QSFP vs QSFP28 vs QSFP56: Hastighed og kompatibilitet

QSFP, QSFP28 og QSFP56 blandes konstant sammen, fordi de deler den samme kompakte, fire-sporbare form. De er dog ikke den samme generation af transceivere. Den hurtigste måde at holde dem ved lige er ved hjælp af Ethernet-hastighed:QSFP+ er bygget til 40G, QSFP28 til 100G og QSFP56 til 200G.Alt, hvad der efterlader folk bagefter - portsupport, signalering, breakout, FEC og termisk adfærd - følger deraf.

Én navngivningsnote, før vi går i gang, fordi det forårsager reelle indkøbsfejl. Når vi i denne guide skriver "QSFP" alene, mener vi den originale 40G-generation, som industrien normalt betegnerQSFP+. Det almindelige udtryk "QSFP" bruges også løst for hele familien, så en linjepost, der bare siger "QSFP-optik", fortæller dig næsten intet om dens hastighed. Det vender vi tilbage til i næste afsnit.

Hvis du planlægger en opgradering eller køber optik til en bestemt switch, skal du ikke vælge modulformen. Et QSFP28-modul falder rent ind i et 40G-bur og vil stadig ikke linke, fordi switchporten - ikke transceiveren - bestemmer den elektriske grænseflade, datahastighed og firmwareadfærd, som linket rent faktisk kører ved.

QSFP+ vs QSFP28 vs QSFP56

QSFP vs QSFP+: Er de de samme?

Dette er spørgsmålet, der afsporer flere ordrer end noget kompatibilitetsproblem. Det korte svar:QSFP er en familie; QSFP+ er et medlem af den.

QSFP står for Quad Small Form-factor Pluggable. "Quad" er det fire-banedesign, som hver generation beholder; det, der ændrer sig fra den ene generation til den næste, er hastigheden på hver bane. QSFP+ var det første vidt udbredte medlem med fire 10G-baner til 40G Ethernet. Fordi det ankom først, blev "QSFP" og "QSFP+" udskiftelige i dataark, indkøbsordrer og switch CLI'er, og den vane holdt fast, selv efter 100G og 200G generationer dukkede op.

Så når du ser "QSFP" uden noget nummer, skal du behandle det som tvetydigt og løse det, før du køber: en 40G QSFP+ optik og en 100G QSFP28 optik ser identisk ud i en bakke, men er ikke udskiftelige i en port. Den mekaniske envelope, I²C-administrationsgrænsefladen og SFF-8636-hukommelseskortet deles på tværs af QSFP/QSFP28-familien, hvilket netop er grunden til, at to meget forskellige optikker kan forveksles ved synet. En hurtig kortlægning, der holder i praksis:

• QSFP+- 40G, fire 10G NRZ-baner.
• QSFP28- 100G, fire 25G-klasse NRZ-baner.
• QSFP56- 200G, fire 50G-klasse PAM4-baner.

• 

Kerneforskellen: Banehastighed og signalering

Hele familien skalerer på samme måde: behold fire baner, skub flere stykker ned hver af dem. Hver hastighedsgrad er defineret afIEEE 802.3 Ethernet-standarder, hvilket er grunden til, at en kompatibel optik fra én leverandør interopererer med en kompatibel port fra en anden.

QSFP+: fire 10G baner (40G)

Et 40G QSFP+ SR4-modul kører fire sende- og fire modtagebaner over parallel multimode-fiber, typisk afsluttet i et MPO/MTP-stik; single-mode LR4-varianten multiplekser fire bølgelængder på et dupleks LC-par med en rækkevidde på 10 km. QSFP+ fortjener stadig sin plads i ældre 40G-kerner, testbænke og omkostningsfølsomme-links. Det holder op med at give mening i det øjeblik, din serveradgang er flyttet til 25G eller 50G, fordi 40G-porten bliver flaskehalsen snarere end optikken.

QSFP28: fire 25G baner (100G)

QSFP28 beholder layoutet med fire-baner, men hæver hver bane til 25G-klasse NRZ, hvilket er det, der gjorde den til arbejdshesten i 100G blad-rygsøjlestoffer. En enkelt QSFP28-port bærer 100G, og på switche, der afslører tilstanden, opdeles den i fire 25G SFP28-links - det rene match for racks fyldt med 25G-servere, der leverer 100G-uplinks. Dets økosystem er dybt (SR4, DR, FR, CWDM4, PSM4, LR4, plus DAC og AOC), hvilket er en del af grunden til, at det fortsat er den sikre standard for nye 100G-bygninger.

QSFP56: fire 50G PAM4 baner (200G)

QSFP56 fordobler porten igen til 200G ved at køre fire 50G baner, og for at passe 50G ind i en bane skifter den fra NRZ til PAM4 signalering. NRZ sender en bit pr. symbol ved hjælp af to niveauer; PAM4 sender to bits pr. symbol ved hjælp af fire niveauer. Det pakker flere data ind i den samme baudrate, men de fire niveauer sidder tættere sammen, så linket er langt mindre tolerant over for støj, refleksioner og marginale kanaler. Den praktiske konsekvens er, at QSFP56 ikke er "en hurtigere QSFP28" - det er en anden elektrisk generation, og den forventer, at porten, firmwaren og linkpartneren er designet til PAM4.

NRZ vs PAM4: Hvorfor det ændrer teknikken

Springet til PAM4 er den største enkeltstående årsag til, at QSFP56-implementeringer mislykkedes på måder, som QSFP28-installationer ikke gjorde. Med NRZ bestemmer modtageren kun mellem to tilstande, så øjet er bredt, og marginen er tilgivende. Med PAM4 skal modtageren adskille fire tilstande i det samme spændingsvindue, hvilket krymper hvert øje til cirka en tredjedel af højden og får linket til at læne sig hårdt op af DSP og fremadrettet fejlkorrektion.

Det er grunden til, at FEC holder op med at være valgfri. 50G-per-bane PAM4 blev standardiseret iIEEE 802.3cd, som pålægger RS-FEC for disse grænseflader; fejlkorrektionen er en del af, hvordan linket er designet til at lukke, ikke en tuning-knap, du kan slå fra. Behandl et 200G-link som et system, hvor optikken, værten SerDes og FEC-indstillingen alle skal være enige.

Et felteksempel.I et vedligeholdelsesvindue kom et 200G-link rent i begge ender og bestod en hurtig ping-test, så det blev afmeldt. Timer senere, overvågning af markeret klatrepost-FEC-fejl og intermitterende fald. Årsagen var en FEC-uoverensstemmelse: Den ene side havde RS-FEC aktiveret, den anden havde arvet en profil, der deaktiverede den. Linket "virkede" lige længe nok til at skjule problemet. Rettelsen var triviel; lektionen var, at du på PAM4 bekræfter FEC-tilstandenførdu lukker ændringen, for et link der lyser er ikke det samme som et link der er sundt.

Kompatibilitet: Kan du blande QSFP+, QSFP28 og QSFP56?

Det er her, de fleste rigtige penge spildes. Modulerne er mekanisk udskiftelige; det er havnene ikke. Reglen, der forklarer næsten alle tilfælde, er enkel:

En port med højere-hastighed kan ofte drive et modul med lavere-hastighed, men en port med lavere-hastighed kan aldrig drive et modul med højere-hastighed, medmindre leverandøren eksplicit har udviklet det til det.

QSFP+-modul i en QSFP28-port?

Ofte ja -, når kontakten lader dig indstille porten til 40G-tilstand. 100G SerDes kan konfigureres ned til den 40G elektriske profil, en QSFP+ optik forventer, hvilket er det, der gør fasede 40G→100G migreringer praktiske på den samme hardware. Fangsten er, at porten skal annoncere for den lavere-hastighedstilstand i dens understøttede-optikliste; mekanisk pasform er ikke det samme som en annonceret tilstand.

QSFP28-modul i en QSFP+-port?

Nej. En QSFP+-port leverer kun 40G-klassens elektriske grænseflade, og der er ingen sti til at hente 25G-per-banen, der signalerer en 100G-optikbehov. Modulet sidder og kan endda læse dets EEPROM, men linket kan ikke forhandle op til 100G - værten har simpelthen ikke banerne til at fodre det. At forvente automatisk-forhandling for at bygge bro over det kløft er den klassiske fejl: en 100G QSFP28 SR4, der falder ned i et 40G-kun, forbliver mørkt, uanset hvordan porten er konfigureret.

QSFP56-modul i en QSFP28-port?

Nej. QSFP56 har brug for 50G PAM4--kompatible baner; en QSFP28-port er bygget til 100G NRZ og har hverken hastigheden pr. bane eller PAM4-datastien til at køre en 200G-optik. Der er ingen softwareindstilling, der konverterer en 100G NRZ-port til en 200G PAM4-port.

Kan en QSFP56-port køre ældre moduler?

Ofte, men kun efter design. Mange 200G-platforme eksponerer 100G QSFP28- og 40G QSFP+-tilstande på det samme bur, så operatører kan iscenesætte en opgradering, men den baglæns drift er en egenskab for switch-ASIC og dens software, ikke af selve QSFP56-buret. Testen er, om optikken vises på leverandørens understøttede liste for den pågældende platform og tilstand -, hvis den ikke gør det, antage, at den ikke er understøttet.

Breakout-kompatibilitet

Breakout er en anden, separat kilde til døde links, fordi det afhænger af porttilstandenogoperativsystemet, ikke kun kablet. Hver generation bryder ud inden for sin egen vognbanehastighed:

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

Forbindelserne ser velkendte ud på tværs af generationer, hvilket netop er fælden: en 40G-til-4×10G-samling er ikke det samme som en 100G-til-4×25G-samling, selv når begge ender på samme måde. Et breakout-link mislykkes, når den overordnede port ikke er blevet placeret i breakout-tilstand, når OS-billedet ikke eksponerer den specifikke split, eller når den fjerneste ende ikke kan køre målbanehastigheden - og et link, der er halvt op på tværs af fire kanaler, er sværere at diagnosticere end et, der aldrig kom op. Før du bestiller, skal du matche samlingen til porthastigheden og bekræfte, at platformen understøtter den nøjagtige opdeling. Når parallel optik føder udbruddet, er fibersiden normalt bygget afMTP/MPO breakout kablerstørrelse til vognbaneantal.

Kabler og rækkevidde: SR4, LR4, FR4, DR4, DAC og AOC

Modulgenereringen er kun halvdelen af ​​beslutningen; linkafstanden, fibertype og stik er den anden halvdel. Rækkeviddetallene nedenfor er nominelle værdier defineret af IEEE 802.3 for de almindelige varianter - den nøjagtige afstand afhænger altid af fiberkvaliteten og den specifikke optik.

Kort-multimode links

Inde i en række eller på tværs af en hal er SR4-optik over parallel multimode standard. Alle tre generationers SR4-varianter kører på MPO/MTP-termineret fiber, så kabelføringen, der forsyner dem, er typisk bygget fraMPO/MTP patch ledningermed den korrekte polaritet og vognbanekortlægning.

Rækkevidde er, hvor multimode bider: Flytning fra 40G til 100G på det samme OM3-kabler forkorter den understøttede afstand, og 200G er stadig tættere. Hvis du genbruger eksisterende trunks, skal du bekræfte fiberkvaliteten i forhold til optikkens specifikationer, før du forpligter dig til - vores oversigt overOM3 og OM4 afstandsgrænserlægger ud, hvor hver klasse topper.

Single-links

Til længere strækninger dækker LR4, FR4, DR4, CWDM4 og PSM4 forskellige afstande og arkitektur-afvejninger. WDM-varianter (FR4, LR4, CWDM4) kollapser fire bølgelængder på et duplekspar, så de ender iduplex LC-stik; parallelle single-mode-varianter (DR4, PSM4) holder separate fibre pr. bane og bruger MPO/MTP i stedet.

Fiberen i sig selv betyder lige så meget som optikken over afstand. Enkelt-mode anlæg er normaltOS2 fibertil udendørs-anlæg og lange campusløb, og at matche fiberkategorien til optikkens rækkeviddebudget er det, der holder et 10 km link inde i specifikationerne.

DAC og AOC links

For i-rack eller tilstødende-rackhop er direkte-kobber (DAC) og aktivt optisk kabel (AOC) ofte billigere og enklere end separate optik plus jumpere. DAC er den laveste-omkostningsmulighed for meget korte kobberkørsler; AOC er lettere og når længere end passivt kobber. Ved 50G-pr.-bane PAM4 bliver kobberlængde og signalkvalitet utilgivelig hurtigt, så en passiv DAC, der var fin ved 25G, er muligvis ikke på 50G - størrelse kobberlængde konservativt ved de højere hastigheder.

Strøm, FEC og termisk planlægning

Hurtigere baner har brug for mere signalbehandling, og den behandling viser sig som varme. Som en grov vejledning ligger 40G QSFP+ optik almindeligvis i ~1,5-3,5 W-området, 100G QSFP28 omkring 3,5-5 W og 200G QSFP56 ofte 5-7 W eller mere afhængigt af varianten. Du behøver ikke at gætte: hvert modul annoncerer sin lodtrækning gennemSFF-8636 effektklasservedligeholdes af SNIA SFF-udvalget, og skiftet håndhæver en maksimal klasse pr. bur.

Per-port, der lyder harmløs; i skala er det ikke. En stigning på 2 W pr. port på tværs af en 32-ports 1RU-switch tilføjer ca. 64 W optisk varme til et chassis, der allerede var termisk tæt, og en fuldt befolket 64-ports boks fordobler det. Det er nok til at skubbe kantporte forbi deres temperaturgrænser, hvis luftstrømmens retning er forkert, eller tilstødende bure også kører varm optik.

Et felteksempel.En tæt top-af-rackswitch var befolket med høj-effekt lang-optik i hver port. Forbindelserne var sunde, men inden for en dag loggede chassiset temperaturalarmer på burene nærmest den varme-luftudstødning. Intet var defekt - stativets luftstrøm og switchens per-port termiske budget var simpelthen ikke planlagt for den optiske blanding. Kortene kom tilbage til specifikationen efter at have omskiftet{10}}optikken med høj effekt væk fra det varme hjørne og korrigeret luftstrømsretningen. Båndbredde var blevet planlagt; varme havde ikke.

Før du implementerer QSFP56 eller høj-lang-rækkevidde QSFP28, skal du planlægge den moduleffektklasse, som switchen tillader, luftstrømsretningen (forfra-til-bagside vs. bagud-til-foran), leverandørens temperaturgrænser, DOM-temperaturaflæsningerne i realtid, om de også bærer høje strømporte{8} kapacitet. Og fordi PAM4-links afhænger af RS-FEC for at lukke, skal du indstille FEC-tilstanden for begge ender før ændringsvinduet i stedet for under det.

Valg efter scenarie

I stedet for et generisk "vælg den hurtigste", match optikken til situationen. Tabellen nedenfor dækker de sager, der kommer oftest.

QSFP28 vs QSFP56: hvilken opgraderingssti giver mening?

Bliv på QSFP28, når netværket er solidt 100G, serverlaget er 25G, og prioriteringen er moden prissætning og lav risiko. Flyt til QSFP56, når adgangslaget reelt er 50G, eller rygsøjlen er overbelastet ved 100G, og platformen, kabler og FEC-planen er alle PAM4-klar. Det afgørende spørgsmål er ikke "er 200G hurtigere" - det er det selvfølgelig - men "understøtter resten af ​​linket PAM4 i dag, og vil 200G stadig være det rigtige niveau om to år, eller skal budgettet gå mod 400G."

Hvornår skal man ikke vælge QSFP56

Spring QSFP56 over, hvis dine porte ikke understøtter 50G PAM4, hvis serveradgangen stadig er 10G eller 25G (200G-uplinket vil sidde inaktivt), hvis racket ikke kan absorbere den ekstra per-portvarme, eller hvis din køreplan hopper til 400G hurtigt nok til, at 200G bliver et strandet mellemtrin. At købe en 200G-optik til en port, der ikke kan køre PAM4, er den dyreste version af form-{12}}matchfejlen.

QSFP56 vs QSFP-DD

Hvis du designer et nyt stof med en klar vej til 400G, er QSFP-DD værd at veje mod QSFP56. QSFP-DD tilføjer en anden række af elektriske baner (otte i stedet for fire) og er den fælles formfaktor for 400G, mens den forbliver i stand til at hoste optik med lavere-hastighed på mange platforme. Det er ikke et fald-i erstatning for hvert QSFP56-brugstilfælde, selvom - valget aktiverer din switch-platform, breakout-plan, optikbudget og båndbredde-køreplan. VoresQSFP-DD teknisk oversigtgår igennem, hvor den passer i forhold til de fire-banegenerationer.

Hvad skal du kontrollere på Switch Datasheet

De fleste link-fejl afgøres på dataarket, ikke i stativet. Før du foretager en indkøbsordre, skal du læse platformsdokumentationen for disse detaljer:

1. De per-porthastighedstilstande, som buret faktisk understøtter (40G / 100G / 200G), ikke kun forbindelsestypen.
2. Den understøttede-optik eller kompatibilitetsmatrix for netop den platform og softwareudgivelse.
3. Hvilket breakout opdeler OS-billedet eksponerer på den port (4×10G, 4×25G, 4×50G).
4. Den maksimale moduleffektklasse pr. bur og eventuelle grænser, når tilstødende porte er befolket.
5. Standard og konfigurerbare FEC-tilstande for hver hastighed.
6. Chassisets luftstrømsretning og dets nominelle driftstemperaturområde.

Almindelige fejl at undgå

De fem, der gentager sig mest: at købe den hurtigste optik uden at tjekke portens understøttede tilstande; forudsat at mekanisk pasform er lig med elektrisk kompatibilitet; genbruge et breakout-kabel fra en anden generation; efterlader FEC uoverensstemmende på et PAM4-link; og planlægning af båndbredde, mens man glemmer den varme, som optik med højere-hastighed tilføjer til en tæt kontakt. Hver af dem er billige at undgå på papiret og dyre at jagte, når først grejet er rykket.

Nøgle takeaways

QSFP+, QSFP28 og QSFP56 deler en konvolut med fire-baner, men betjener tre forskellige netværksniveauer: 40G, 100G og 200G, hvor QSFP56 krydser ind i PAM4-territoriet. Vælg fra switch-porten udad, ikke fra den optiske indadgående - bekræft de understøttede hastighedstilstande, den optiske liste, breakout-understøttelse, fiber og stik, rækkevidde, FEC og termisk budget, før du køber. For 100G i dag er QSFP28 den praktiske standard; QSFP+ dækker stadig ældre 40G; og QSFP56 er den rigtige opfordring til ægte 200G-densitet, men kun når hele link---porten, optikken, kabel, FEC og køling - er konstrueret til det.