QSFP vs QSFP28 vs QSFP56: Viteză și compatibilitate

QSFP, QSFP28 și QSFP56 sunt amestecate în mod constant, deoarece au aceeași formă compactă, conectabilă pe patru-benzi. Ele nu sunt, totuși, aceeași generație de transceiver. Cel mai rapid mod de a le menține drept este viteza Ethernet:QSFP+ este construit pentru 40G, QSFP28 pentru 100G și QSFP56 pentru 200G.De aici rezultă tot ceea ce declanșează oamenii după - suportul portului, semnalizarea, breakout-ul, FEC și comportamentul termic -.

O notă de denumire înainte de a începe, deoarece provoacă erori reale de achiziție. În acest ghid, când scriem „QSFP” pe cont propriu, ne referim la generația originală 40G pe care industria o etichetează de obiceiQSFP+. Termenul simplu „QSFP” este, de asemenea, folosit în mod liber pentru întreaga familie, așa că un element rând care spune doar „QSFP optic” nu vă spune aproape nimic despre viteza sa. Revenim la asta în secțiunea următoare.

Dacă urmăriți o actualizare sau cumpărați optic pentru un anumit comutator, nu selectați pe forma modulului. Un modul QSFP28 intră în mod curat într-o cușcă de 40G și tot nu se va conecta, deoarece portul comutatorului - nu transceiver-ul - decide interfața electrică, rata de date și comportamentul firmware-ului la care rulează de fapt legătura.

QSFP+ vs QSFP28 vs QSFP56

QSFP vs QSFP+: sunt aceleași?

Aceasta este întrebarea care deraiează mai multe comenzi decât orice problemă de compatibilitate. Răspunsul scurt:QSFP este o familie; QSFP+ este un membru al acestuia.

QSFP înseamnă Quad Small Form-Factor Pluggable. „Quad” este designul cu patru-benzi pe care îl păstrează fiecare generație; ceea ce se schimbă de la o generație la alta este viteza fiecărei benzi. QSFP+ a fost primul membru implementat pe scară largă, transportând patru benzi 10G pentru Ethernet 40G. Pentru că a sosit primul, „QSFP” și „QSFP+” au devenit interschimbabile în fișele de date, comenzile de achiziție și CLI de comutare, iar acest obicei a rămas chiar și după ce au apărut generațiile 100G și 200G.

Deci, când vedeți „QSFP” fără număr, tratați-l ca ambiguu și rezolvați-l înainte de a cumpăra: o optică 40G QSFP+ și o optică 100G QSFP28 arată identice într-o tavă, dar nu sunt interschimbabile într-un port. Învelișul mecanic, interfața de management I²C și harta memoriei SFF-8636 sunt partajate în întreaga familie QSFP/QSFP28, tocmai de aceea două optice foarte diferite pot fi confundate la vedere. O mapare rapidă care rezistă în practică:

• QSFP+- 40G, patru benzi NRZ 10G.
• QSFP28- 100G, patru benzi NRZ de clasa 25G-.
• QSFP56- 200G, patru benzi PAM4 de 50G-clasa.

• 

Diferența de bază: viteza benzii și semnalizarea

Întreaga familie evoluează în același mod: păstrați patru benzi, împingeți mai multe biți în jos pe fiecare. Fiecare grad de viteză este definit deStandarde Ethernet IEEE 802.3, motiv pentru care o optică conformă de la un furnizor interoperează cu un port conform de la altul.

QSFP+: patru benzi 10G (40G)

Un modul 40G QSFP+ SR4 rulează patru benzi de transmisie și patru de recepție pe fibră multimodală paralelă, terminată de obicei într-un conector MPO/MTP; varianta LR4 cu un singur-mod multiplexează patru lungimi de undă pe o pereche LC duplex pentru o rază de 10 km. QSFP+ își câștigă în continuare locul în nucleele vechi 40G, bancurile de testare și link-urile-sensibile la costuri. Nu mai are sens în momentul în care accesul la server s-a mutat la 25G sau 50G, deoarece portul 40G devine un blocaj mai degrabă decât optic.

QSFP28: patru benzi 25G (100G)

QSFP28 păstrează aspectul cu patru-benzi, dar ridică fiecare bandă la 25G-clasa NRZ, ceea ce l-a făcut calul de bătaie al țesăturilor cu frunze-coloana vertebrală de 100G. Un singur port QSFP28 transportă 100G, iar pe comutatoarele care expun modul, acesta se împarte în patru legături SFP28 25G - potrivirea curată pentru rafturile pline cu servere 25G care alimentează legături în sus 100G. Ecosistemul său este profund (SR4, DR, FR, CWDM4, PSM4, LR4, plus DAC și AOC), ceea ce face parte din motivul pentru care rămâne implicit sigur pentru noile versiuni 100G.

QSFP56: patru benzi 50G PAM4 (200G)

QSFP56 dublează din nou portul la 200G prin rularea a patru benzi 50G, iar pentru a încadra 50G într-o bandă, trece de la semnalizarea NRZ la PAM4. NRZ trimite un bit per simbol folosind două niveluri; PAM4 trimite doi biți pe simbol folosind patru niveluri. Acest lucru împachetează mai multe date la aceeași viteză de transmisie, dar cele patru niveluri stau mai aproape unul de celălalt, astfel încât legătura este mult mai puțin tolerantă la zgomot, reflexii și canalele marginale. Consecința practică este că QSFP56 nu este „un QSFP28 mai rapid” - este o generație electrică diferită și se așteaptă ca portul, firmware-ul și partenerul de legătură să fie proiectat pentru PAM4.

NRZ vs PAM4: De ce schimbă ingineria

Trecerea la PAM4 este cel mai mare motiv pentru care implementările QSFP56 eșuează în moduri în care implementările QSFP28 nu au făcut-o. Cu NRZ, receptorul decide doar între două stări, astfel încât ochiul este larg și marginea este îngăduitoare. Cu PAM4, receptorul trebuie să separe patru stări în aceeași fereastră de tensiune, ceea ce micșorează fiecare ochi la aproximativ o treime din înălțime și face legătura să se sprijine puternic pe DSP și corectarea erorilor înainte.

Acesta este motivul pentru care FEC nu mai este opțional. 50G-pe-bandă PAM4 a fost standardizat înIEEE 802.3cd, care obligă RS-FEC pentru aceste interfețe; corectarea erorilor face parte din modul în care legătura este proiectată să se închidă, nu un buton de reglare pe care îl puteți dezactiva. Tratați o legătură 200G ca pe un sistem în care optica, SerDes gazdă și setarea FEC trebuie să fie de acord.

Un exemplu de teren.Într-o fereastră de întreținere, un link de 200G a apărut curat la ambele capete și a trecut un test rapid de ping, așa că a fost dezactivat. Câteva ore mai târziu, monitorizarea erorilor de alpinism semnalate după-FEC și scăderi intermitente. Cauza a fost o nepotrivire FEC: o parte avea RS-FEC activat, cealaltă moștenise un profil care îl dezactiva. Link-ul „a funcționat” suficient de mult pentru a ascunde problema. Remedierea a fost banală; lecția a fost că pe PAM4 confirmi modul FECînainteînchideți schimbarea, pentru că o legătură care se aprinde nu este același lucru cu o legătură sănătoasă.

Compatibilitate: Puteți amesteca QSFP+, QSFP28 și QSFP56?

Aici se irosesc cei mai mulți bani reali. Modulele sunt interschimbabile mecanic; porturile nu sunt. Regula care explică aproape fiecare caz este simplă:

Un port cu viteză mai mare-de multe ori poate conduce la un modul cu viteză mai mică-, dar un port cu viteză mai mică-nu poate conduce niciodată la un modul cu viteză-mai mare decât dacă furnizorul a proiectat-o ​​în mod explicit.

Modul QSFP+ într-un port QSFP28?

Frecvent da - când comutatorul vă permite să setați acel port la modul 40G. SerDes 100G poate fi configurat până la profilul electric 40G la care se așteaptă o optică QSFP+, ceea ce face ca migrările în faze 40G→100G să fie practice pe același hardware. Problema este că portul trebuie să facă publicitate-modului cu viteză mai mică în lista de-optice acceptate; potrivirea mecanică nu este același lucru cu un mod publicitar.

Modul QSFP28 într-un port QSFP+?

Nu. Un port QSFP+ oferă doar interfața electrică de clasă 40G-și nu există nicio cale pentru ca acesta să furnizeze 25G-pe-bandă care semnalează nevoile unei optice 100G. Modulul are loc și poate chiar să-și citească EEPROM-ul, dar legătura nu poate negocia până la 100G - gazda pur și simplu nu are benzile pentru a-l alimenta. Așteptarea unei negocieri automate-pentru a reduce acest decalaj este greșeala clasică: un 100G QSFP28 SR4 introdus într-o cușcă de 40G-numai cușcă rămâne întunecat, indiferent de modul în care este configurat portul.

Modul QSFP56 într-un port QSFP28?

Nu. QSFP56 are nevoie de benzi compatibile 50G PAM4-; un port QSFP28 este construit pentru 100G NRZ și nu are nici rata pe bandă, nici calea de date PAM4 pentru a rula o optică de 200G. Nu există nicio setare software care să convertească un port NRZ de 100G într-un port PAM4 de 200G.

Un port QSFP56 poate rula module mai vechi?

Adesea, dar numai prin design. Multe platforme 200G expun modurile 100G QSFP28 și 40G QSFP+ pe aceeași cușcă, astfel încât operatorii să poată organiza o actualizare, totuși această funcționare înapoi este o proprietate a comutatorului ASIC și a software-ului său, nu a cuștii QSFP56 în sine. Testul este dacă optica apare în lista acceptată a furnizorului pentru platforma respectivă și în modul - dacă nu apare, presupuneți că nu este acceptată.

Compatibilitate Breakout

Breakout este o a doua sursă separată de legături moarte, deoarece depinde de modul de portşisistemul de operare, nu doar cablul. Fiecare generație izbucnește în viteza propriei benzi:

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

Conectorii par familiari de-a lungul generațiilor, ceea ce este tocmai capcana: un ansamblu de la 40G-la-4×10G nu este același lucru cu un ansamblu de la 100G-la-4×25G, chiar și atunci când ambele se termină în același mod. O legătură de breakout eșuează atunci când portul părinte nu a fost plasat în modul breakout, când imaginea sistemului de operare nu expune acea diviziune specifică sau când capătul îndepărtat nu poate rula rata țintă a benzii - și o legătură care este la jumătate în sus pe patru canale este mai greu de diagnosticat decât una care nu a apărut niciodată. Înainte de a comanda, potriviți ansamblul la viteza portului și confirmați că platforma acceptă împărțirea exactă. Când optica paralelă alimentează erupția, partea de fibră este de obicei construită dinCabluri MTP/MPO breakoutdimensionat la numărul de benzi.

Cablare și acoperire: SR4, LR4, FR4, DR4, DAC și AOC

Generarea modulelor este doar jumătate din decizie; distanța de legătură, tipul de fibră și conectorul sunt cealaltă jumătate. Cifrele de acoperire de mai jos sunt valori nominale definite de IEEE 802.3 pentru variantele comune - distanța exactă depinde întotdeauna de calitatea fibrei și de optica specifică.

Linkuri multimod{0}}scurtă

În interiorul unui rând sau peste o sală, optica SR4 prin multimod paralel este implicită. Toate variantele SR4 ale celor trei generații rulează pe fibră terminată MPO/MTP, astfel încât cablarea care le alimentează este de obicei construită dinCordonuri de corecție MPO/MTPcu polaritatea corectă și maparea benzii.

Reach este locul în care mușcă multimod: trecerea de la 40G la 100G pe aceeași cablare OM3 scurtează distanța acceptată, iar 200G este și mai strâns. Dacă reutilizați trunchiuri existente, confirmați calitatea fibrei în raport cu specificațiile opticei înainte de a vă angaja - prezentarea noastră de ansamblu asupraLimitele de distanță OM3 și OM4stabilește locul în care fiecare clasă se ridică.

Link-uri{0}}unic

Pentru curse mai lungi, LR4, FR4, DR4, CWDM4 și PSM4 acoperă diferite compromisuri de distanță și arhitectură. Variantele WDM (FR4, LR4, CWDM4) colapsează patru lungimi de undă pe o pereche duplex, astfel încât se termină înconectori LC duplex; variantele paralele mono-mod (DR4, PSM4) păstrează fibre separate pe bandă și folosesc în schimb MPO/MTP.

Fibra în sine contează la fel de mult ca și optica la distanță. Centrala cu un singur-mod este de obiceiFibră OS2pentru exterioare-instalații și curse lungi de campus, iar potrivirea categoriei de fibră la bugetul de acoperire al opticii este ceea ce păstrează o legătură de 10 km în interiorul specificațiilor.

Legături DAC și AOC

Pentru hop-urile în-rack sau-rack-uri adiacente, cupru-de atașare directă (DAC) și cablul optic activ (AOC) sunt adesea mai ieftine și mai simple decât optica separată plus jumperii. DAC este opțiunea cu cel mai mic-cost pentru rulaje foarte scurte din cupru; AOC este mai ușor și ajunge mai departe decât cuprul pasiv. La 50G-pe-bandă PAM4, lungimea cuprului și calitatea semnalului devin neiertători, așa că un DAC pasiv care a fost bine la 25G poate să nu aibă o lungime de cupru de 50G - conservator la rate mai mari.

Putere, FEC și planificare termică

Benzile mai rapide au nevoie de mai multă procesare a semnalului, iar această procesare se manifestă ca căldură. Ca un ghid general, optica 40G QSFP+ se află de obicei în intervalul de ~1,5–3,5 W, 100G QSFP28 în jur de 3,5–5 W și 200G QSFP56 frecvent 5–7 W sau mai mult, în funcție de variantă. Nu trebuie să ghiciți: fiecare modul își face publicitate extragerea prin intermediulClase de putere SFF-8636menținută de comitetul SNIA SFF, iar comutatorul impune o clasă maximă per cușcă.

Per-port care sună inofensiv; la scară nu este. O creștere de 2 W pe port într-un comutator 1RU cu 32 de porturi adaugă aproximativ 64 W de căldură optică unui șasiu care era deja etanș termic, iar o cutie de 64 de porturi complet populată dublează acest lucru. Acest lucru este suficient pentru a împinge porturile de margine peste limitele lor de temperatură dacă direcția fluxului de aer este greșită sau cuștile adiacente rulează și ele optice fierbinți.

Un exemplu de teren.Un comutator dens din partea de sus-al-rack-ului a fost populat cu elemente optice de-putere mare-de lungă durată în fiecare port. Legăturile erau sănătoase, dar în decurs de o zi, șasiul a înregistrat alarme de temperatură pe cuștile cele mai apropiate de evacuarea-aerului cald. Nimic nu era defect - fluxul de aer al rack-ului și bugetul termic pe-port al comutatorului pur și simplu nu fusese planificat pentru acel mix optică. Cardurile au revenit la specificațiile după ce au remanierat-optica de mare putere din colțul fierbinte și au corectat direcția fluxului de aer. Lățimea de bandă fusese planificată; căldura nu avea.

Înainte de a implementa QSFP56 sau de -putere înaltă-a ajunge la QSFP28, planificați în jurul clasei de putere pe care o permite comutatorul, direcția fluxului de aer (față-spre-spate-în față-), limitele de temperatură ale furnizorului, citirile de temperatură DOM în direct, dacă porturile învecinate transportă, de asemenea, capacitatea de răcire{8} a rack-urilor învecinate. Și deoarece legăturile PAM4 depind de RS-FEC pentru a se închide, soluționați modul FEC pentru ambele capete înaintea ferestrei de modificare și nu în timpul acesteia.

Alegerea după scenariu

Mai degrabă decât un generic „alegeți cel mai rapid”, potriviți optica cu situația. Tabelul de mai jos acoperă cazurile care apar cel mai des.

QSFP28 vs QSFP56: care cale de actualizare are sens?

Rămâneți pe QSFP28 când rețeaua este solidă 100G, stratul de server este 25G, iar prioritatea este prețurile mature și riscul scăzut. Treceți la QSFP56 când stratul de acces este cu adevărat de 50G sau coloana vertebrală este congestionată la 100G, iar platforma, cablarea și planul FEC sunt toate gata PAM4-. Întrebarea decisivă nu este „este 200G mai rapid” -, în mod evident, ci „restul conexiunii acceptă PAM4 astăzi și 200G va fi în continuare nivelul potrivit în doi ani, sau ar trebui să se îndrepte bugetul spre 400G”.

Când să nu alegeți QSFP56

Omiteți QSFP56 dacă porturile dvs. nu acceptă 50G PAM4, dacă accesul la server este încă 10G sau 25G (linkul ascendent de 200G va rămâne inactiv), dacă rack-ul nu poate absorbi căldura suplimentară per-port sau dacă foaia de parcurs ajunge la 400G suficient de curând încât 200G să devină un pas intermediar. Cumpărarea unei optice de 200G pentru un port care nu poate rula PAM4 este cea mai scumpă versiune a greșelii-de potrivire a formei.

QSFP56 vs QSFP-DD

Dacă proiectați o țesătură nouă cu o cale clară către 400G, QSFP-DD merită să fie cântărit față de QSFP56. QSFP-DD adaugă un al doilea rând de benzi electrice (opt în loc de patru) și este factorul de formă obișnuit pentru 400G, rămânând în același timp capabil să găzduiască optica cu viteză mai mică-pe multe platforme. Nu este o scădere-în înlocuire pentru fiecare caz de utilizare QSFP56, deși - alegerea se bazează pe platforma de comutare, planul de breakout, bugetul pentru optică și foaia de parcurs pentru lățimea de bandă. NoastrePrezentare tehnică QSFP-DDparcurge acolo unde se potrivește în raport cu cele patru-generații ale benzilor.

Ce să verificați pe fișa de date a comutatorului

Majoritatea erorilor-de conectare sunt decise pe foaia de date, nu în rack. Înainte de a ridica o comandă de cumpărare, citiți documentația platformei pentru aceste detalii:

1. Modurile de viteză per-port pe care cușca le acceptă de fapt (40G / 100G / 200G), nu doar tipul de conector.
2. Optica acceptată-sau matricea de compatibilitate pentru platforma respectivă și versiunea de software.
3. Care erupție împarte imaginea OS expune pe acel port (4×10G, 4×25G, 4×50G).
4. Clasa maximă de putere a modulului pe cușcă și orice limită atunci când porturile învecinate sunt populate.
5. Modurile FEC implicite și configurabile pentru fiecare viteză.
6. Direcția fluxului de aer a șasiului și domeniul său de temperatură nominală de funcționare.

Greșeli frecvente de evitat

Cele cinci care se repetă cel mai mult: cumpărarea celei mai rapide optice fără a verifica modurile acceptate ale portului; presupunând că potrivirea mecanică este egală cu compatibilitatea electrică; reutilizarea unui cablu de separare de la o altă generație; lăsând FEC nepotrivit pe o legătură PAM4; și planificarea lățimii de bandă, uitând în același timp căldura pe care optica cu viteză mai mare-o adaugă unui comutator dens. Fiecare este ieftin de evitat pe hârtie și costisitor de urmărit odată ce echipamentul este strâns.

Recomandări cheie

QSFP+, QSFP28 și QSFP56 au în comun un anvelopă cu patru-benzi, dar deservesc trei niveluri de rețea diferite: 40G, 100G și 200G, cu QSFP56 care trece pe teritoriul PAM4. Selectați din portul comutatorului spre exterior, nu din portul optic spre interior - confirmați modurile de viteză acceptate, lista optică, suportul pentru întreruperi, fibră și conector, acoperire, FEC și bugetul termic înainte de a cumpăra. Pentru 100G astăzi, QSFP28 rămâne implicit practic; QSFP+ încă acoperă vechiul 40G; și QSFP56 este chemarea potrivită pentru o densitate autentică de 200G, dar numai atunci când întregul port - link, optic, cablu, FEC și răcire - este proiectat pentru aceasta.