QSFP, QSFP28 ve QSFP56: Hız ve Uyumluluk

QSFP, QSFP28 ve QSFP56, aynı kompakt, dört-şeritli takılabilir şekli paylaştıklarından sürekli olarak karıştırılmaktadır. Ancak bunlar aynı nesil alıcı-verici değildir. Bunları düz tutmanın en hızlı yolu Ethernet hızıdır:QSFP+ 40G için, QSFP28 100G için ve QSFP56 200G için üretilmiştir.Daha sonra insanları harekete geçiren her şey - bağlantı noktası desteği, sinyalizasyon, kırılma, FEC ve termal davranış - bundan kaynaklanır.

Başlamadan önce bir isim notu, çünkü bu gerçek tedarik hatalarına neden olur. Bu kılavuzda tek başına "QSFP" yazdığımızda, endüstrinin genellikle etiketlediği orijinal 40G neslini kastediyoruzQSFP+. Basit "QSFP" terimi aynı zamanda tüm aile için gevşek bir şekilde kullanılır, bu nedenle yalnızca "QSFP optik" yazan bir satır öğesi size hızı hakkında neredeyse hiçbir şey söylemez. Bir sonraki bölümde buna geri döneceğiz.

Belirli bir anahtar için yükseltme kapsamı oluşturuyorsanız veya optik satın alıyorsanız modül şeklini seçmeyin. Bir QSFP28 modülü temiz bir şekilde 40G'lik bir kafese düşer ve yine de bağlantı kurmaz çünkü bağlantının gerçekte çalıştığı elektrik arayüzüne, veri hızına ve donanım yazılımı davranışına alıcı-verici - değil anahtar bağlantı noktası - karar verir.

QSFP+ vs QSFP28 vs QSFP56

QSFP ve QSFP+: Aynı mı?

Bu, herhangi bir uyumluluk sorunundan daha fazla siparişi raydan çıkaran sorudur. Kısa cevap:QSFP bir ailedir; QSFP+ bunun bir üyesidir.

QSFP, Dörtlü Küçük Form{0}}Faktörlü Takılabilir anlamına gelir. "Dörtlü" her nesilde kullanılan dört{{2}şeritli tasarımdır; nesilden nesile değişen şey, her şeridin hızıdır. QSFP+, 40G Ethernet için dört adet 10G hattı taşıyan, geniş çapta konuşlandırılan ilk üyeydi. İlk önce geldiği için "QSFP" ve "QSFP+" veri sayfalarında, satın alma siparişlerinde ve geçiş CLI'lerinde birbirinin yerine kullanılabilir hale geldi ve bu alışkanlık 100G ve 200G nesilleri ortaya çıktıktan sonra bile devam etti.

Dolayısıyla, numarasız "QSFP" gördüğünüzde, bunu belirsiz olarak değerlendirin ve satın almadan önce sorunu çözün: 40G QSFP+ optik ve 100G QSFP28 optik, tepside aynı görünür ancak bağlantı noktasında birbirinin yerine kullanılamaz. Mekanik zarf, I²C yönetim arayüzü ve SFF-8636 bellek haritası, QSFP/QSFP28 ailesinde paylaşılmaktadır, bu da tam olarak iki farklı optiğin ilk bakışta karıştırılabilmesinin nedenidir. Pratikte geçerli olan hızlı bir haritalama:

• QSFP+- 40G, dört adet 10G NRZ şeridi.
• QSFP28- 100G, dört adet 25G-sınıfı NRZ şeridi.
• QSFP56- 200G, dört adet 50G-sınıfı PAM4 şeridi.

• 

Temel Fark: Şerit Hızı ve Sinyal Verme

Bütün aile aynı şekilde ölçekleniyor: Dört şeridi koruyun, her birine daha fazla parça itin. Her hız derecesi şu şekilde tanımlanır:IEEE 802.3 Ethernet standartlarıBu nedenle bir satıcının uyumlu optik cihazı diğer satıcının uyumlu bağlantı noktasıyla birlikte çalışır.

QSFP+: dört adet 10G şeridi (40G)

40G QSFP+ SR4 modülü, paralel çok modlu fiber üzerinden, genellikle bir MPO/MTP konektöründe sonlandırılan dört iletim ve dört alma hattını çalıştırır; tek-modlu LR4 çeşidi, dört dalga boyunu 10 km'lik erişim için çift yönlü bir LC çifti üzerine çoğullar. QSFP+ hâlâ eski 40G çekirdeklerde, test tezgahlarında ve maliyete duyarlı bağlantılarda- yerini almaya devam ediyor. Sunucu erişiminiz 25G veya 50G'ye geçtiği anda bunun bir anlamı kalmıyor çünkü 40G bağlantı noktası optik yerine darboğaz haline geliyor.

QSFP28: dört adet 25G şeridi (100G)

QSFP28, dört-şeritli düzeni koruyor ancak her şeridi 25G-sınıfı NRZ'ye yükseltiyor; bu da onu 100G yaprak-kumaşların en güçlüsü haline getiriyor. Tek bir QSFP28 bağlantı noktası 100G taşır ve modu açığa çıkaran anahtarlarda dört adet 25G SFP28 bağlantısına bölünür - 100G yukarı bağlantıları besleyen 25G sunucularla dolu raflar için temiz eşleşme. Ekosisteminin derin olması (SR4, DR, FR, CWDM4, PSM4, LR4, artı DAC ve AOC), yeni 100G yapıları için güvenli varsayılan olarak kalmasının bir nedeni de budur.

QSFP56: dört adet 50G PAM4 hattı (200G)

QSFP56, dört adet 50G şeridi çalıştırarak bağlantı noktasını tekrar ikiye katlayarak 200G'ye çıkarır ve bir şeride 50G sığdırmak için NRZ'den PAM4 sinyallemesine geçiş yapar. NRZ, iki seviyeyi kullanarak sembol başına bir bit gönderir; PAM4 dört seviyeyi kullanarak sembol başına iki bit gönderir. Bu, aynı baud hızına daha fazla veri sığdırır, ancak dört seviye birbirine daha yakın olduğundan bağlantının gürültüye, yansımalara ve marjinal kanallara karşı çok daha az toleransı olur. Pratik sonuç, QSFP56'nın "daha hızlı bir QSFP28" olmamasıdır -, farklı bir elektrik üretimidir ve bağlantı noktasının, donanım yazılımının ve bağlantı ortağının PAM4 için tasarlanmasını bekler.

NRZ vs PAM4: Mühendisliği Neden Değiştiriyor?

PAM4'e geçiş, QSFP56 dağıtımlarının, QSFP28 dağıtımlarının başaramadığı şekilde başarısız olmasının en büyük nedenidir. NRZ'de alıcı yalnızca iki durum arasında karar verir, bu nedenle göz geniştir ve kenar boşluğu affedicidir. PAM4 ile alıcının aynı voltaj penceresinde dört durumu ayırması gerekir; bu da her bir gözün kabaca üçte birine kadar küçülmesini sağlar ve bağlantının DSP'ye ve ileri hata düzeltmesine daha fazla eğilmesine neden olur.

Bu nedenle FEC,. 50şerit başına{-G-isteğe bağlı olmaktan çıkıyor. PAM4, şu şekilde standartlaştırılmıştır:IEEE 802.3cdbu arayüzler için RS-FEC'yi zorunlu kılan; hata düzeltme, kapatabileceğiniz bir ayar düğmesi değil, bağlantının kapanma şeklinin bir parçasıdır. 200G bağlantısını, optik, ana bilgisayar SerDes ve FEC ayarının hepsinin aynı fikirde olması gereken bir sistem olarak ele alın.

Bir alan örneği.Bir bakım penceresinde, 200G'lik bir bağlantının her iki ucu da temiz çıktı ve hızlı bir ping testini geçerek imzalandı. Saatler sonra, tırmanma sonrası-FEC hataları ve aralıklı düşüşler işaretlendi. Bunun nedeni bir FEC uyumsuzluğuydu: Bir tarafta RS-FEC etkindi, diğer tarafta ise onu devre dışı bırakan bir profil devralınmıştı. Bağlantı, sorunu gizleyecek kadar uzun süre "çalıştı". Düzeltme önemsizdi; ders şuydu: PAM4'te FEC modunu onaylıyorsunuzönceDeğişikliği kapatırsınız çünkü yanan bir bağlantı, sağlıklı bir bağlantıyla aynı değildir.

Uyumluluk: QSFP+, QSFP28 ve QSFP56'yı Karıştırabilir misiniz?

Gerçek paranın çoğunun israf edildiği yer burasıdır. Modüller mekanik olarak değiştirilebilir; bağlantı noktaları değil. Hemen hemen her durumu açıklayan kural basittir:

Daha yüksek-hızlı bir bağlantı noktası genellikle daha düşük-hızlı bir modülü çalıştırabilir, ancak daha düşük-hızlı bir bağlantı noktası, satıcı bunu açıkça tasarlamadıkça asla daha yüksek-hızlı bir modülü çalıştıramaz.

QSFP28 bağlantı noktasında QSFP+ modülü var mı?

Anahtar bu bağlantı noktasını 40G moduna ayarlamanıza izin verdiğinde sıklıkla evet -. 100G SerDe'ler, bir QSFP+ optiğinin beklediği 40G elektrik profiline kadar yapılandırılabilir; bu, aynı donanım üzerinde aşamalı 40G → 100G geçişlerini pratik hale getiren şeydir. İşin püf noktası, bağlantı noktasının desteklenen optikler listesinde-düşük hız modunun reklamını yapması-gerektiğidir; mekanik uyum, reklamı yapılan modla aynı değildir.

QSFP+ bağlantı noktasında QSFP28 modülü mü var?

Hayır. Bir QSFP+ bağlantı noktası yalnızca 40G-sınıfı elektrik arayüzünü sağlar ve 100G optik ihtiyaçlara yönelik sinyal veren şerit başına 25G-sinyalini sağlayacak bir yol yoktur. Modül, EEPROM'unu barındırır ve hatta okuyabilir, ancak bağlantı 100G'ye kadar anlaşamaz - ana bilgisayarın onu besleyecek şeritleri yoktur. Otomatik anlaşmanın bu açığı kapatmasını beklemek klasik bir hatadır: 100G'lik bir QSFP28 SR4, yalnızca 40G'lik bir kafese düşürülürse{17}}bağlantı noktası nasıl yapılandırılırsa yapılandırılsın karanlık kalır.

QSFP28 bağlantı noktasındaki QSFP56 modülü?

Hayır. QSFP56'nın 50G PAM4-özellikli şeritlere ihtiyacı vardır; QSFP28 bağlantı noktası 100G NRZ için üretilmiştir ve 200G optiği çalıştırmak için ne şerit başına hıza ne de PAM4 veri yoluna sahiptir. 100G NRZ bağlantı noktasını 200G PAM4 bağlantı noktasına dönüştüren bir yazılım ayarı yoktur.

Bir QSFP56 bağlantı noktası eski modülleri çalıştırabilir mi?

Çoğu zaman, ancak yalnızca tasarım gereği. Birçok 200G platformu, 100G QSFP28 ve 40G QSFP+ modlarını aynı kafeste sunar, böylece operatörler yükseltme işlemini gerçekleştirebilir, ancak bu geriye doğru işlem, QSFP56 kafesinin kendisinin değil, ASIC anahtarının ve yazılımının bir özelliğidir. Test, optiğin satıcının bu platform için desteklenen listesinde görünüp görünmediği ve - modunun görünüp görünmediğidir, desteklenmediğini varsayalım.

Çıkış Uyumluluğu

Koparma, bağlantı noktası moduna bağlı olduğundan ikinci, ayrı bir ölü bağlantı kaynağıdır.Vesadece kablo değil, işletim sistemi. Her nesil kendi şerit hızında yola çıkar:

• QSFP+ - 40G'den 4 × 10G SFP'ye+.
• QSFP28 - 100G'den 4 × 25G SFP28'e.
• QSFP56 - 200G ila 4 × 50G SFP56.

Konektörler nesiller boyunca tanıdık geliyor ve bu da tam olarak tuzak: 40G-ila-4×10G düzeneği, her ikisi de aynı şekilde sonlandırılsa bile 100G-ila-4×25G düzeniyle aynı değildir. Ana bağlantı noktası ara moduna yerleştirilmediğinde, işletim sistemi görüntüsü bu belirli bölünmeyi göstermediğinde veya uzak uç hedef şerit hızını çalıştıramadığında bir ara bağlantı başarısız olur ve dört kanalda yarı yukarı olan bir bağlantının teşhis edilmesi, hiç ortaya çıkmayan bir bağlantıdan daha zordur. Sipariş vermeden önce montajı port hızıyla eşleştirin ve platformun tam bölünmeyi desteklediğini doğrulayın. Paralel optikler kopuşu beslediğinde, fiber tarafı genellikleMTP/MPO ara kablolarışerit sayısına göre boyutlandırılmıştır.

Kablolama ve Erişim: SR4, LR4, FR4, DR4, DAC ve AOC

Modül üretimi kararın yalnızca yarısıdır; bağlantı mesafesi, fiber türü ve konektör diğer yarısıdır. Aşağıdaki erişim rakamları, yaygın değişkenler için IEEE 802.3 tarafından tanımlanan nominal değerlerdir - tam mesafe her zaman fiber kalitesine ve spesifik optiğe bağlıdır.

Kısa-erişimli çok modlu bağlantılar

Bir sıranın içinde veya bir salonun karşısında, paralel çoklu mod üzerinden SR4 optikleri varsayılandır. Üç neslin SR4 varyantlarının tümü MPO/MTP sonlandırılmış fiber üzerinde çalışır, dolayısıyla onları besleyen kablolar genellikleMPO/MTP bağlantı kablolarıdoğru polarite ve şerit haritalaması ile.

Erişim, çok modun devreye girdiği yerdir: aynı OM3 kablolaması üzerinde 40G'den 100G'ye geçiş, desteklenen mesafeyi kısaltır ve 200G daha da dardır. Mevcut devreleri yeniden kullanıyorsanız, - genel bakışımızı gerçekleştirmeden önce fiber kalitesini optiğin teknik özelliklerine göre doğrulayın.OM3 ve OM4 mesafe sınırlarıher sınıfın en iyi olduğu yeri ortaya koyar.

Tek-modlu bağlantılar

Daha uzun mesafeler için LR4, FR4, DR4, CWDM4 ve PSM4 farklı mesafe ve mimari değişikliklerini kapsar. WDM varyantları (FR4, LR4, CWDM4), dört dalga boyunu çift yönlü bir çift üzerine daraltır, böyleceçift ​​yönlü LC konnektörleri; paralel tekli{0}}mod çeşitleri (DR4, PSM4), şerit başına ayrı fiberleri tutar ve bunun yerine MPO/MTP kullanır.

Fiberin kendisi, mesafe üzerindeki optik kadar önemlidir. Tek-modlu tesis genellikleOS2 fibertesis dışı-ve uzun kampüs koşuları için ve fiber kategorisinin optiğin erişim bütçesiyle eşleştirilmesi, 10 km'lik bir bağlantıyı spesifikasyon dahilinde tutan şeydir.

DAC ve AOC bağlantıları

Raf içi veya bitişik-raf atlamaları için, doğrudan-bağlanan bakır (DAC) ve aktif optik kablo (AOC), ayrı optikler ve atlama tellerinden genellikle daha ucuz ve daha basittir. DAC, çok kısa bakır işlemleri için en düşük-maliyetli seçenektir; AOC daha hafiftir ve pasif bakırdan daha uzağa ulaşır. PAM4 başına 50G-şerit-de, bakır uzunluğu ve sinyal kalitesi affedilemez bir hızla artar, bu nedenle 25G'de iyi olan bir pasif DAC, ihtiyatlı bir şekilde daha yüksek hızlarda 50G - boyutlu bakır uzunluğunda olmayabilir.

Güç, FEC ve Termal Planlama

Daha hızlı şeritler daha fazla sinyal işlemeye ihtiyaç duyar ve bu işlem ısı olarak kendini gösterir. Kaba bir kılavuz olarak, 40G QSFP+ optikler genellikle ~1,5–3,5 W aralığında, 100G QSFP28 yaklaşık 3,5–5 W ve 200G QSFP56 ise değişkene bağlı olarak sıklıkla 5–7 W veya daha fazla aralığında bulunur. Tahmin etmenize gerek yok: her modül çekilişini ilan eder.SFF-8636 güç sınıflarıSNIA SFF komitesi tarafından sürdürülür ve anahtar, kafes başına maksimum sınıfı zorunlu kılar.

Zararsız görünen bağlantı noktası başına-; ölçekte öyle değil. 32 bağlantı noktalı 1RU anahtarda bağlantı noktası başına 2 W'lık bir artış, zaten termal olarak sıkı olan bir kasaya yaklaşık 64 W optik ısı ekler ve tamamen doldurulmuş 64 bağlantı noktalı bir kutu bunu iki katına çıkarır. Hava akışı yönü yanlışsa veya bitişik kafesler de sıcak optik çalıştırıyorsa, kenar bağlantı noktalarını sıcaklık sınırlarının ötesine itmek için bu yeterlidir.

Bir alan örneği.Her bağlantı noktasında yoğun bir-raf-üst raf anahtarı, yüksek-güçlü, uzun erişimli-optiklerle doldurulmuştu. Bağlantılar sağlıklıydı ancak bir gün içinde kasa, sıcak hava çıkışına en yakın kafeslerde sıcaklık alarmlarını kaydetti. Hiçbir şey kusurlu değildi - rafın hava akışı ve anahtarın-port başına termal bütçesi bu optik karışım için planlanmamıştı. Yüksek güçlü optiklerin sıcak köşeden-uzaklaştırılması ve hava akışı yönü düzeltildikten sonra kartlar teknik özelliklerine geri döndü. Bant genişliği planlanmıştı; ısı yoktu.

QSFP56 veya yüksek-uzun güç-erişimli QSFP28'i dağıtmadan önce, anahtarın izin verdiği modül güç sınıfı, hava akış yönü (önden-arkadan-arkaya-ileriye{-), satıcı sıcaklık sınırlarını, canlı DOM sıcaklık okumalarını, komşu bağlantı noktalarının aynı zamanda yüksek{8}}güç optikleri taşıyıp taşımadığını ve rafın soğutma kapasitesini planlayın. PAM4 bağlantılarının kapanması RS-FEC'ye bağlı olduğundan, FEC modunu her iki uç için de değişiklik penceresi sırasında değil, değişiklik penceresi öncesinde ayarlayın.

Senaryoya Göre Seçim

Genel bir "en hızlıyı seç" yerine, bakış açısını duruma göre eşleştirin. Aşağıdaki tabloda en sık karşılaşılan vakalar yer almaktadır.

QSFP28 ve QSFP56: hangi yükseltme yolu mantıklıdır?

Ağ tam olarak 100G olduğunda, sunucu katmanı 25G olduğunda ve öncelik olgun fiyatlandırma ve düşük risk olduğunda QSFP28'de kalın. Erişim katmanı gerçekten 50G olduğunda veya omurga 100G'de tıkandığında ve platform, kablolama ve FEC planının tamamı PAM4{10}}hazır olduğunda QSFP56'ya geçin. Karar verici soru "200G daha mı hızlıdır" değil - öyle olduğu açıktır - ancak "bağlantının geri kalanı bugün PAM4'ü destekliyor mu ve 200G iki yıl içinde hâlâ doğru katman olacak mı, yoksa bütçe 400G'ye doğru mu gitmeli?"

QSFP56 ne zaman seçilmemelidir?

Bağlantı noktalarınız 50G PAM4'ü desteklemiyorsa, sunucu erişimi hala 10G veya 25G ise (200G yukarı bağlantı boşta kalacak), raf bağlantı noktası başına fazladan ısıyı absorbe edemiyorsa veya yol haritanız 200G'nin zoraki bir ara adım haline gelmesine yetecek kadar kısa sürede 400G'ye atlarsa QSFP56'yı atlayın. PAM4'ü çalıştıramayan bir bağlantı noktası için 200G optik satın almak, şekil eşleştirme hatasının en pahalı versiyonudur.

QSFP56 ve QSFP-DD

400G'ye giden yolu açık olan yeni bir kumaş tasarlıyorsanız, QSFP-DD, QSFP56'ya göre tartılmaya değer. QSFP-DD, ikinci bir elektrik hattı sırası ekler (dört yerine sekiz) ve 400G için ortak form faktörüdür, ancak birçok platformda daha düşük-hızlı optikleri barındırmaya devam edebilir. Bu, her QSFP56 kullanım örneğinin-bir yerine geçecek bir değişiklik değildir, ancak - seçim, anahtar platformunuzu, ara planınızı, optik bütçenizi ve bant genişliği yol haritanızı etkiler. BizimQSFP-DD'ye teknik genel bakışdört{0}şeritli nesillere göre uygun olduğu yerden geçer.

Switch Veri Sayfasında Kontrol Edilmesi Gerekenler

Çoğu bağlantı hatasına{0}}rafta değil, veri sayfasında karar verilir. Bir satın alma siparişi vermeden önce aşağıdaki ayrıntılar için platform belgelerini okuyun:

1. Kafesin gerçekte desteklediği-bağlantı noktası başına hız modları (40G / 100G / 200G) yalnızca konektör türü değil.
2. Tam olarak söz konusu platform ve yazılım sürümü için desteklenen-optikler veya uyumluluk matrisi.
3. Hangi bağlantının OS görüntüsünü böldüğü o bağlantı noktasında ortaya çıkar (4×10G, 4×25G, 4×50G).
4. Kafes başına maksimum modül güç sınıfı ve komşu bağlantı noktaları doldurulduğundaki sınırlar.
5. Her hız için varsayılan ve yapılandırılabilir FEC modları.
6. Kasanın hava akış yönü ve nominal çalışma sıcaklığı aralığı.

Kaçınılması Gereken Yaygın Hatalar

En çok tekrarlanan beş şey: bağlantı noktasının desteklenen modlarını kontrol etmeden en hızlı optiği satın almak; mekanik uyumun elektriksel uyumluluğa eşit olduğu varsayılarak; farklı nesile ait bir bağlantı kablosunun yeniden kullanılması; FEC'i bir PAM4 bağlantısında uyumsuz bırakmak; ve yüksek-hızlı optiklerin yoğun bir anahtara kattığı ısıyı unutarak bant genişliğini planlamak. Her biri kağıt üzerinde kaçınılması ucuz ve dişli rafa kaldırıldığında takip edilmesi pahalıdır.

Temel Çıkarımlar

QSFP+, QSFP28 ve QSFP56, dört-şeritli bir zarfı paylaşıyor ancak üç farklı ağ katmanına hizmet ediyor: 40G, 100G ve 200G, QSFP56, PAM4 bölgesine geçiyor. Optik içe doğru değil, anahtar bağlantı noktasından dışa doğru seçim yapın - satın almadan önce desteklenen hız modlarını, optik listeyi, koparma desteğini, fiber ve konnektörü, erişimi, FEC'yi ve termal bütçeyi onaylayın. Bugün 100G için QSFP28 pratik varsayılan değer olmaya devam ediyor; QSFP+ hâlâ eski 40G'yi kapsıyor; ve QSFP56, gerçek 200G yoğunluk için doğru çağrıdır, ancak yalnızca tüm bağlantı - bağlantı noktası, optik, kablo, FEC ve soğutmanın - bunun için tasarlandığı durumlarda.