QSFP לעומת QSFP28 מול QSFP56: מהירות ותאימות

QSFP, QSFP28 ו-QSFP56 מתערבבים כל הזמן מכיוון שהם חולקים את אותה צורה קומפקטית עם ארבעה- נתיבים ניתנים לחיבור. עם זאת, הם אינם אותו דור של מקלט משדר. הדרך המהירה ביותר לשמור אותם ישרים היא באמצעות מהירות Ethernet:QSFP+ בנוי עבור 40G, QSFP28 עבור 100G ו-QSFP56 עבור 200G.כל מה שדוחף אנשים לאחר מכן - תמיכה ביציאות, איתות, פריצה, FEC והתנהגות תרמית - נובע מכך.

הערת שמות אחת לפני שנתחיל, כי היא גורמת לשגיאות רכש אמיתיות. במדריך זה, כאשר אנו כותבים "QSFP" בפני עצמו, אנו מתכוונים לדור ה-40G המקורי שהתעשייה בדרך כלל מתוויתQSFP+. המונח הפשוט "QSFP" משמש גם באופן רופף עבור כל המשפחה, כך שפריט שרק אומר "QSFP optic" לא אומר לך כמעט כלום על המהירות שלו. נחזור לזה בסעיף הבא.

אם אתה מחפש שדרוג או קונה אופטיקה עבור מתג מסוים, אל תבחר בצורת המודול. מודול QSFP28 נופל בצורה נקייה לתוך כלוב 40G ועדיין לא יקשר, מכיוון שיציאת המתג - לא מקלט המשדר - קובעת את הממשק החשמלי, קצב הנתונים והתנהגות הקושחה שהקישור פועל בו בפועל.

QSFP+ לעומת QSFP28 מול QSFP56

QSFP לעומת QSFP+: האם הם זהים?

זו השאלה שמדרדרת יותר הזמנות מכל בעיית תאימות. התשובה הקצרה:QSFP היא משפחה; QSFP+ הוא חבר אחד בה.

QSFP מייצג Quad Small Form-factor Pluggable. "Quad" הוא עיצוב ארבע-הנתיבים שכל דור שומר; מה שמשתנה מדור לדור הוא המהירות של כל נתיב. QSFP+ היה החבר הראשון בפריסה רחבה, שנשא ארבעה נתיבי 10G עבור Ethernet 40G. מכיוון שהוא הגיע ראשון, "QSFP" ו-"QSFP+" הפכו לניתנים להחלפה בגיליונות נתונים, הזמנות רכש ו-CLI מתג, וההרגל הזה תקוע גם אחרי שהופיעו דורות 100G ו-200G.

אז כשאתה רואה "QSFP" ללא מספר, התייחס לזה כאל מעורפל ופתור את זה לפני שאתה קונה: אופטי 40G QSFP+ ואופטי 100G QSFP28 נראים זהים במגש אך אינם ניתנים להחלפה ביציאה. המעטפת המכנית, ממשק הניהול I²C ומפת הזיכרון SFF-8636 משותפים על פני משפחת QSFP/QSFP28, וזו בדיוק הסיבה שבגללה ניתן לבלבל שתי אופטיות שונות מאוד לעין. מיפוי מהיר שמחזיק מעמד בפועל:

• QSFP+- 40G, ארבעה נתיבי NRZ של 10G.
• QSFP28- 100G, ארבעה נתיבי NRZ בדרגת 25G-.
• QSFP56- 200G, ארבעה נתיבי 50G-מחלקה PAM4.

• 

ההבדל הליבה: מהירות נתיב ואיתות

כל המשפחה מתקדמת באותה צורה: שמור על ארבעה נתיבים, דחף עוד חלקים למטה כל אחד. כל דרגת מהירות מוגדרת על ידיתקני Ethernet IEEE 802.3, וזו הסיבה שאופטיקה תואמת של ספק אחד פועלת יחד עם יציאה תואמת של אחר.

QSFP+: ארבעה נתיבי 10G (40G)

מודול 40G QSFP+ SR4 מריץ ארבעה נתיבי שידור וארבעה נתיבי קליטה על גבי סיבים מולטי-מודים מקבילים, המסתיימים בדרך כלל במחבר MPO/MTP; גרסת LR4 במצב יחיד- מרבבת ארבעה אורכי גל על ​​גבי זוג LC דופלקס לטווח של 10 ק"מ. QSFP+ עדיין מרוויח את מקומו בליבות 40G מדור קודם, ספסלי בדיקה וקישורים רגישים-עלויות. זה מפסיק להיות הגיוני ברגע שהגישה לשרת שלך עברה ל-25G או 50G, מכיוון שיציאת ה-40G הופכת לצוואר הבקבוק ולא לאופטי.

QSFP28: ארבעה נתיבי 25G (100G)

QSFP28 שומר על פריסת ארבעת- הנתיבים אך מעלה כל נתיב ל-NRZ של 25G-, וזה מה שהפך אותו לסוס העבודה של בדי עמוד השדרה של 100G-. יציאת QSFP28 יחידה נושאת 100G, ובמתגים החושפים את המצב היא מתפצלת לארבעה קישורי 25G SFP28 - ההתאמה הנקייה עבור מתלים מלאים בשרתי 25G המזינים קישורי Uplink של 100G. המערכת האקולוגית שלו עמוקה (SR4, DR, FR, CWDM4, PSM4, LR4, בתוספת DAC ו-AOC), וזו חלק מהסיבה שהיא נותרה ברירת המחדל הבטוחה עבור בנייה חדשה של 100G.

QSFP56: ארבעה נתיבי PAM4 של 50G (200G)

QSFP56 מכפיל את היציאה שוב ל-200G על ידי הפעלת ארבעה נתיבים של 50G, וכדי להתאים 50G לנתיב הוא עובר מאיתות NRZ ל-PAM4. NRZ שולח ביט אחד לכל סמל באמצעות שתי רמות; PAM4 שולח שני ביטים לכל סמל תוך שימוש בארבע רמות. זה אוסף יותר נתונים באותו קצב העברת נתונים, אבל ארבע הרמות יושבות קרוב יותר זו לזו, כך שהקישור הרבה פחות סובלני לרעש, השתקפויות וערוצים שוליים. ההשלכה המעשית היא ש-QSFP56 אינו "QSFP28 מהיר יותר" - הוא יצור חשמלי אחר, והוא מצפה שהיציאה, הקושחה ושותף הקישור יהיו מתוכננים עבור PAM4.

NRZ לעומת PAM4: למה זה משנה את ההנדסה

הקפיצה ל-PAM4 היא הסיבה הגדולה ביותר לכך שפריסות QSFP56 נכשלו בדרכים שפריסות QSFP28 לא נכשלו. עם NRZ, המקלט מחליט רק בין שני מצבים, כך שהעין רחבה והשוליים סלחניים. עם PAM4, המקלט צריך להפריד ארבעה מצבים באותו חלון מתח, מה שמכווץ כל עין לכשליש מהגובה וגורם לקישור להישען חזק על DSP ותיקון שגיאות קדימה.

זו הסיבה ש-FEC מפסיק להיות אופציונלי. 50G-לכל-נתיב PAM4 תוקן ב-IEEE 802.3cd, המחייב RS-FEC עבור ממשקים אלה; תיקון השגיאה הוא חלק מהאופן שבו הקישור מתוכנן להיסגר, לא כפתור כוונון שאתה יכול לכבות. התייחס לקישור 200G כאל מערכת שבה האופטיקה, SerDes המארח והגדרת FEC כולם צריכים להסכים.

דוגמה בשטח.בחלון תחזוקה אחד, קישור 200G הופיע נקי בשני הקצוות ועבר בדיקת פינג מהירה, אז הוא נחתם. שעות לאחר מכן, ניטור פוסט טיפוס מסומן-שגיאות FEC ונפילות לסירוגין. הסיבה הייתה אי התאמה של FEC: בצד אחד הופעל RS-FEC, בצד השני ירש פרופיל שהשבית אותו. הקישור "עבד" מספיק זמן כדי להסתיר את הבעיה. התיקון היה טריוויאלי; הלקח היה שב-PAM4 אתה מאשר את מצב FECלִפנֵיאתה סוגר את השינוי, כי קישור שנדלק אינו זהה לקישור בריא.

תאימות: האם אתה יכול לערבב QSFP+, QSFP28 ו-QSFP56?

זה המקום שבו רוב הכסף האמיתי מתבזבז. המודולים ניתנים להחלפה מכנית; היציאות לא. הכלל שמסביר כמעט כל מקרה הוא פשוט:

יציאת מהירות- גבוהה יותר יכולה לעתים קרובות להניע מודול מהירות-נמוכה יותר, אך יציאה-נמוכה לעולם לא יכולה להניע מודול מהירות- גבוהה יותר, אלא אם כן הספק הנדס זאת במפורש.

מודול QSFP+ ביציאת QSFP28?

לעתים קרובות כן - כאשר המתג מאפשר לך להגדיר את היציאה הזו למצב 40G. ניתן להגדיר את 100G SerDes עד לפרופיל החשמלי של 40G שאופטיקת QSFP+ מצפה, וזה מה שהופך את ההגירות השלביות של 40G→100G למעשיות על אותה חומרה. הקאץ' הוא שהיציאה צריכה לפרסם את מצב-המהירות הנמוכה יותר ברשימת האופטיקה הנתמכת- שלה; התאמה מכנית אינה זהה למצב מפורסם.

מודול QSFP28 ביציאת QSFP+?

לא. יציאת QSFP+ מספקת רק את הממשק החשמלי בדרגת 40G-, ואין דרך עבורה למקור 25G-לכל-נתיב המאותת לצרכים אופטיים של 100G. המודול יושב ואף יכול לקרוא את ה-EEPROM שלו, אבל הקישור לא יכול לשאת ולתת עד 100G - למארח פשוט אין את הנתיבים להזין אותו. ציפייה למשא ומתן אוטומטי כדי לגשר על הפער הזה היא הטעות הקלאסית: 100G QSFP28 SR4 ירד לתוך 40G-רק הכלוב נשאר חשוך, לא משנה איך מוגדרת היציאה.

מודול QSFP56 ביציאת QSFP28?

לא. QSFP56 זקוק לנתיבים בעלי יכולת 50G PAM4-; יציאת QSFP28 בנויה עבור 100G NRZ ואין לה קצב לכל נתיב ולא נתיב הנתונים של PAM4 להפעלת אופטיקה של 200G. אין הגדרת תוכנה הממירה יציאת NRZ 100G ליציאת 200G PAM4.

האם יציאת QSFP56 יכולה להריץ מודולים ישנים יותר?

לעתים קרובות, אבל רק בתכנון. פלטפורמות 200G רבות חושפות את מצבי 100G QSFP28 ו-40G QSFP+ באותו כלוב כך שמפעילים יכולים לבצע שדרוג, אך פעולה זו לאחור היא מאפיין של המתג ASIC והתוכנה שלו, לא של כלוב QSFP56 עצמו. הבדיקה היא האם האופטיקה מופיעה ברשימת הנתמכים של הספק עבור אותה פלטפורמה ומצב - אם לא, נניח שהיא לא נתמכת.

תאימות לפריצה

פריצה היא מקור שני ונפרד של קישורים מתים, כי זה תלוי במצב היציאהומערכת ההפעלה, לא רק הכבל. כל דור פורץ בתוך מהירות הנתיב שלו:

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

המחברים נראים מוכרים על פני דורות, וזו בדיוק המלכודת: מכלול 40G-to-4×10G אינו זהה למכלול 100G-to-4×25G, גם כאשר שניהם מסתיימים באותו אופן. קישור פריצה נכשל כאשר יציאת האב לא הוצבה במצב פריצה, כאשר תמונת מערכת ההפעלה אינה חושפת את הפיצול הספציפי הזה, או כאשר הקצה המרוחק לא יכול להפעיל את קצב נתיב היעד - וקישור שהוא חצי למעלה על פני ארבעה ערוצים קשה יותר לאבחן מאשר קישור שמעולם לא עלה. לפני ההזמנה, התאם את ההרכבה למהירות היציאה ואשר שהפלטפורמה תומכת בפיצול המדויק. כאשר אופטיקה מקבילה מאכילה את הפריצה, צד הסיבים בנוי בדרך כלל ממנוכבלי פריצת MTP/MPOבגודל לפי ספירת הנתיבים.

כבלים וטווח הגעה: SR4, LR4, FR4, DR4, DAC ו-AOC

יצירת המודול היא רק חצי מההחלטה; מרחק הקישור, סוג הסיבים והמחבר הם החצי השני. נתוני טווח הגעה להלן הם ערכים נומינליים המוגדרים על ידי IEEE 802.3 עבור הווריאציות הנפוצות - המרחק המדויק תלוי תמיד בדרגת הסיבים ובאופטיקה הספציפית.

קישורי ריבוי מצבים-קצרים

בתוך שורה או על פני אולם, אופטיקה SR4 על מולטי מצב מקביל היא ברירת המחדל. כל גרסאות ה-SR4 של שלושת הדורות פועלות על סיבים עם סיום MPO/MTP, כך שהכבלים המזינים אותם בנויים בדרך כלל מכבלי תיקון MPO/MTPעם קוטביות ומיפוי נתיבים נכונים.

טווח הגעה הוא המקום שבו נשיכות מולטי-מודים: מעבר מ-40G ל-100G באותו כבל OM3 מקצר את המרחק הנתמך, ו-200G עדיין הדוק יותר. אם אתה עושה שימוש חוזר בגזעים קיימים, אשר את דרגת הסיבים מול מפרט האופטיקה לפני שתבצע - סקירה כללית שלנומגבלות מרחק OM3 ו-OM4מפרט היכן מגיע כל כיתה בראש.

קישורים במצב-יחיד

עבור נסיעות ארוכות יותר, LR4, FR4, DR4, CWDM4 ו-PSM4 מכסים מרחקים וארכיטקטורות שונות-. גרסאות WDM (FR4, LR4, CWDM4) מכווצות ארבעה אורכי גל על ​​גבי זוג דופלקס, כך שהן מסתיימות במחברי דופלקס LC; גרסאות מצב יחיד- מקבילות (DR4, PSM4) שומרים על סיבים נפרדים לכל נתיב ומשתמשים ב-MPO/MTP במקום זאת.

הסיב עצמו חשוב לא פחות מהאופטי לאורך המרחק. מצב יחיד-מפעל הוא בדרך כללסיב OS2לריצות-בחוץ ובקמפוסים ארוכים, והתאמת קטגוריית הסיבים לתקציב טווח ההגעה של האופטיקה היא מה ששומר על קישור של 10 ק"מ בתוך המפרט.

קישורי DAC ו-AOC

עבור דילוגים-במתלים או-סמוכים, נחושת ישירה-חיבור (DAC) וכבל אופטי פעיל (AOC) הם לרוב זולים ופשוטים יותר מאופטיקה נפרדת פלוס מגשרים. DAC היא אפשרות-העלות הנמוכה ביותר עבור ריצות נחושת קצרות מאוד; AOC קל יותר ומגיע רחוק יותר מנחושת פסיבית. ב-50G-ל-נתיב PAM4, אורך הנחושת ואיכות האות נעשים לא סלחניים במהירות, כך ש-DAC פסיבי שהיה בסדר ב-25G עשוי לא להיות באורך נחושת בגודל 50G - באופן שמרני בקצבים הגבוהים יותר.

כוח, FEC ותכנון תרמי

נתיבים מהירים יותר צריכים יותר עיבוד אותות, והעיבוד הזה מופיע כחום. כמדריך גס, אופטיקה 40G QSFP+ בדרך כלל יושבת בטווח ~1.5-3.5 W, 100G QSFP28 בסביבות 3.5-5 W, ו-200G QSFP56 לעיתים קרובות 5-7 W או יותר, בהתאם לגרסה. אתה לא צריך לנחש: כל מודול מפרסם את ההגרלה שלו דרך הדרגות כוח SFF-8636מתוחזק על ידי ועדת SNIA SFF, והבורר אוכף מחלקה מקסימלית לכל כלוב.

לכל-יציאה שנשמעת לא מזיקה; בקנה מידה זה לא. עלייה של 2 ואט לכל יציאה על פני מתג 1RU עם 32 יציאות מוסיפה בערך 64 וואט של חום אופטי למרכב שכבר היה אטום תרמית, ותיבה עם 64 יציאות מאוכלסת במלואה מכפילה את זה. זה מספיק כדי לדחוף את יציאות הקצה מעבר לגבולות הטמפרטורה שלהם אם כיוון זרימת האוויר שגוי או שכלובים סמוכים פועלים גם הם אופטיקה חמה.

דוגמה בשטח.מתג ראש צפוף-של-מתלה היה מאוכלס באופטיקה גבוהה-לטווח ארוך-בכל יציאה. הקישורים היו בריאים, אבל תוך יום השלדה תיעדה אזעקות טמפרטורה בכלובים הקרובים ביותר לפליטת האוויר החמה-. שום דבר לא היה פגום - זרימת האוויר של המתלה והתקציב התרמי של המתג לכל-יציאה פשוט לא תוכנן עבור התמהיל האופטי הזה. הכרטיסים חזרו למפרט לאחר עירבוב מחדש של אופטיקה{10}}החזקה מהפינה החמה ותיקון כיוון זרימת האוויר. תוכנן רוחב פס; חום לא היה.

לפני פריסת QSFP56 או QSFP28 עם-הספק רב-מטווח ארוך, תכנן סביב דרגת ההספק של המודול שהמתג מאפשר, כיוון זרימת האוויר (מקדימה-ל-אחורה לעומת מאחור-ל-מקדימה), מגבלות הטמפרטורה של הספק, קריאות הטמפרטורה החיות של ה-DOM, אם גם יציאות הקירור השכנות{8} קיבולת. ומכיוון שקישורי PAM4 תלויים ב-RS-FEC כדי לסגור, הגדר את מצב FEC לשני הקצוות לפני חלון השינוי ולא במהלכו.

בחירה לפי תרחיש

במקום גנרי "בחר את המהיר ביותר", התאימו את האופטיקה למצב. הטבלה שלהלן מכסה את המקרים שצצים לרוב.

QSFP28 לעומת QSFP56: איזה נתיב שדרוג הגיוני?

הישאר על QSFP28 כאשר הרשת היא 100G מוצק, שכבת השרת היא 25G, והעדיפות היא תמחור בוגר וסיכון נמוך. עבור ל-QSFP56 כאשר שכבת הגישה היא באמת 50G או שעמוד השדרה עמוס ב-100G והפלטפורמה, הכבלים ותוכנית ה-FEC ​​מוכנים כולם ל-PAM4-. השאלה המכרעת היא לא "האם 200G יותר מהיר" - היא ברורה שכן - אלא "האם שאר הקישור תומך ב-PAM4 היום, והאם 200G עדיין יהיה הרמה הנכונה בעוד שנתיים, או שהתקציב ילך לכיוון 400G."

מתי לא לבחור QSFP56

דלג על QSFP56 אם היציאות שלך אינן תומכות ב-50G PAM4, אם הגישה לשרת היא עדיין 10G או 25G (הקישור של 200G יישאר פעיל), אם המתלה לא יכול לספוג את החום הנוסף לכל-יציאה, או אם מפת הדרכים שלך קופצת ל-400G בקרוב מספיק כדי ש-200G יהפוך לשלב ביניים תקוע. קניית אופטיקה של 200G עבור יציאה שאינה יכולה להריץ PAM4 היא הגרסה היקרה ביותר של טעות התאמת הצורה.{12}

QSFP56 לעומת QSFP-DD

אם אתה מעצב בד חדש עם נתיב ברור ל-400G, שווה לשקול את QSFP-DD מול QSFP56. QSFP-DD מוסיף שורה שנייה של נתיבים חשמליים (שמונה במקום ארבעה) ומהווה את גורם הצורה הנפוץ עבור 400G, תוך שהוא נשאר מסוגל לארח אופטיקה במהירות נמוכה יותר- בפלטפורמות רבות. אין זו ירידה-תחליף לכל מקרה שימוש ב-QSFP56, אם כי - הבחירה מפעילה את פלטפורמת המעבר, תוכנית הפריצה, תקציב האופטיקה ומפת הדרכים של רוחב הפס שלך. שֶׁלָנוּQSFP-DD סקירה טכניתעובר במקום שבו הוא מתאים ביחס לארבעת-דורי הנתיבים.

מה לבדוק בגיליון הנתונים של Switch

רוב כשלי הקישור- נקבעים בגיליון הנתונים, לא במדף. לפני שאתה מגייס הזמנת רכש, קרא את תיעוד הפלטפורמה עבור הפרטים הבאים:

1. מצבי המהירות לכל-יציאות שהכלוב תומך בפועל (40G / 100G / 200G), לא רק סוג המחבר.
2. האופטיקה או מטריצת התאימות הנתמכת- לאותה פלטפורמה ותוכנה בדיוק.
3. איזו פריצה מפצלת את תמונת מערכת ההפעלה חושפת ביציאה זו (4×10G, 4×25G, 4×50G).
4. דרגת הספק המקסימלית של המודול לכל כלוב, וכל מגבלה כאשר יציאות שכנות מאוכלסות.
5. מצבי FEC המוגדרים כברירת מחדל וניתנים להגדרה עבור כל מהירות.
6. כיוון זרימת האוויר של השלדה וטווח טמפרטורת הפעולה המדורג שלה.

טעויות נפוצות שיש להימנע מהן

החמישה שחוזרים על עצמם הכי הרבה: קניית האופטיקה המהירה ביותר מבלי לבדוק את המצבים הנתמכים של היציאה; בהנחה שהתאמה מכנית שווה לתאימות חשמלית; שימוש חוזר בכבל פריצה מדור אחר; השארת FEC לא תואמת בקישור PAM4; ותכנון רוחב פס תוך שכחת החום שאופטיקה-מהירה יותר מוסיפה למתג צפוף. כל אחד מהם זול להימנעות על הנייר ויקר לרדוף אחרי הציוד.

טייק אווי מפתח

QSFP+, QSFP28 ו-QSFP56 חולקים מעטפת ארבעה-נתיבים אך משרתים שלוש שכבות רשת שונות: 40G, 100G ו-200G, כאשר QSFP56 חוצה לשטח PAM4. בחר מתוך יציאת המתג כלפי חוץ, לא מהאופטי פנימה - אשר את מצבי המהירות הנתמכים, רשימת האופטיקה, תמיכת פריצה, סיבים ומחבר, טווח הגעה, FEC ותקציב תרמי לפני הקנייה. עבור 100G כיום, QSFP28 נותר ברירת המחדל המעשית; QSFP+ עדיין מכסה 40G מדור קודם; ו-QSFP56 היא הקריאה הנכונה לצפיפות אמיתית של 200G, אבל רק כאשר כל יציאת הקישור -, האופטי, הכבל, ה-FEC ​​והקירור - מתוכננים עבורו.