii smeru prúdenia vzduchu. Šírka pásma bola plánovaná; teplo nemal.

Pred nasadením QSFP56 alebo vysokého{1}}dlhého{2}}dosahu výkonu QSFP28 si naplánujte výkonovú triedu modulu, ktorú prepínač umožňuje, smer prúdenia vzduchu (spredu-do{5}}zozadu-do-vpredu), teplotné limity dodávateľa, načítané hodnoty teploty DOM v reálnom čase, či susedné porty} prenášajú vysoký výkon optiky} a výkon optiky} aj susedné porty} A keďže prepojenia PAM4 závisia od zatvorenia RS-FEC, nastavte režim FEC pre oba konce pred oknom zmeny, nie počas neho.

Výber podľa scenára

Namiesto všeobecného „vyberte najrýchlejšie“ prispôsobte optiku situácii. V tabuľke nižšie sú uvedené prípady, ktoré sa vyskytujú najčastejšie.

QSFP28 vs QSFP56: ktorá cesta inovácie má zmysel?

Zostaňte na QSFP28, keď je sieť solídne 100G, serverová vrstva je 25G a prioritou je vyspelá cena a nízke riziko. Prejdite na QSFP56, keď je prístupová vrstva skutočne 50G alebo chrbtica je preťažená na 100G a platforma, kabeláž a plán FEC sú pripravené na PAM4-. Rozhodujúca otázka nie je „je o 200 G rýchlejšia“ -, samozrejme, je – ale „podporuje dnes zvyšok spojenia PAM4 a bude 200G stále tá správna úroveň o dva roky, alebo ak by mal rozpočet smerovať k 400 G.“

Kedy nezvoliť QSFP56

Preskočte QSFP56, ak vaše porty nepodporujú 50G PAM4, ak je prístup k serveru stále 10G alebo 25G (200G uplink zostane nečinný), ak stojan nedokáže absorbovať dodatočné teplo na port{6}} alebo ak váš plán preskočí na 400G dostatočne skoro, aby sa 200G stalo uviaznutým medzistupňom. Kúpa 200G optiky pre port, ktorý nedokáže spustiť PAM4, je najdrahšia verzia{12}}chyby s tvarom.

QSFP56 vs. QSFP-DD

Ak navrhujete novú tkaninu s jasnou cestou k 400G, QSFP-DD stojí za zváženie oproti QSFP56. QSFP-DD pridáva druhý rad elektrických pruhov (osem namiesto štyroch) a je bežným tvarovým faktorom pre 400G, pričom zostáva schopný hostiť optiku s nižšou rýchlosťou-na mnohých platformách. Nie je to kvapka-v náhrade za každý prípad použitia QSFP56, hoci - voľba závisí od vašej prepínacej platformy, plánu rozdelenia, rozpočtu na optiku a plánu šírky pásma. nášTechnický prehľad QSFP-DDprechádza tam, kde sa to hodí vzhľadom na štyri-generácie jazdných pruhov.

Čo je potrebné skontrolovať v údajovom hárku prepínača

O väčšine{0}}zlyhaní prepojenia sa rozhoduje v údajovom hárku, nie v stojane. Pred odoslaním objednávky si v dokumentácii platformy prečítajte tieto špecifiká:

1. Režimy rýchlosti na port{0}, ktoré klietka skutočne podporuje (40G / 100G / 200G), nielen typ konektora.
2. Podporovaná-optika alebo matica kompatibility pre danú platformu a vydanie softvéru.
3. Ktorý zlom rozdeľuje obraz operačného systému, ktorý sa vystavuje na tomto porte (4×10G, 4×25G, 4×50G).
4. Maximálna trieda výkonu modulu na klietku a všetky limity pri obsadení susedných portov.
5. Predvolené a konfigurovateľné režimy FEC pre každú rýchlosť.
6. Smer prúdenia vzduchu šasi a jeho menovitý rozsah prevádzkových teplôt.

Bežné chyby, ktorým sa treba vyhnúť

Päť najčastejšie sa opakujúcich: nákup najrýchlejšej optiky bez kontroly podporovaných režimov portu; za predpokladu, že mechanické uloženie sa rovná elektrickej kompatibilite; opätovné použitie prerušovacieho kábla z inej generácie; ponechanie nezhody FEC na linke PAM4; a plánovanie šírky pásma, pričom sa zabúda na teplo, ktoré optika s vyššou rýchlosťou pridáva-prepínaču s vysokou rýchlosťou. Každý z nich je lacný, aby sa zabránilo na papieri a drahé prenasledovať, akonáhle je vybavenie je naskladané.

Kľúčové informácie

QSFP+, QSFP28 a QSFP56 zdieľajú štvorprúdovú obálku, ale obsluhujú tri rôzne sieťové úrovne: 40G, 100G a 200G, pričom QSFP56 prechádza do územia PAM4. Vyberajte z portu prepínača smerom von, nie z optiky dovnútra - pred nákupom potvrďte podporované rýchlostné režimy, zoznam optiky, podporu prerušenia, vlákno a konektor, dosah, FEC a tepelný rozpočet. Pre 100G dnes zostáva QSFP28 praktickou predvolenou hodnotou; QSFP+ stále pokrýva staršie 40G; a QSFP56 je tým správnym volaním po skutočnej hustote 200G, ale len vtedy, keď je na to skonštruovaný celý linkový - port, optika, kábel, FEC a chladenie -.