QSFP vs QSFP28 vs QSFP56: Hastighet og kompatibilitet

QSFP, QSFP28 og QSFP56 blandes stadig sammen fordi de deler den samme kompakte, fire-pluggbare formen. De er imidlertid ikke samme generasjon av transceivere. Den raskeste måten å holde dem rett på er ved hjelp av Ethernet-hastighet:QSFP+ er bygget for 40G, QSFP28 for 100G og QSFP56 for 200G.Alt som snubler folk etterpå - portstøtte, signalering, breakout, FEC og termisk oppførsel - følger av det.

Ett navnemerke før vi starter, fordi det forårsaker reelle innkjøpsfeil. I denne veiledningen, når vi skriver "QSFP" alene, mener vi den originale 40G-generasjonen som industrien vanligvis merkerQSFP+. Det enkle uttrykket "QSFP" brukes også løst for hele familien, så en linje som bare sier "QSFP-optikk" forteller deg nesten ingenting om hastigheten. Vi kommer tilbake til dette i neste avsnitt.

Hvis du vurderer en oppgradering eller kjøper optikk for en bestemt bryter, må du ikke velge modulformen. En QSFP28-modul faller rent inn i et 40G-bur og vil fortsatt ikke kobles sammen, fordi svitsjporten - ikke transceiveren - bestemmer det elektriske grensesnittet, datahastigheten og fastvareatferden som koblingen faktisk kjører med.

QSFP+ vs QSFP28 vs QSFP56

QSFP vs QSFP+: Er de de samme?

Dette er spørsmålet som avsporer flere bestillinger enn noe kompatibilitetsproblem. Det korte svaret:QSFP er en familie; QSFP+ er ett medlem av den.

QSFP står for Quad Small Form-factor Pluggable. "Quad" er designen med fire-baner som hver generasjon beholder; det som endrer seg fra en generasjon til den neste er hastigheten på hvert felt. QSFP+ var det første utbredte medlemmet, og hadde fire 10G-baner for 40G Ethernet. Fordi den kom først, ble "QSFP" og "QSFP+" utskiftbare i dataark, innkjøpsordrer og bytte CLI-er, og den vanen ble sittende fast selv etter at 100G og 200G generasjoner dukket opp.

Så når du ser "QSFP" uten nummer, behandle det som tvetydig og løs det før du kjøper: en 40G QSFP+-optikk og en 100G QSFP28-optikk ser identiske ut i et brett, men kan ikke byttes ut i en port. Den mekaniske konvolutten, I²C-administrasjonsgrensesnittet og SFF-8636-minnekartet deles på tvers av QSFP/QSFP28-familien, og det er nettopp grunnen til at to svært forskjellige optikk kan forveksles ved synet. En rask kartlegging som holder i praksis:

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

• 

Kjerneforskjellen: kjørefelthastighet og signalering

Hele familien skalerer på samme måte: behold fire baner, skyv flere biter ned hver og en. Hver hastighetsgrad er definert avIEEE 802.3 Ethernet-standarder, som er grunnen til at en kompatibel optikk fra én leverandør samvirker med en kompatibel port fra en annen.

QSFP+: fire 10G-baner (40G)

En 40G QSFP+ SR4-modul kjører fire sende- og fire mottaksbaner over parallell multimodusfiber, vanligvis terminert i en MPO/MTP-kontakt; enkel-modus LR4-varianten multiplekser fire bølgelengder på et dupleks LC-par for 10 km rekkevidde. QSFP+ fortjener fortsatt sin plass i eldre 40G-kjerner, testbenker og kostnadssensitive-lenker. Det slutter å gi mening i det øyeblikket servertilgangen din har flyttet til 25G eller 50G, fordi 40G-porten blir flaskehalsen i stedet for optikken.

QSFP28: fire 25G-baner (100G)

QSFP28 beholder fire-baneoppsettet, men hever hver bane til 25G-klasse NRZ, som er det som gjorde den til arbeidshesten for 100G blad-ryggstoff. En enkelt QSFP28-port har 100G, og på brytere som avslører modusen deles den opp i fire 25G SFP28-koblinger - den rene matchen for rack fulle av 25G-servere som mater 100G-opplinker. Økosystemet er dypt (SR4, DR, FR, CWDM4, PSM4, LR4, pluss DAC og AOC), som er en del av grunnen til at det fortsatt er den sikre standarden for nye 100G-bygg.

QSFP56: fire 50G PAM4-baner (200G)

QSFP56 dobler porten igjen til 200G ved å kjøre fire 50G-baner, og for å passe 50G inn i en bane bytter den fra NRZ- til PAM4-signalering. NRZ sender en bit per symbol ved å bruke to nivåer; PAM4 sender to biter per symbol ved å bruke fire nivåer. Det pakker mer data inn i samme overføringshastighet, men de fire nivåene sitter tettere sammen, så koblingen er langt mindre tolerant for støy, refleksjoner og marginale kanaler. Den praktiske konsekvensen er at QSFP56 ikke er "en raskere QSFP28" - det er en annen elektrisk generasjon, og den forventer at porten, fastvaren og koblingspartneren er designet for PAM4.

NRZ vs PAM4: Hvorfor det endrer konstruksjonen

Hoppet til PAM4 er den største enkeltårsaken til at QSFP56-distribusjoner mislykkes på måter QSFP28-distribusjoner ikke gjorde. Med NRZ bestemmer mottakeren kun mellom to tilstander, så øyet er bredt og marginen er tilgivende. Med PAM4 må mottakeren skille fire tilstander i samme spenningsvindu, noe som krymper hvert øye til omtrent en tredjedel av høyden og gjør at koblingen lener seg hardt på DSP og forover feilretting.

Det er derfor FEC slutter å være valgfritt. 50G-per-bane PAM4 ble standardisert iIEEE 802.3cd, som krever RS-FEC for disse grensesnittene; feilrettingen er en del av hvordan koblingen er designet for å lukke, ikke en tuning-knapp du kan slå av. Behandle en 200G-kobling som et system der optikken, verten SerDes og FEC-innstillingen alle må være enige.

Et felteksempel.I ett vedlikeholdsvindu kom en 200G-kobling ren i begge ender og besto en rask ping-test, så den ble avskrevet. Timer senere, overvåking av flagget klatrepost-FEC-feil og periodiske fall. Årsaken var et FEC-misforhold: den ene siden hadde RS-FEC aktivert, den andre hadde arvet en profil som deaktiverte den. Linken "fungerte" akkurat lenge nok til å skjule problemet. Reparasjonen var triviell; lærdommen var at på PAM4 bekrefter du FEC-modusenførdu lukker endringen, for en lenke som lyser er ikke det samme som en lenke som er sunn.

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

Det er her de fleste ekte penger kastes bort. Modulene er mekanisk utskiftbare; portene er det ikke. Regelen som forklarer nesten alle tilfeller er enkel:

En høyere-hastighetsport kan ofte drive en lavere-hastighetsmodul, men en lavere-hastighetsport kan aldri drive en høyere-hastighetsmodul med mindre leverandøren eksplisitt har utviklet det til.

QSFP+-modul i en QSFP28-port?

Ofte ja - når bryteren lar deg sette porten til 40G-modus. 100G SerDes kan konfigureres ned til den elektriske 40G-profilen en QSFP+-optikk forventer, som er det som gjør fasede 40G→100G-migreringer praktiske på samme maskinvare. Haken er at porten må annonsere den lavere-hastighetsmodusen i den støttede-optikklisten; mekanisk passform er ikke det samme som en annonsert modus.

QSFP28-modul i en QSFP+-port?

Nei. En QSFP+-port gir bare det elektriske grensesnittet i 40G-klassen, og det er ingen vei for den å hente 25G-per-bane som signaliserer en 100G-optikkbehov. Modulen har plass og kan til og med lese EEPROM, men koblingen kan ikke forhandle opp til 100G - verten har rett og slett ikke banene til å mate den. Å forvente automatisk-forhandling for å bygge bro over dette gapet er den klassiske feilen: en 100G QSFP28 SR4 som faller ned i en 40G-bare forblir mørk uansett hvordan porten er konfigurert.

QSFP56-modul i en QSFP28-port?

Nei. QSFP56 trenger 50G PAM4--kompatible baner; en QSFP28-port er bygget for 100G NRZ og har verken frekvensen per kjørefelt eller PAM4-databanen for å kjøre en 200G-optikk. Det er ingen programvareinnstilling som konverterer en 100G NRZ-port til en 200G PAM4-port.

Kan en QSFP56-port kjøre eldre moduler?

Ofte, men bare etter design. Mange 200G-plattformer eksponerer 100G QSFP28- og 40G QSFP+-moduser på samme bur, slik at operatører kan iscenesette en oppgradering, men denne bakoverdriften er en egenskap til bryteren ASIC og dens programvare, ikke til selve QSFP56-buret. Testen er om optikken vises i leverandørens støttede liste for den plattformen og modusen - hvis den ikke gjør det, anta at den ikke støttes.

Breakout-kompatibilitet

Breakout er en annen, separat kilde til døde lenker, fordi den avhenger av portmodusenogoperativsystemet, ikke bare kabelen. Hver generasjon bryter ut innenfor sin egen kjørefelthastighet:

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

Koblingene ser kjent ut på tvers av generasjoner, og det er nettopp fellen: en 40G-til-4×10G-enhet er ikke det samme som en 100G-til-4×25G-enhet, selv når begge slutter på samme måte. En breakout-link mislykkes når den overordnede porten ikke er plassert i breakout-modus, når OS-bildet ikke eksponerer den spesifikke splittelsen, eller når den andre enden ikke kan kjøre målfilhastigheten - og en link som er halvveis opp over fire kanaler er vanskeligere å diagnostisere enn en som aldri kom opp. Før du bestiller, match sammenstillingen til porthastigheten og bekreft at plattformen støtter den nøyaktige splittelsen. Når parallelloptikk mater utbruddet, er fibersiden vanligvis bygget avMTP/MPO breakout kablerdimensjonert til kjørefeltantallet.

Kabling og rekkevidde: SR4, LR4, FR4, DR4, DAC og AOC

Modulgenereringen er bare halve avgjørelsen; koblingsavstanden, fibertypen og kontakten er den andre halvparten. Rekkeviddetallene nedenfor er nominelle verdier definert av IEEE 802.3 for de vanlige variantene - den nøyaktige avstanden avhenger alltid av fiberkvaliteten og den spesifikke optikken.

Kort-multimoduskoblinger

Inne i en rad eller på tvers av en hall er SR4-optikk over parallell multimodus standard. Alle tre generasjonenes SR4-varianter kjører på MPO/MTP-terminert fiber, så kablingen som mater dem er vanligvis bygget fraMPO/MTP patch ledningermed riktig polaritet og banekartlegging.

Rekkevidde er hvor multimodus biter: Å flytte fra 40G til 100G på samme OM3-kabling forkorter den støttede avstanden, og 200G er enda strammere. Hvis du gjenbruker eksisterende trunker, må du bekrefte fiberkvaliteten mot optikkens spesifikasjoner før du forplikter deg til - vår oversikt overOM3 og OM4 avstandsgrenserlegger ut hvor hver klasse topper.

Enkelt-moduskoblinger

For lengre avstander dekker LR4, FR4, DR4, CWDM4 og PSM4 forskjellige avstander og arkitektur-avveininger. WDM-varianter (FR4, LR4, CWDM4) kollapser fire bølgelengder på et duplekspar, slik at de ender idupleks LC-kontakter; parallelle enkelt-modusvarianter (DR4, PSM4) holder separate fibre per kjørefelt og bruker MPO/MTP i stedet.

Fiberen i seg selv betyr like mye som optikken over avstand. Enkelt-anlegg er vanligvisOS2 fiberfor utendørs-anlegg og lange campusløp, og matching av fiberkategorien til optikkens rekkeviddebudsjett er det som holder en 10 km-kobling innenfor spesifikasjonen.

DAC- og AOC-koblinger

For i-rack eller tilstøtende-rack-hopp er direkte-kobber (DAC) og aktiv optisk kabel (AOC) ofte billigere og enklere enn separate optikk pluss jumpere. DAC er det laveste-alternativet for svært korte kobberkjøringer; AOC er lettere og når lenger enn passivt kobber. Ved 50G-per-bane PAM4 blir kobberlengden og signalkvaliteten uforsonlig raskt, så en passiv DAC som var fin ved 25G, er kanskje ikke på 50G - størrelse kobberlengde konservativt ved de høyere hastighetene.

Strøm, FEC og termisk planlegging

Raskere baner trenger mer signalbehandling, og den behandlingen viser seg som varme. Som en grov guide er 40G QSFP+-optikk vanligvis i ~1,5–3,5 W-området, 100G QSFP28 rundt 3,5–5 W, og 200G QSFP56 ofte 5–7 W eller mer, avhengig av varianten. Du trenger ikke å gjette: hver modul annonserer sin trekning gjennomSFF-8636 effektklasservedlikeholdt av SNIA SFF-komiteen, og bryteren håndhever en maksimal klasse per bur.

Per-port som høres ufarlig ut; i skala er det ikke det. En økning på 2 W per port over en 32-porters 1RU-svitsj tilfører omtrent 64 W med optisk varme til et chassis som allerede var termisk tett, og en fullt befolket 64-ports boks dobler det. Det er nok til å skyve kantporter forbi temperaturgrensene hvis luftstrømretningen er feil eller tilstøtende merder også kjører varm optikk.

Et felteksempel.En tett topp-av-rackbryter var fylt med optikk med høy-effekt og lang-rekkevidde i hver port. Linkene var sunne, men i løpet av en dag logget chassiset temperaturalarmer på burene nærmest den varme-luften. Ingenting var defekt - stativets luftstrøm og bryterens per-port termiske budsjett var ganske enkelt ikke planlagt for den optiske blandingen. Kortene kom tilbake til spesifikasjonene etter å ha stokket{10}}den høyeffektsoptikken vekk fra det varme hjørnet og korrigert luftstrømretningen. Båndbredde var planlagt; varme hadde ikke.

Før du distribuerer QSFP56 eller høy-lang-rekkevidde QSFP28, planlegg moduleffektklassen bryteren tillater, luftstrømretningen (forfra-til-bakover mot bak-til-foran), leverandørens temperaturgrenser, live DOM-temperaturavlesningene, om de også bærer kjøleporter{8}, kapasitet. Og fordi PAM4-koblinger avhenger av at RS-FEC lukkes, må du angi FEC-modusen for begge ender før endringsvinduet i stedet for under det.

Velge etter scenario

I stedet for et generisk "velg det raskeste", match optikken til situasjonen. Tabellen under dekker de sakene som dukker opp oftest.

QSFP28 vs QSFP56: hvilken oppgraderingsbane er fornuftig?

Hold deg på QSFP28 når nettverket er solid 100G, serverlaget er 25G, og prioriteringen er moden prising og lav risiko. Flytt til QSFP56 når tilgangslaget er virkelig 50G eller ryggraden er overbelastet med 100G og plattformen, kablingen og FEC-planen er PAM4{10}}klare. Det avgjørende spørsmålet er ikke "er 200G raskere" - det er det åpenbart - men "støtter resten av koblingen PAM4 i dag, og vil 200G fortsatt være riktig nivå om to år, eller bør budsjettet gå mot 400G."

Når du ikke skal velge QSFP56

Hopp over QSFP56 hvis portene dine ikke støtter 50G PAM4, hvis servertilgangen fortsatt er 10G eller 25G (200G-oppkoblingen vil være inaktiv), hvis racket ikke kan absorbere den ekstra per-portvarmen, eller hvis veikarten hopper til 400G raskt nok til at 200G blir et strandet mellomtrinn. Å kjøpe en 200G-optikk for en port som ikke kan kjøre PAM4, er den dyreste versjonen av form{12}}matchingsfeilen.

QSFP56 vs QSFP-DD

Hvis du designer et nytt stoff med en klar vei til 400G, er QSFP-DD verdt å veie opp mot QSFP56. QSFP-DD legger til en andre rad med elektriske baner (åtte i stedet for fire) og er den vanlige formfaktoren for 400G, mens den fortsatt kan være vert for optikk med lavere-hastighet på mange plattformer. Det er ikke et fall-i erstatning for hvert QSFP56-brukstilfelle, selv om - valget slår på bytteplattformen, breakout-planen, optikkbudsjettet og veikarten for båndbredde. VårQSFP-DD teknisk oversiktgår gjennom der den passer i forhold til de fire-feltsgenerasjonene.

Hva du skal sjekke på Switch Datasheet

De fleste koblingsfeil-avgjøres på dataarket, ikke i stativet. Før du foretar en innkjøpsordre, les plattformdokumentasjonen for disse spesifikasjonene:

1. Per-porthastighetsmodusene som buret faktisk støtter (40G / 100G / 200G), ikke bare koblingstypen.
2. Den støttede-optikken eller kompatibilitetsmatrisen for den nøyaktige plattformen og programvareversjonen.
3. Hvilket breakout deler OS-bildet eksponerer på den porten (4×10G, 4×25G, 4×50G).
4. Maksimal moduleffektklasse per bur, og eventuelle grenser når naboporter er befolket.
5. Standard og konfigurerbare FEC-moduser for hver hastighet.
6. Luftstrømretningen til chassiset og dets nominelle driftstemperaturområde.

Vanlige feil å unngå

De fem som gjentar seg mest: kjøpe den raskeste optikken uten å sjekke portens støttede moduser; forutsatt at mekanisk passform er lik elektrisk kompatibilitet; gjenbruk av en breakout-kabel fra en annen generasjon; forlater FEC feil på en PAM4-kobling; og planlegging av båndbredde mens du glemmer varmen som optikk med høyere-hastighet legger til en tett bryter. Hver av dem er billig å unngå på papiret og dyr å jakte på når utstyret er ødelagt.

Viktige takeaways

QSFP+, QSFP28 og QSFP56 deler en konvolutt med fire-felt, men betjener tre forskjellige nettverksnivåer: 40G, 100G og 200G, med QSFP56 som krysser inn i PAM4-territoriet. Velg fra bryterporten utover, ikke fra optikken innover - bekreft støttede hastighetsmoduser, optikklisten, breakout-støtte, fiber og kobling, rekkevidde, FEC og termisk budsjett før du kjøper. For 100G i dag er QSFP28 fortsatt den praktiske standarden; QSFP+ dekker fortsatt eldre 40G; og QSFP56 er den rette oppfordringen for ekte 200G-tetthet, men bare når hele linken --port, optikk, kabel, FEC og kjøling - er utviklet for det.