QSFP срещу QSFP28 срещу QSFP56: Скорост и съвместимост

QSFP, QSFP28 и QSFP56 постоянно се смесват, защото споделят една и съща компактна, четири-лентова щепселна форма. Те обаче не са едно и също поколение трансивъри. Най-бързият начин да ги поддържате прави е чрез Ethernet скорост:QSFP+ е създаден за 40G, QSFP28 за 100G и QSFP56 за 200G.Всичко, което спъва хората след това - поддръжка на портове, сигнализиране, пробив, FEC и термично поведение - произтича от това.

Една бележка за именуването, преди да започнем, защото причинява истински грешки при обществените поръчки. В това ръководство, когато пишем "QSFP" самостоятелно, имаме предвид оригиналното поколение 40G, което индустрията обикновено етикетираQSFP+. Обикновеният термин "QSFP" също се използва свободно за цялото семейство, така че ред, който казва само "QSFP оптика", не ви казва почти нищо за неговата скорост. Ще се върнем към това в следващия раздел.

Ако планирате надстройка или купувате оптика за конкретен превключвател, не избирайте формата на модула. Модул QSFP28 попада чисто в 40G клетка и пак няма да се свърже, тъй като портът на превключвателя -, а не трансивърът - решава електрическия интерфейс, скоростта на предаване на данни и поведението на фърмуера, при които връзката действително работи.

QSFP+ срещу QSFP28 срещу QSFP56

QSFP срещу QSFP+: Еднакви ли са?

Това е въпросът, който дерайлира повече поръчки, отколкото всеки проблем със съвместимостта. Краткият отговор:QSFP е семейство; QSFP+ е един от членовете му.

QSFP означава Quad Small Form-factor Pluggable. „Quad“ е дизайнът с четири-ленти, който всяко поколение запазва; това, което се променя от поколение на поколение, е скоростта на всяка лента. QSFP+ беше първият широко разпространен член, носещ четири 10G ленти за 40G Ethernet. Тъй като пристигна първи, "QSFP" и "QSFP+" станаха взаимозаменяеми в таблици с данни, поръчки за покупка и CLI за превключване и този навик остана дори след появата на поколения 100G и 200G.

Така че, когато видите „QSFP“ без номер, третирайте го като двусмислено и го разрешите, преди да купите: оптика 40G QSFP+ и оптика 100G QSFP28 изглеждат идентични в тава, но не са взаимозаменяеми в порт. Механичната обвивка, интерфейсът за управление на I²C и картата на паметта SFF-8636 са споделени в семейството QSFP/QSFP28, което е точно защо две много различни оптики могат да бъдат объркани при поглед. Бързо картографиране, което издържа на практика:

• QSFP+- 40G, четири ленти 10G NRZ.
• QSFP28- 100G, четири ленти NRZ от клас 25G-.
• QSFP56- 200G, четири ленти 50G-клас PAM4.

• 

Основната разлика: скорост в лентата и сигнализация

Цялото семейство се мащабира по същия начин: поддържайте четири ленти, натискайте повече битове надолу във всяка. Всяка степен на скорост се определя отIEEE 802.3 Ethernet стандарти, поради което съвместима оптика от един доставчик взаимодейства със съвместим порт от друг.

QSFP+: четири 10G ленти (40G)

40G QSFP+ SR4 модул управлява четири предавателни и четири приемащи ленти по паралелно многомодово влакно, обикновено завършващо в MPO/MTP конектор; вариантът на LR4 в единичен-режим мултиплексира четири дължини на вълната върху дуплексна LC двойка за обхват от 10 km. QSFP+ все още печели мястото си в наследени 40G ядра, тестови стендове и чувствителни към разходите-линкове. Престава да има смисъл в момента, в който достъпът до сървъра ви се премести на 25G или 50G, защото 40G портът става тясното място, а не оптиката.

QSFP28: четири 25G ленти (100G)

QSFP28 запазва оформлението с четири-ленти, но повишава всяка лента до 25G-клас NRZ, което го прави работен кон на 100G leaf-платове. Един QSFP28 порт носи 100G, а на комутатори, които излагат режима, той се разделя на четири 25G SFP28 връзки - чистият мач за стелажи, пълни с 25G сървъри, захранващи 100G връзки нагоре. Неговата екосистема е дълбока (SR4, DR, FR, CWDM4, PSM4, LR4, плюс DAC и AOC), което е част от причината да остане безопасната настройка по подразбиране за нови 100G компилации.

QSFP56: четири 50G PAM4 ленти (200G)

QSFP56 удвоява порта отново до 200G чрез пускане на четири 50G ленти и за да побере 50G в една лента, той превключва от NRZ към PAM4 сигнализиране. NRZ изпраща един бит на символ, използвайки две нива; PAM4 изпраща два бита на символ, като използва четири нива. Това пакетира повече данни в същата скорост на предаване, но четирите нива са по-близо едно до друго, така че връзката е много по-малко толерантна към шум, отражения и маргинални канали. Практическата последица е, че QSFP56 не е „по-бърз QSFP28“ - това е различно електрическо поколение и очаква портът, фърмуерът и партньорът за връзка да бъдат проектирани за PAM4.

NRZ срещу PAM4: Защо променя инженерството

Преминаването към PAM4 е най-голямата причина внедряванията на QSFP56 да се провалят по начини, по които внедряванията на QSFP28 не са. С NRZ приемникът избира само между две състояния, така че окото е широко и маржът прощава. С PAM4 приемникът трябва да раздели четири състояния в един и същ прозорец на напрежението, което свива всяко око до приблизително една трета от височината и прави връзката силно облегната на DSP и корекция на грешки напред.

Ето защо FEC престава да бъде незадължителен. 50G-на-лента PAM4 е стандартизиран вIEEE 802.3cd, което налага RS-FEC за тези интерфейси; корекцията на грешки е част от начина, по който връзката е проектирана да затваря, а не копче за настройка, което можете да изключите. Отнасяйте се към 200G връзка като към система, в която оптиката, хост SerDes и FEC настройката трябва да са съгласни.

Пример от полето.В един прозорец за поддръжка 200G връзка излезе чиста от двата края и премина бърз тест за пинг, така че беше отписана. Часове по-късно, наблюдение на маркирани стълбове за катерене-FEC грешки и периодични спадове. Причината беше несъответствие на FEC: едната страна имаше активиран RS-FEC, другата беше наследила профил, който го деактивира. Връзката "работи" достатъчно дълго, за да скрие проблема. Поправката беше тривиална; урокът беше, че на PAM4 потвърждавате FEC режимапредизатваряте промяната, защото линк, който свети, не е същият като линк, който е здрав.

Съвместимост: Можете ли да смесвате QSFP+, QSFP28 и QSFP56?

Това е мястото, където се губят повечето истински пари. Модулите са механично взаимозаменяеми; портовете не са. Правилото, което обяснява почти всеки случай, е просто:

По-високо{0}}скоростен порт често може да управлява по-ниско-скоростен модул, но по-ниско-скоростен порт никога не може да управлява по-високо-скоростен модул, освен ако доставчикът изрично не го е проектирал така.

QSFP+ модул в QSFP28 порт?

Често да -, когато превключвателят ви позволява да зададете този порт на режим 40G. 100G SerDes може да бъде конфигуриран до 40G електрически профил, очакван от QSFP+ оптика, което прави поетапните 40G→100G миграции практични на същия хардуер. Уловката е, че портът трябва да рекламира режима с по-ниска-скорост в своя списък с поддържани-оптики; механичното прилягане не е същото като рекламиран режим.

QSFP28 модул в QSFP+ порт?

Не. QSFP+ портът осигурява само електрически интерфейс от клас 40G-и няма път, по който той да генерира 25G-на-лента, сигнализираща за нуждите на 100G оптика. Модулът се намира и дори може да прочете своя EEPROM, но връзката не може да преговаря до 100G - хостът просто няма ленти, за да го захранва. Очакването на автоматично -договаряне за преодоляване на тази празнина е класическата грешка: 100G QSFP28 SR4, поставен в 40G-само клетка, остава тъмен, независимо как е конфигуриран портът.

QSFP56 модул в QSFP28 порт?

Не. QSFP56 се нуждае от ленти с възможност за 50G PAM4-; портът QSFP28 е създаден за 100G NRZ и няма нито скоростта на лента, нито пътеката на данни PAM4, за да работи с 200G оптика. Няма софтуерна настройка, която преобразува 100G NRZ порт в 200G PAM4 порт.

Може ли QSFP56 порт да изпълнява по-стари модули?

Често, но само по проект. Много 200G платформи излагат 100G QSFP28 и 40G QSFP+ режими на една и съща клетка, така че операторите да могат да извършат надстройка, но тази обратна операция е свойство на комутатора ASIC и неговия софтуер, а не на самата клетка QSFP56. Тестът е дали оптиката се появява в поддържания списък на доставчика за тази платформа и режим - ако не се появява, приемете, че не се поддържа.

Пробивна съвместимост

Breakout е втори, отделен източник на мъртви връзки, защото зависи от режима на портаиоперационната система, а не само кабела. Всяко поколение се движи в собствената си скорост на лентата:

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

Конекторите изглеждат познати през поколенията, което е точно капанът: сглобка 40G-към-4×10G не е същата като сглобка 100G-към-4×25G, дори когато и двете завършват по един и същи начин. Връзката за прекъсване е неуспешна, когато родителският порт не е поставен в режим на прекъсване, когато изображението на операционната система не излага това специфично разделяне или когато далечният край не може да изпълни скоростта на целевата лента - и връзка, която е наполовина в четири канала, е по-трудна за диагностициране от тази, която никога не се е появила. Преди да поръчате, съпоставете монтажа със скоростта на порта и потвърдете, че платформата поддържа точното разделяне. Когато паралелната оптика захранва пробива, страната на влакното обикновено е изградена отMTP/MPO прекъснати кабелиоразмерени според броя на лентите.

Окабеляване и обхват: SR4, LR4, FR4, DR4, DAC и AOC

Генерирането на модул е ​​само половината от решението; разстоянието на връзката, типът на влакното и конекторът са другата половина. Цифрите за обхват по-долу са номинални стойности, определени от IEEE 802.3 за често срещаните варианти - точното разстояние винаги зависи от класа на влакното и конкретната оптика.

Многомодови връзки с кратък{0}}обхват

Вътре в ред или в коридор, оптиката SR4 над паралелен многомодов режим е по подразбиране. Вариантите SR4 на всичките три поколения работят на MPO/MTP прекратено влакно, така че кабелите, които ги захранват, обикновено са изградени отMPO/MTP пач кабелис правилния поляритет и картографиране на лентите.

Обхватът е мястото, където многомодовите хапки: преминаването от 40G към 100G по същия OM3 кабел скъсява поддържаното разстояние, а 200G е още по-малко. Ако използвате повторно съществуващи стволове, потвърдете класа на влакното спрямо спецификацията на оптиката, преди да ангажирате - нашия преглед наОграничения на разстоянието OM3 и OM4излага къде всяка степен е на върха.

Връзки в един-режим

За по-дълги разстояния LR4, FR4, DR4, CWDM4 и PSM4 покриват различни разстояния и компромис-от архитектурата. Вариантите на WDM (FR4, LR4, CWDM4) свиват четири дължини на вълната върху дуплексна двойка, така че те завършват вдуплексни LC конектори; паралелните варианти с един-режим (DR4, PSM4) поддържат отделни влакна на лента и вместо това използват MPO/MTP.

Самото влакно е толкова важно, колкото и оптиката на разстояние. Инсталацията с един-режим обикновено еOS2 влакноза извън-заводи и дълги кампуси, и съпоставянето на категорията на оптичното влакно към бюджета за обхват на оптиката е това, което поддържа връзка от 10 км в рамките на спецификацията.

DAC и AOC връзки

За-рейк или съседни-рак скакове, медният-с директно свързване (DAC) и активният оптичен кабел (AOC) често са по-евтини и по-прости от отделната оптика плюс джъмпери. DAC е най-ниската-ценова опция за много кратки медни серии; AOC е по-лек и достига по-далеч от пасивната мед. При 50G-на-лента PAM4, медната дължина и качеството на сигнала стават непростими бързо, така че пасивен DAC, който беше добре при 25G, може да не е при 50G - медна дължина консервативно при по-високите скорости.

Мощност, FEC и топлинно планиране

По-бързите ленти се нуждаят от повече обработка на сигнала и тази обработка се проявява като топлина. Като грубо ръководство, оптиката 40G QSFP+ обикновено е в диапазона ~1,5–3,5 W, 100G QSFP28 около 3,5–5 W, а 200G QSFP56 често 5–7 W или повече в зависимост от варианта. Не е нужно да гадаете: всеки модул обявява тегленето си чрезSFF-8636 класове на мощностподдържан от комисията SNIA SFF и превключвателят налага максимален клас на клетка.

Per-порт, който звучи безобидно; в мащаб не е така. Увеличението с 2 W на порт през 32-портов 1RU комутатор добавя приблизително 64 W оптична топлина към шаси, което вече е термично херметично, а напълно запълнена кутия с 64 порта удвоява това. Това е достатъчно, за да избута крайните портове извън техните температурни граници, ако посоката на въздушния поток е грешна или съседните клетки също работят с гореща оптика.

Пример от полето.Плътният суич-от-рака беше изпълнен с високо-мощна-оптика с дълъг обхват във всеки порт. Връзките бяха здрави, но в рамките на един ден шасито регистрира температурни аларми в клетките, които са най-близо до изхода на топъл-въздух. Нищо не беше дефектно - въздушният поток на стелажа и топлинният бюджет на превключвателя за-порт просто не беше планиран за този оптичен микс. Картите се върнаха към спецификациите след повторно разместване на оптиката с висока-мощност от горещия ъгъл и коригиране на посоката на въздушния поток. Честотната лента е била планирана; топлина нямаше.

Преди да внедрите QSFP56 или QSFP28 с висока-мощност и дълъг{2}}обхват, планирайте около класа на мощността на модула, който превключвателят позволява, посоката на въздушния поток (отпред-към-зад срещу назад-към-пред), температурните ограничения на доставчика, показанията на DOM температурата на живо, дали съседните портове също носят оптика с висока-мощност и стелажа капацитет на охлаждане. И тъй като PAM4 връзките зависят от RS-FEC за затваряне, настройте FEC режима и за двата края преди прозореца за промяна, а не по време на него.

Избор по сценарий

Вместо общото „изберете най-бързия“, съпоставете оптиката със ситуацията. Таблицата по-долу обхваща случаите, които възникват най-често.

QSFP28 срещу QSFP56: кой път за надграждане има смисъл?

Останете на QSFP28, когато мрежата е солидно 100G, сървърният слой е 25G и приоритетът е зряло ценообразуване и нисък риск. Преминете към QSFP56, когато нивото за достъп е наистина 50G или гръбначният стълб е претоварен при 100G и платформата, окабеляването и FEC планът са готови за PAM4-. Решаващият въпрос не е „по-бързи ли са 200G“ -, очевидно е – а „поддържа ли останалата част от връзката PAM4 днес и дали 200G все още ще бъде правилното ниво след две години или трябва бюджетът да отиде към 400G.“

Кога да не изберете QSFP56

Пропуснете QSFP56, ако портовете ви не поддържат 50G PAM4, ако достъпът до сървъра все още е 10G или 25G (200G връзката нагоре ще остане неактивна), ако стелажът не може да поеме допълнителната топлина на-порт или ако пътната ви карта скочи до 400G достатъчно скоро, че 200G да се превърне в блокирана междинна стъпка. Закупуването на 200G оптика за порт, който не може да работи с PAM4, е най-скъпата версия на грешката-съвпадение на формата.

QSFP56 срещу QSFP-DD

Ако проектирате нова тъкан с ясен път до 400G, QSFP-DD си струва да се претегли спрямо QSFP56. QSFP-DD добавя втори ред електрически ленти (осем вместо четири) и е общият форм фактор за 400G, като същевременно остава в състояние да хоства оптика с по-ниска-скорост на много платформи. Това не е капка{7}}замяна за всеки случай на използване на QSFP56, въпреки че - изборът включва вашата платформа за превключване, план за пробив, бюджет за оптика и пътна карта за честотна лента. НашитеQSFP-DD технически прегледпреминава през мястото, където пасва спрямо четирите-поколения на ленти.

Какво да проверите в листа с данни на Switch

Повечето пов-неуспешни връзки се решават в листа с данни, а не в стелажа. Преди да направите поръчка за покупка, прочетете документацията на платформата за тези специфики:

1. Режимите на скорост на-порт, които клетката действително поддържа (40G / 100G / 200G), а не само типа на конектора.
2. Поддържаната-оптика или матрица за съвместимост за тази точна платформа и версия на софтуера.
3. Кой пробив разделя изображението на операционната система, изложено на този порт (4×10G, 4×25G, 4×50G).
4. Максималният клас на мощност на модула за клетка и всички ограничения, когато съседните портове са попълнени.
5. Стандартните и конфигурируеми FEC режими за всяка скорост.
6. Посоката на въздушния поток на шасито и неговия номинален работен температурен диапазон.

Често срещани грешки, които трябва да избягвате

Петте, които се повтарят най-често: закупуване на най-бързата оптика без проверка на поддържаните режими на порта; като се приеме, че механичното прилягане е равно на електрическа съвместимост; повторно използване на прекъсващ кабел от различно поколение; оставяне на FEC несъответствие на PAM4 връзка; и планиране на честотната лента, като същевременно забравяте топлината, която оптиката с по-висока-скорост добавя към плътния комутатор. Всяка от тях е евтина за избягване на хартия и скъпа за преследване, след като екипировката е натоварена.

Ключови изводи

QSFP+, QSFP28 и QSFP56 споделят обвивка с четири-ленти, но обслужват три различни мрежови нива: 40G, 100G и 200G, като QSFP56 преминава в територията на PAM4. Изберете от порта на превключвателя навън, а не от оптиката навътре - потвърдете поддържаните режими на скорост, списъка на оптиката, поддръжка за пробив, влакна и конектор, обхват, FEC и топлинен бюджет, преди да купите. За 100G днес, QSFP28 остава практически по подразбиране; QSFP+ все още покрива наследените 40G; и QSFP56 е правилното изискване за истинска плътност от 200G, но само когато цялата връзка - порт, оптика, кабел, FEC и охлаждане - са проектирани за това.