QSFP vs QSFP28 vs QSFP56: Nopeus ja yhteensopivuus

QSFP, QSFP28 ja QSFP56 sekoitetaan jatkuvasti, koska niillä on sama kompakti, nelikaistainen kytkettävä muoto. Ne eivät kuitenkaan ole samaa sukupolvea lähetin-vastaanottimia. Nopein tapa pitää ne suorassa on Ethernet-nopeus:QSFP+ on rakennettu 40G:lle, QSFP28 100G:lle ja QSFP56 200G:lle.Siitä seuraa kaikki, mikä saa ihmiset jälkeenpäin - portin tuki, signalointi, katkeaminen, FEC ja lämpökäyttäytyminen -.

Yksi nimeämishuomautus ennen kuin aloitamme, koska se aiheuttaa todellisia hankintavirheitä. Tässä oppaassa, kun kirjoitamme "QSFP" yksinään, tarkoitamme alkuperäistä 40G-sukupolvea, jonka teollisuus yleensä merkitsee.QSFP+. Pelkkää termiä "QSFP" käytetään myös löyhästi koko perheelle, joten rivikohta, jossa lukee vain "QSFP-optiikka", ei kerro juuri mitään sen nopeudesta. Palataan tähän seuraavassa osiossa.

Jos olet tekemässä päivitystä tai ostamassa optiikkaa tietylle kytkimelle, älä valitse moduulin muotoa. QSFP28-moduuli putoaa puhtaasti 40G-häkkiin, eikä se silti muodosta yhteyttä, koska kytkinportti - ei lähetin-vastaanotin - päättää sähköisen liitännän, tiedonsiirtonopeuden ja laiteohjelmiston käyttäytymisen, jolla linkki todellisuudessa toimii.

QSFP+ vs QSFP28 vs QSFP56

QSFP vs QSFP+: Ovatko ne samat?

Tämä on kysymys, joka suistaa enemmän tilauksia kuin mikään yhteensopivuusongelma. Lyhyt vastaus:QSFP on perhe; QSFP+ on yksi sen jäsen.

QSFP tulee sanoista Quad Small Form{0}}factor Pluggable. "Quad" on neljä-kaistaa, jonka jokainen sukupolvi pitää; Se, mikä muuttuu sukupolvesta toiseen, on kunkin kaistan nopeus. QSFP+ oli ensimmäinen laajalti käytetty jäsen, joka kantoi neljä 10G kaistaa 40G Ethernetille. Koska se saapui ensin, "QSFP" ja "QSFP+" tulivat keskenään vaihdettavissa tietolomakkeissa, ostotilauksissa ja kytkimien CLI:issä, ja tämä tapa jäi kiinni jopa 100G- ja 200G-sukupolvien ilmestymisen jälkeen.

Joten kun näet "QSFP":n ilman numeroa, käsittele sitä epäselvänä ja ratkaise se ennen ostamista: 40G QSFP+ -optiikka ja 100G QSFP28-optiikka näyttävät samanlaisilta lokerossa, mutta eivät ole keskenään vaihdettavissa portissa. Mekaaninen kirjekuori, I²C-hallintaliittymä ja SFF-8636-muistikartta ovat jaetut QSFP/QSFP28-perheen kesken, minkä vuoksi kaksi hyvin erilaista optiikkaa voivat sekoittua näkemällä. Nopea kartoitus, joka kestää käytännössä:

• QSFP+- 40G, neljä 10G NRZ-kaistaa.
• QSFP28- 100G, neljä 25G-luokan NRZ-kaistaa.
• QSFP56- 200G, neljä 50G-luokan PAM4 kaistaa.

• 

Ydinero: kaistanopeus ja opasteet

Koko perhe skaalautuu samalla tavalla: säilytä neljä kaistaa, työnnä enemmän bittejä alas kutakin. Jokainen nopeusluokka määritelläänIEEE 802.3 Ethernet -standardit, minkä vuoksi yhden toimittajan yhteensopiva optiikka toimii yhdessä toisen yhteensopivan portin kanssa.

QSFP+: neljä 10G kaistaa (40G)

40G QSFP+ SR4 -moduuli käyttää neljää lähetys- ja neljää vastaanottokaistaa rinnakkaisen monimuotokuidun kautta, tyypillisesti päätettynä MPO/MTP-liittimeen; single-mode LR4 variantti multipleksoi neljä aallonpituutta dupleksi-LC-pariin 10 km:n ulottuvuudella. QSFP+ ansaitsee edelleen paikkansa vanhoissa 40G-ytimissä, testipenkeissä ja hinta{9}}arkaissa linkeissä. Se lakkaa toimimasta heti, kun palvelimesi käyttöoikeus on siirtynyt 25G- tai 50G-verkkoon, koska 40G-portista tulee pullonkaula optiikan sijaan.

QSFP28: neljä 25G kaistaa (100G)

QSFP28 säilyttää neljän-kaistan asettelun, mutta nostaa jokaisen kaistan 25G-luokan NRZ:ksi, mikä teki siitä 100 G:n lehti-selkäkankaiden työhevosen. Yhdellä QSFP28-portilla on 100 Gt, ja tilan paljastavilla kytkimillä se jaetaan neljään 25G SFP28 -linkkiin - puhdas vastine telineille, jotka ovat täynnä 25G-palvelimia, jotka syöttävät 100G-uplinkkejä. Sen ekosysteemi on syvä (SR4, DR, FR, CWDM4, PSM4, LR4 sekä DAC ja AOC), minkä vuoksi se on edelleen turvallinen oletus uusille 100G-versioille.

QSFP56: neljä 50G PAM4-kaistaa (200G)

QSFP56 kaksinkertaistaa portin jälleen 200G:ksi ajamalla neljää 50G:n kaistaa, ja sovittaakseen 50G kaistaan ​​se vaihtaa NRZ:stä PAM4-signalointiin. NRZ lähettää yhden bitin per symboli kahdella tasolla; PAM4 lähettää kaksi bittiä symbolia kohti neljällä tasolla. Tämä pakkaa enemmän dataa samalle siirtonopeudelle, mutta neljä tasoa ovat lähempänä toisiaan, joten linkki sietää paljon vähemmän melua, heijastuksia ja marginaalisia kanavia. Käytännön seuraus on, että QSFP56 ei ole "nopeampi QSFP28" - se on erilainen sähkösukupolvi, ja se odottaa portin, laiteohjelmiston ja linkkikumppanin olevan suunniteltu PAM4:lle.

NRZ vs PAM4: Miksi se muuttaa suunnittelua

Hyppy PAM4:ään on suurin yksittäinen syy QSFP56-asennukset epäonnistuvat tavoilla, joilla QSFP28-asennukset eivät epäonnistuneet. NRZ:llä vastaanotin päättää vain kahden tilan välillä, joten silmä on leveä ja marginaali on anteeksiantava. PAM4:ssä vastaanottimen on erotettava neljä tilaa samassa jänniteikkunassa, mikä kutistaa kummankin silmän noin kolmannekseen korkeudesta ja saa linkin nojautumaan lujasti DSP:hen ja eteenpäin virheenkorjaukseen.

Tästä syystä FEC lakkaa olemasta valinnainen. 50G-per-kaista PAM4 standardisoitiinIEEE 802.3cd, joka määrää RS{0}}FEC:n näihin liitäntöihin; virheenkorjaus on osa sitä, miten linkki on suunniteltu sulkeutumaan, ei viritysnuppi, jonka voit sammuttaa. Käsittele 200G-linkkiä järjestelmänä, jossa optiikka, isäntä SerDes ja FEC-asetus ovat kaikki samaa mieltä.

Kenttäesimerkki.Yhdessä huoltoikkunassa 200G-linkki tuli puhtaaksi molemmista päistä ja läpäisi nopean ping-testin, joten se allekirjoitettiin. Tunteja myöhemmin seurataan merkittyjen kiipeilypylväiden-FEC-virheitä ja ajoittaisia ​​pudotuksia. Syynä oli FEC-virhe: toisella puolella oli RS-FEC käytössä, toisella oli peritty profiili, joka poisti sen käytöstä. Linkki "toimii" juuri tarpeeksi kauan piilottaakseen ongelman. Korjaus oli triviaali; oppitunti oli, että PAM4:ssä vahvistat FEC-tilanennensuljet muutoksen, koska palava linkki ei ole sama kuin terve linkki.

Yhteensopivuus: Voitko sekoittaa QSFP+, QSFP28 ja QSFP56?

Tässä menee suurin osa oikeasta rahasta hukkaan. Moduulit ovat mekaanisesti vaihdettavissa; portit eivät ole. Sääntö, joka selittää lähes jokaisen tapauksen, on yksinkertainen:

Nopeampi-portti voi usein ajaa alhaisemman-nopeuden moduulia, mutta hitaampi-portti ei voi koskaan ajaa nopeampaa-moduulia, ellei toimittaja ole sitä nimenomaisesti suunnitellut.

QSFP+-moduuli QSFP28-portissa?

Usein kyllä ​​-, kun kytkimen avulla voit asettaa portin 40G-tilaan. 100G SerDes voidaan konfiguroida QSFP+-optiikan odottamaan 40G sähköprofiiliin asti, mikä tekee vaiheittaisesta 40G→100G-migraatiosta käytännöllisen samalla laitteistolla. Ongelma on siinä, että portin on mainostettava alhaisemman nopeuden-tilaa tuetussa{10}}optiikkaluettelossaan. mekaaninen sovitus ei ole sama kuin mainostettu tila.

QSFP28-moduuli QSFP+-portissa?

Ei. QSFP+-portti tarjoaa vain 40G-luokan sähköisen liitännän, eikä sillä ole polkua 25G-per-kaistaa kohden, joka ilmaisee 100G-optiikan tarpeita. Moduuli istuu ja voi jopa lukea sen EEPROM:ia, mutta linkki ei voi neuvotella 100 G:aan asti - isännällä ei yksinkertaisesti ole kaistaa sen syöttämiseen. Automaattisen-neuvottelun odottaminen tuon aukon kuromiseksi on klassinen virhe: 100 Gt:n QSFP28 SR4 pudotetaan 40G{17}}ainoastaan ​​häkki pysyy pimeänä portin konfiguraatiosta riippumatta.

QSFP56-moduuli QSFP28-portissa?

Ei. QSFP56 tarvitsee 50G PAM4{6}}joustokaistaa; QSFP28-portti on rakennettu 100 G NRZ:lle, eikä siinä ole kaistakohtaista nopeutta eikä PAM4-tietopolkua 200 G:n optiikkaa varten. Ei ole ohjelmistoasetusta, joka muuttaisi 100G NRZ-portin 200G PAM4-portiksi.

Voiko QSFP56-portti käyttää vanhempia moduuleja?

Usein, mutta vain suunnittelun perusteella. Monet 200G-alustat paljastavat 100G QSFP28- ja 40G QSFP+ -tilat samassa häkissä, jotta käyttäjät voivat suorittaa päivityksen, mutta tämä taaksepäin toiminta on kytkimen ASIC:n ja sen ohjelmiston ominaisuus, ei itse QSFP56-häkin ominaisuus. Testi on, näkyykö optiikka toimittajan tuetussa luettelossa kyseiselle alustalle ja tilalle -, jos se ei näy, oletetaan, että sitä ei tueta.

Breakout-yhteensopivuus

Breakout on toinen, erillinen kuolleiden linkkien lähde, koska se riippuu porttitilastajakäyttöjärjestelmä, ei vain kaapeli. Jokainen sukupolvi puhkeaa oman kaistansa nopeuden sisällä:

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

Liittimet näyttävät tutuilta sukupolvien ajalta, mikä on juuri se ansa: 40 G-–-4 × 10 G-kokoonpano ei ole sama kuin 100 G-–-4 × 25 G-kokoonpano, vaikka molemmat päättyvät samalla tavalla. Katkaisulinkki epäonnistuu, kun pääporttia ei ole asetettu katkaisutilaan, kun käyttöjärjestelmäkuva ei paljasta kyseistä jakoa tai kun etäpää ei pysty suorittamaan tavoitekaistataajuutta – ja neljän kanavan yli puolivälissä oleva linkki on vaikeampi diagnosoida kuin linkki, joka ei koskaan tullut esiin. Ennen tilaamista sovita kokoonpano portin nopeuteen ja varmista, että alusta tukee tarkkaa jakoa. Kun rinnakkaisoptiikka syöttää läpimurtoa, kuitupuoli on yleensä rakennettuMTP/MPO-katkoskaapelitmitoitettu kaistan mukaan.

Kaapelointi ja ulottuvuus: SR4, LR4, FR4, DR4, DAC ja AOC

Moduulien luominen on vain puolet päätöksestä; linkin etäisyys, kuitutyyppi ja liitin ovat toinen puoli. Alla olevat ulottuvuusluvut ovat IEEE 802.3:n määrittelemiä nimellisarvoja yleisille versioille - tarkka etäisyys riippuu aina kuitulaadusta ja tietystä optiikasta.

Lyhyen{0}}kattavuuden monimuotolinkit

Rivin sisällä tai hallin poikki SR4-optiikka rinnakkaisen monimoodin kautta on oletusarvo. Kaikki kolmen sukupolven SR4-versiot toimivat MPO/MTP-päätteisellä kuidulla, joten niitä syöttävät kaapelit on yleensä rakennettuMPO/MTP patch johdotoikean napaisuuden ja kaistakartoituksen kanssa.

Reach on paikka, jossa monimuoto puree: siirtyminen 40 G:sta 100 G:iin samalla OM3-kaapeloinnilla lyhentää tuettua etäisyyttä, ja 200 G on vielä tiukempi. Jos käytät uudelleen olemassa olevia runkoja, tarkista kuitulaatu optiikan spesifikaatioiden perusteella ennen kuin sitoudut - yleiskatsaukseenOM3 ja OM4 etäisyysrajatmäärittää, missä kukin luokka on paras.

Yhden tilan{0}}linkit

Pidemmillä matkoilla LR4, FR4, DR4, CWDM4 ja PSM4 kattavat erilaisia ​​etäisyyksiä ja arkkitehtuuria koskevia kompromisseja. WDM-muunnelmat (FR4, LR4, CWDM4) tiivistävät neljä aallonpituutta duplex-pariksi, joten ne päätyvätduplex LC -liittimet; rinnakkaiset single{0}}mode-muunnelmat (DR4, PSM4) pitävät erilliset kuidut kaistaa kohden ja käyttävät sen sijaan MPO/MTP:tä.

Kuitu itsessään on yhtä tärkeä kuin optinen etäisyys. Yksi{1}}moodilaitos on yleensäOS2 kuitulaitoksen ulkopuolisille-ja pitkille kampusmatkoille, ja kuituluokan sovittaminen optiikan kattavuusbudjettiin pitää 10 km:n linkin spesifikaation sisällä.

DAC- ja AOC-linkit

In-telineeseen tai vierekkäisiin-telinehyppeihin suora-kupariliitos (DAC) ja aktiivinen optinen kaapeli (AOC) ovat usein halvempia ja yksinkertaisempia kuin erilliset optiikka ja jumpperit. DAC on edullisin-vaihtoehto erittäin lyhyille kupariajoille; AOC on kevyempi ja ulottuu pidemmälle kuin passiivinen kupari. 50 G-per-kaista PAM4 kuparin pituus ja signaalin laatu muuttuvat anteeksiantamattomaksi, joten passiivinen DAC, joka oli hyvä 25 G:ssä, ei välttämättä ole 50 G --kokoinen kuparipituus korkeammilla nopeuksilla.

Teho, FEC ja lämpösuunnittelu

Nopeammat kaistat tarvitsevat enemmän signaalinkäsittelyä, ja tämä käsittely näkyy lämpönä. Karkeana ohjeena voidaan sanoa, että 40 G QSFP+ -optiikka on yleensä noin 1,5–3,5 W, 100 G QSFP28 noin 3,5–5 W ja 200 G QSFP56 usein 5–7 W tai enemmän vaihtoehdosta riippuen. Sinun ei tarvitse arvailla: jokainen moduuli mainostaa arvoaanSFF-8636 teholuokatSNIA SFF -komitea ylläpitää, ja kytkin pakottaa häkkikohtaisen enimmäisluokan.

Per{0}}portti, joka kuulostaa vaarattomalta; mittakaavassa se ei ole. 2 W:n lisäys porttia kohden 32-porttisen 1RU-kytkimen kautta lisää noin 64 W optista lämpöä koteloon, joka oli jo ennestään lämpötiivis, ja täysin täytetty 64-porttinen laatikko kaksinkertaistaa sen. Se riittää työntämään reunaportit lämpötilarajojen yli, jos ilmavirran suunta on väärä tai viereisissä häkeissä on myös kuuma optiikka.

Kenttäesimerkki.Tiheä -ylä-telinekytkimessä oli suuri-tehopituinen-optiikka jokaisessa portissa. Linkit olivat kunnossa, mutta vuorokaudessa runko kirjasi lämpötilahälytyksiä lähimpänä lämpimän -ilman poistoaukkoa. Mikään ei ollut viallinen - telineen ilmavirtauksessa ja kytkimen porttikohtaista lämpöbudjettia- ei yksinkertaisesti ollut suunniteltu tälle optiselle sekoitukselle. Kortit palasivat ominaisuuksiensa, kun suuritehoinen{10}}optiikka oli järjestetty uudelleen kuumasta kulmasta ja ilmavirran suunta korjattu. Kaistanleveys oli suunniteltu; lämpöä ei ollut.

Ennen kuin otat käyttöön QSFP56:n tai high{1}}power long-reach QSFP28:n, suunnittele kytkimen sallima moduulin teholuokka, ilmavirran suunta (edestä-taakse/taakse-etteen), toimittajan lämpötilarajat, reaaliaikaiset DOM-lämpötilalukemat, onko naapuriportit 8 ja korkeat virtalähteet. kapasiteettia. Ja koska PAM4-linkit riippuvat RS-FEC:n sulkeutumisesta, aseta FEC-tila molemmille päille ennen muutosikkunaa eikä sen aikana.

Valinta skenaarion mukaan

Yleisen "valitse nopein" sijaan sovita optiikka tilanteeseen. Alla oleva taulukko kattaa useimmin esiin tulevat tapaukset.

QSFP28 vs QSFP56: mikä päivityspolku on järkevä?

Pysy QSFP28:ssa, kun verkko on vakaasti 100G, palvelinkerros 25G ja etusijalla on kypsä hinnoittelu ja alhainen riski. Siirry QSFP56:een, kun pääsytaso on aidosti 50 G tai selkä on ruuhkautunut 100 G:ssä ja alusta, kaapelointi ja FEC-suunnitelma ovat kaikki PAM4{10}}valmiita. Ratkaiseva kysymys ei ole "onko 200 G nopeampi" - se tietysti on - mutta "tukeeko loput linkistä PAM4:ää tänään ja onko 200 G edelleen oikea taso kahden vuoden kuluttua vai pitäisikö budjetin mennä kohti 400 Gt."

Milloin ei kannata valita QSFP56:ta

Ohita QSFP56, jos porttisi eivät tue 50G PAM4:ää, jos palvelinyhteys on edelleen 10G tai 25G (200G uplink on käyttämättömänä), jos teline ei pysty absorboimaan porttikohtaista ylimääräistä lämpöä tai jos etenemissuunnitelmasi hyppää 400G:hen riittävän pian, että 200G:stä tulee pulaan. 200 Gt:n optiikan ostaminen porttiin, joka ei voi käyttää PAM4:ää, on kallein versio{12}}muodon täsmäytysvirheestä.

QSFP56 vs. QSFP-DD

Jos suunnittelet uutta kangasta, jolla on selkeä polku 400G:hen, QSFP-DD kannattaa punnita QSFP56:een nähden. QSFP-DD lisää toisen rivin sähkökaistoja (kahdeksan neljän sijasta) ja on 400G:n yleinen muototekijä, mutta pystyy silti isännöimään alhaisemman{5}}nopeuksien optiikkaa monilla alustoilla. Se ei korvaa-jokaista QSFP56-käyttötapausta, vaikka - valinta ottaa käyttöön vaihtoalustan, katkaisusuunnitelman, optiikkabudjetin ja kaistanleveyden etenemissuunnitelman. MeidänQSFP-DD tekninen yleiskatsauskävelee neljään -kaistasukupolveen sopivaan paikkaan.

Mitä tulee tarkistaa kytkimen tietolomakkeesta

Useimmat linkki{0}}vioista päätetään tietolomakkeesta, ei telineestä. Ennen kuin nostat ostotilauksen, lue nämä tiedot alustan dokumentaatiosta:

1. Porttikohtaiset nopeustilat, joita häkki todella tukee (40 G / 100 G / 200 G), ei vain liitintyyppi.
2. Tuettu-optiikka tai yhteensopivuusmatriisi juuri kyseiselle alustalle ja ohjelmistoversiolle.
3. Mikä erotus jakaa käyttöjärjestelmän kuvan kyseisessä portissa (4×10G, 4×25G, 4×50G).
4. Moduulin maksimiteholuokka häkkiä kohden ja mahdolliset rajat, kun viereiset portit on täytetty.
5. Oletus- ja konfiguroitavat FEC-tilat kullekin nopeudelle.
6. Rungon ilmavirran suunta ja sen nimelliskäyttölämpötila-alue.

Yleiset virheet vältettävät

Viisi eniten toistuvaa: nopeimman optiikan ostaminen tarkistamatta portin tuettuja tiloja; olettaen, että mekaaninen sovitus vastaa sähköistä yhteensopivuutta; eri sukupolven irrotuskaapelin uudelleenkäyttö; FEC:n jättäminen yhteensopimattomaksi PAM4-linkissä; ja suunnitella kaistanleveyttä unohtamatta lämpöä, jonka nopeampi{1}}optiikka lisää tiheään kytkimeen. Jokainen on halpa välttää paperilla ja kallista jahdata, kun vaihteisto on telineessä.

Key Takeaways

QSFP+, QSFP28 ja QSFP56 jakavat neljä-kaistaa, mutta palvelevat kolmea eri verkkotasoa: 40G, 100G ja 200G, ja QSFP56 kulkee PAM4-alueelle. Valitse kytkinportista ulospäin, älä optisesta sisäänpäin - vahvista tuetut nopeustilat, optinen luettelo, irrotustuki, kuitu ja liitin, ulottuvuus, FEC ja lämpöbudjetti ennen ostamista. 100G:ssä nykyään QSFP28 on edelleen käytännön oletusarvo; QSFP+ kattaa edelleen vanhan 40G:n; ja QSFP56 on oikea kutsu aidolle 200 G:n tiheydelle, mutta vain silloin, kun koko linkki - -portti, optiikka, kaapeli, FEC ja jäähdytys - on suunniteltu sitä varten.