Tehnični pregled QSFP-DD

QSFP-DDOpredelitev

QSFP-DD(Quad Small Form-factor Pluggable Double Density) je vtični optični modul v obliki faktorjaQSFPdružina, ki podpira višje hitrosti prenosa podatkov, predvsem cilja na visoko-hitrostne zahteve medsebojnega povezovanja v podatkovnih centrih, visoko-zmogljivo računalništvo in telekomunikacijska omrežja. Osrednji pomen "Double Density" je v dizajnu električnega vmesnika, ki se širi od tradicionalnegaQSFP4 električni pasovi (4-pasovni) do 8 pasov (8-pasovni), kar podvoji gostoto pasovne širine znotraj istega fizičnega odtisa in zagotavlja strojno osnovo za hitrosti 200G/400G in celo 800G.

Na ravni tehnologije modulacije,Oddajniki-sprejemniki QSFP-DDpodpira tradicionalno kodiranje NRZ (Non{0}}Return-to-Zero) in višji-red PAM4 (4-stopenjska pulznoamplitudna modulacija). PAM4 prenaša 2 bita informacij na simbol, s čimer doseže dvojno hitrost prenosa podatkov pri isti hitrosti prenosa podatkov in tako postane glavna tehnična pot za hitrosti 400G in več. Enojni pasHitrost QSFPse lahko poveča s 25G NRZ na 50G PAM4 ali višje. Kar zadeva okvir specifikacije,QSFP-DDMehanski, električni in upravljalni vmesniki so opredeljeni zQSFP-DD MSA(Multi{0}}Source Agreement), medtem ko ethernetne aplikacije sledijo standardom serije IEEE 802.3, kot sta 802.3bs (200G/400G) in 802.3ck (800G).

QSFP-DDPrednosti pakiranja

QSFP-DDpodeduje fizične dimenzijeQSFPserije (širine približno 18,35 mm), kar omogoča, da ena stikalna plošča RU sprejme 36vrata QSFP, ki zagotavlja višjo skupno prepustnost pasovne širine v istem prostoru omare in zmanjšuje stroške prostora na enoto pasovne širine. Zasnova vrat ohranja mehansko in električno združljivost s prejšnjimiQSFP+inQSFP28 moduli. StikaloVrata QSFP-DDlahko neposredno sprejme nižjo-stopnjoQSFP moduli, s krmilnikom vrat, ki se samodejno prilagodi delovanju v 4-pasovnem načinu, ki podpira postopno nadgradnjo omrežja brez potrebe po popolni zamenjavi infrastrukture.

Povečana poraba energije 8-pasovne arhitekture postavlja višje zahteve glede toplotnega upravljanja. TheQSFP-DDspecifikacija rezervira prostor za izboljšane toplotne zasnove, kar prodajalcem sistemov omogoča podporo modulom z 12 W do 15 W ali celo večjo porabo energije prek optimiziranega pretoka zraka v ohišju, namenskih hladilnih odvodov ali rešitev za tekoče hlajenje. Z vidika industrijskega ekosistemaQSFP-DDje oblikoval celotno dobavno verigo, z-uvedbami velikega obsega s strani običajnih prodajalcev omrežne opreme in ponudnikov storitev v oblaku, ki še dodatno zmanjšuje stroške modulov. Združljivo s tretjimi-izvajalciQSFP modultrg je aktiven, zrela orodja za testiranje in postopki za diagnosticiranje napak pa poenostavljajo delovanje in upravljanje vzdrževanja.

QSFP-DDvsQSFPPrimerjava serije

Arhitektura in razlike v ceni

QSFP-DDsprejme 8-pasovno arhitekturo, medtem koQSFP+, QSFP28, QSFP56, inQSFP112vse temeljijo na 4-pasovnih zasnovah. Ta temeljna razlika določa zgornjo mejo stopnje in tehnične izvedbene poti za vsak faktor oblike. Naslednja tabela predstavlja primerjavo osnovnih parametrov za vsak faktor oblike:

QSFP-DDlahko doseže enake stopnje z nižjo-hitrostjo na pas. Na primer, 8×25G PAM4 doseže 200G, 8×50G PAM4 pa 400G. V primerjavi s 4-pasovnimi rešitvami to zmanjšuje izzive celovitosti enokanalnega signala in zmanjšuje stroške FEC (Forward Error Correction).

Tehnologija modulacije

4-pasovna pot dosega rast pasovne širine z nenehnim povečevanjem hitrosti na pas, odQSFP+je 10G NRZ doQSFP112100G PAM4-je 10-kratno povečanje enokanalne hitrosti. Ta razvoj mora sprejeti modulacijo PAM4 pri hitrostih nad 50G, da premaga spektralne omejitve, vendar hkrati uvaja višje zahteve glede SNR in bolj zapleteno obdelavo DSP.QSFP-DD8-pasovna arhitektura ponuja alternativo: doseganje ciljne pasovne širine s podvojenim številom pasov pri nižjih hitrostih na pas, zmanjšanje pritiska na zmogljivost na optoelektronske komponente in sistemske stroške, ponujanje porabe energije in prednosti zanesljivosti v segmentih hitrosti 200G/400G.

Združljivost

Fizična združljivost ni enaka funkcionalni združljivosti. Ko je aQSFP28modul je vstavljen v aVrata QSFP-DD, morajo gostiteljska vrata pravilno prepoznati vrsto modula (prek branja EEPROM) in preklopiti na 4-pasovni delovni način, pri tem pa se ujemati s standardi ravni signala NRZ in konfiguracijo parametrov FEC (kot je RS-FEC(528, 514) ali brez FEC). Napake v konfiguraciji lahko povzročijo neuspešno vzpostavitev povezave ali pretirane stopnje bitnih napak. V praksi je treba posvetiti pozornost trem točkam: najprej nekaterim zgodajVrata QSFP-DDvdelana programska oprema kaže anomalije pri prepoznavanju določenih-modulov prodajalcev tretjih oseb; drugič, scenariji mešanega-vstavljanja zahtevajo potrditev, da gostiteljski ASIC podpira dinamično preklapljanje med pasovi; tretjič, združljivost pasivnega/aktivnega kabla DAC/AOC je odvisna od -na strani gostitelja pred-poudarka in prilagoditvenih zmožnosti parametrov izenačevanja. Oglejte si sezname združljivosti prodajalcev opreme ali izvedite testiranje pred-uvedbo za preverjanje.

QSFP-DDv primerjavi z drugimi visoko{0}}hitrostnimi paketi

Fizične dimenzije in gostota vrat

Fizične dimenzije različnih faktorjev oblike paketa neposredno določajo zmožnost uvajanja vrat stikalne plošče.QSFP-DDširina je 18,35 mm, podedujeQSFPkompaktna oblika serije;OSFPširina je približno 22,58 mm, kar zagotavlja prostor za višje zahteve glede moči in toplote;CFP2širina doseže 41,5 mm, namenjena predvsem koherentnim-optičnim aplikacijam na velike razdalje. Na standardnem stikalu 1RU (približno 440 mm širine plošče),QSFP-DDlahko namesti 36 vrat,OSFPpribližno 32 inCFP2samo 10. Za arhitekture podatkovnih centrov Spine-Leaf večja gostota vrat pomeni manj stikal, manjšo zasedenost prostora v omari in poenostavljeno upravljanje kablov.QSFP-DDPrednost gostote neposredno pomeni dvojne prihranke pri CAPEX in OPEX.

Poraba energije in toplotna zasnova

Upravljanje napajanja-hitrostnega modula je kritična omejitev pri načrtovanju sistema.QSFP-DDPoraba energije glavnega modula se giblje od 10 W do 14 W, termično upravljana prek CMIS (Common Management Interface Specification), ki podpira aktivne hladilnike in optimizacijo pretoka zraka.OSFPzasnova zgornja meja moči lahko doseže 15 W-20 W, z večjo toplotno kontaktno površino in rezerviranimi vmesniki za tekoče hlajenje, zaradi česar je primeren za 800G/1.6T ultra-hitre scenarije ali integrirane kompleksne koherentne module za zaznavanje DSP.CFP2 optikapodpirajo najvišjo porabo energije (do 24 W), z moduli, ki v notranjosti sprejmejo popolne koherentne sprejemnike (TIA, laserski gonilnik, vezja za nadzor temperature), ki dosegajo toplotno prevodnost skozi kovinska ohišja. Razlike v porabi energije odražajo razlike v scenariju uporabe:QSFP-DDdaje prednost gostoti in ceni,OSFPuravnoteži delovanje s toplotnim upravljanjem inCFP2se osredotoča na funkcionalno integracijo za-prenos na dolge razdalje.

Pozicioniranje scenarijev aplikacije

Trije paketi tvorijo večplastno komplementarnost v omrežnih arhitekturah.QSFP-DDosredotoča se na medsebojne povezave kratke/srednje-razdalje podatkovnega centra (SR4/DR4/FR4), ki pokriva hrbtenično-plast OM4/OM5večmodno vlaknopovezave znotraj 100 m, navzgornje povezave strežnika NIC in stikalne medsebojne povezave ToR (Top of Rack). Njegova glavna konkurenčnost je v gostoti pristanišč, stroškovni učinkovitosti in združljivosti s prejšnjimi različicami. Pri primerjaviOSFP proti QSFP-DD, OSFPcilja na 800G in višje stopnje v jedrnih slojih podatkovnih centrov v hiperrazmerju in omrežjih InfiniBand (kot sta NDR 400G, XDR 800G). Nekatere vrhunske-grude za usposabljanje z umetno inteligenco sprejmejoOSFPzaradi izjemno visokih zahtev glede pasovne širine med grafičnimi procesorji (kot je NVLink prek Etherneta), s svojimi močnostnimi in toplotnimi zmogljivostmi podpira agresivnejše hitrosti signala in zapletene sheme kodiranja.CFP2zaseda trg metro/-dolge razdalje DCI (medsebojno povezovanje podatkovnih centrov), ki podpira tehnologijo DCO (Digitalna koherentna optika) z modulacijskimi shemami visokega reda, kot sta DP-QPSK in DP-16QAM. Razdalje prenosa segajo od sto kilometrov do tisoč kilometrov prek medcelinskih podmorskih kablov. Tipične aplikacije vključujejo metroOTNmultipleksiranje po valovnih dolžinah, med-regijske medsebojne povezave ponudnikov storitev v oblaku in širitev hrbteničnega omrežja operaterja.

Celovita primerjava treh paketov:

pogosta vprašanja
Kakšna je razlika med QSFP-DD in QSFP112?

QSFP-DD:an8-pasovnicapristop (doseže večjo skupno pasovno širino z uporabo več pasov).

QSFP112: a 4-pasovnicapristop (zanaša se na višje-hitrosti prenosa podatkov na pas in bolj agresivno signalizacijo).

QSFP-DD proti QSFP112: kaj je bistvena razprava?

QSFP112: 4 pasovi z višjo-hitrostjo na pas, ki običajno zahtevajo višjo-zmogljivost SerDes/SI in obdelavo PAM4.

QSFP-DD: 8 steznih lestvic s štetjem pasov, kar lahko zmanjša-obremenitev na vozni pas v določenih hitrostnih segmentih.

Katero vodilo za upravljanje uporabljajo moduli QSFP-DD in zakaj je to pomembno za delovanje?
Večina modulov QSFP-DD uporablja anI²Cvmesnik za upravljanje (zCMISmodel upravljanja). To je pomembno, ker gostitelj bere/piše registre/strani, da pridobi modulenabor zmogljivosti, alarmne vrednosti, Diagnostika DOM, indržavni stroji.

Zakaj se nekateri moduli po vstavitvi »prestavijo navzdol« ali-omejijo?
Pogost razlog: na podlagi zmožnosti, oglaševanih prekEEPROM/CMIS, gostitelj ugotovi, da vrata ne podpirajo ciljaGostiteljski vmesnik(ali trenutni pravilniki uveljavljajo bolj konzervativno moč/toplotno omejitev) in zato samodejno prinesepodatkovna potgor v združljivem spodnjem načinu.