zeit für 2019: wenn 400g zu einem wichtigen thema in der optischen kommunikationsbranche geworden ist, haben die weltweit führenden hersteller von optischen transceivern ihre eigenen optischen 400g-module auf den markt gebracht. wenn wir die formfaktoren der optischen 400g-module dieser hersteller auflisten (wie in der folgenden abbildung gezeigt), haben wir festgestellt, dass alle hersteller außer dem finisar (erworben von ii-vi) den qsfp-dd-formfaktor - den der markt scheint qsfp-dd als erste wahl für formfaktoren von optischen 400g-modulen erkannt zu haben, obwohl einige hersteller auch optische 400g-module mit osfp- und cfp8-formfaktoren eingeführt haben.
400g formfaktoren der mainstream-hersteller für optische transceiver
tipps: qsfp-dd ist ein schnellsteckbarer modulformfaktor, der von der msa-gruppe qsfp-dd definiert wird.
"die msa-gruppe von qsfp-dd hat die nächste generation von hochsteckbaren, schnell steckbaren modulformfaktoren definiert, die den bedarf der branche an hochdichten hochgeschwindigkeits-netzwerklösungen in einem abwärtskompatiblen formfaktor erfüllen. der qsfp-dd die spezifikation wurde von vielen unternehmen der qsfp-dd msa-gruppe entwickelt und verfeinert und der öffentlichkeit zugänglich gemacht. "
warum wählen mainstream-hersteller den formfaktor qsfp-dd? bedeutet dies, dass die zukünftigen optischen 400g-module auf qsfp-dd basieren werden? um diese fragen zu klären, betrachten wir zunächst die geschichte von qsfp-dd.
zusammenfassend ist festzuhalten, dass die geburt von qsfp-dd seit beginn von 2016 bis zum ende von 2018 fast drei jahre gereift ist. in diesem zeitraum haben sich auch die mitglieder der qsfp-dd-msa-gruppe von den ursprünglichen 13-promotoren auf die aktuellen 14-promotoren (3-unternehmen wurden erworben, sodass nur noch 11 übrig blieb) und 52-mitwirkende.
die änderungen der promotoren der qsfp-dd msa-gruppe in dieser zeit bestätigten auch ein altes sprichwort: der held der situation - ii-vi erwarb den alten optischen transceiver-hersteller finisar; broadcom erwarb brocade; lumentum erwarb oclaro; cisco hat kürzlich auch die übernahme von luxtera abgeschlossen. schauen wir uns nach so vielen akquisitionen die großen unternehmen an, die übrig sind. es gibt chipanbieter wie broadcom (avago verwendet broadcom nach der übernahme von broadcom als markenname), ausrüstungshersteller wie cisco und huawei, geräteanbieter wie lumentum, optische transceiver-hersteller wie foxconn interconnect technology, zubehörhersteller wie molex und te connectivity usw., die die gesamte kommunikationsbranche abdecken.
warum arbeiten so viele große unternehmen zusammen, um qsfp-dd zu fördern? lassen sie uns jetzt die gründe zusammen finden.
ein erfolgreicher formfaktor muss alle in der netzwerkbranche vorherrschenden medien- und transceiver-typen unterstützen. für medien gehören dazu passive direct attached copper-kabel (dac), multi-mode-fasern (mmf) und single-mode-fasern (smf). für transceiver und aktive kupfer- oder aktive optische kabelbaugruppen sind dies die von ethernet, fibre channel und infiniband für 100 gb / s, 200 gb / s und 400 gb / s definierten. darüber hinaus darf die portdichte gegenüber der derzeitigen praxis nicht beeinträchtigt werden. die rückwärtskompatibilität mit dem beliebten qsfp-formfaktor ist für die einführung in die industrie unerlässlich.
qsfp-dd, quad small form-factor pluggable double density, ist ein neues modul- und käfig- / steckverbindersystem ähnlich dem aktuellen qsfp, jedoch mit einer zusätzlichen kontaktreihe, die eine elektrische schnittstelle mit acht bahnen ermöglicht. der begriff "double-density" bezieht sich auf die verdoppelung der anzahl der elektrischen hochgeschwindigkeitsschnittstellen, die das modul unterstützt, im vergleich zum regulären qsfp28-modul. die steckverbinderspezifikation ist für das neue elektrische modulationsformat pam4 vorbereitet, das 50gb / s unterstützt. dies führt zu einer weiteren verdopplung der geschwindigkeit, was zu einer 4x-portgeschwindigkeit für das qsfp-dd im vergleich zum qsfp28-modul führt.
das diagramm des qsfp-dd-moduls und der hostschnittstelle
als nächstes werden die funktionen von qsfp-dd nacheinander analysiert.
qsfp-dd erweitert den steckbaren qsfp-formfaktor, eine weit verbreitete vierspurige elektrische schnittstelle.
qsfp-dd ist mit 2x1 stacked cage / connector aufgebaut. aufgrund des bedarfs in der industrie sehen die meisten steckbaren formfaktoren schließlich ein cage-connector-system mit zwei hohen stapeln und zusätzlich ein cage-connector-system mit einem hohen stapel. häufig ist das one-high-system in der ursprünglichen msa-spezifikation enthalten, und das two-high-system wird unabhängigen lieferanten überlassen. um die branche besser zu bedienen, hat sich die qsfp-dd msa group dafür entschieden, sowohl das one-high- als auch das two-high-cage-connector-system gleichzeitig zu entwickeln.
smt-steckverbinder und 1xn-cage, cage-design-optimierungen und modul-case-optimierungen ermöglichen die thermische unterstützung von mindestens 12w pro modul. die qsfp-dd-spezifikation definiert leistungsklassen bis 14w sowie eine klasse> 14w. aufgrund innovativer thermomanagementtechniken, die in den modul- und käfigdesigns verwendet werden, unterstützen qsfp-dd-module in einem typischen systemdesign leistungsstufen von mindestens 12w. das umfassende wissen und die erfahrung im systemdesign mit formfaktoren der qsfp-familie ermöglichen innovative systemlösungen, die über diesen bereich hinausgehen könnten. die für die höheren energieverbrauchsklassen erforderlichen wärmemanagementfunktionen werden für die niedrigeren energieklassen gelockert, um unnötige kosten zu vermeiden.
die elektrischen schnittstellen von qsfp-dd verwenden acht lanes, die bis zu nrz-modulation mit 25gb / s oder pam50-modulation mit 4gb / s arbeiten und lösungen bis zu 200gb / s oder 400gb / s-aggregat bieten. qsfp-dd kann bis zu 14.4tb / s gesamtbandbreite in einem einzigen switch-steckplatz aktivieren. durch die vervierfachung der gesamten switch-bandbreite bei gleichzeitiger beibehaltung der portdichte kann qsfp-dd das kontinuierliche wachstum der netzwerkbandbreitenanforderung und des datencenter-verkehrs unterstützen.
vor dem aufkommen von qsfp-dd bestanden die beliebtesten schnittstellen in der netzwerkbranche aus einzelnen (sfp / sfp ) - oder quad-lanes (qsfp / qsfp28). um der erwarteten nachfrage nach datenbandbreite oder kanalkapazität gerecht zu werden, werden an orten wie beispielsweise ethernet acht spurschnittstellen definiert. die derzeit verfügbaren formfaktoren, die acht spurschnittstellen unterstützen, verfügen nicht über alle gewünschten merkmale oder die erforderliche dichte, um die systeme der nächsten generation zu unterstützen, die diese schnittstellen mit höherer rate implementieren möchten. daher hat die msa-gruppe qsfp-dd qsfp-dd basierend auf qsfp (qsfp / qsfp28) erweitert und definiert.
die neue qsfp-dd-schnittstelle erweitert den steckbaren qsfp-formfaktor, eine weit verbreitete vierspurige elektrische schnittstelle für ethernet-switches, die die verbindung zwischen switches oder servern ermöglicht. die vier elektrischen bahnen von qsfp arbeiten mit 10gb / s oder 25gb / s und bieten lösungen für 40gb / s oder 100gb / s-aggregat. die elektrischen schnittstellen des neuen steckbaren qsfp-dd-formfaktors bestehen aus acht bahnen, die bis zu nrz-modulation mit 25gb / s oder pam50-modulation mit 4gb / s arbeiten und lösungen bis zu 200gb / s oder 400gb / s-aggregat bieten. dies kann bis zu 14.4tb / s aggregierte bandbreite in einem einzigen switch-steckplatz ermöglichen und das schnelle wachstum des rechenzentrums ansprechen.
systeme, die mit qsfp-dd-modulen entworfen wurden, sind abwärtskompatibel, sodass sie vorhandene qsfp-module unterstützen und endbenutzern und systemdesignern flexibilität bieten. rückwärtskompatibilität ist für die branche von entscheidender bedeutung. da asics so ausgelegt sind, dass sie mehrere schnittstellenraten unterstützen, ist es von entscheidender bedeutung, dass das system dies nutzen kann. endbenutzer können die neueren asic- und systemprodukte mit niedrigeren port-kosten nutzen und können eine vielzahl derzeit verfügbarer qsfp-module anschließen, um ihre gewünschten medien und reichweiten zu unterstützen, ohne dass separate systemprodukte erforderlich sind. dadurch werden die risiken beim einsatz neuer geräte stark verringert. systemdesigner können gängige produkte erstellen, die eine vielzahl von steckbaren varianten unterstützen und dabei bekannte technologien und designs nutzen. moduldesigner müssen ihre designs mit niedrigeren raten nicht in neue, nicht rückwärtskompatible formfaktoren portieren, was ihre gesamtkosten senkt. die aufgrund der rückwärtskompatibilität erreichte skaleneffizienz macht es sehr wünschenswert.
die portdichten des systems sind zwischen den modulspezifikationen qsfp-dd und qsfp28 identisch. da jedoch jeder qsfp-dd-port 8-lanes anstelle von 4 aufnehmen kann, verdoppelt qsfp-dd die anzahl der asic-ports, die er für vorhandene schnittstellen wie caui-4 unterstützt.
die mechanische schnittstelle für qsfp-dd auf der hostplatine ist etwas tiefer als für qsfp28, um die zusätzliche kontaktreihe aufzunehmen. die höhe und breite sind identisch mit dem qsfp-formfaktor, so dass systemdesigner identische systemport-dichten für qsfp28- oder qsfp-dd-basierte designs erreichen können. sie können jedes aktuelle qsfp- oder qsfp28-modul in die qsfp-dd 1x1- oder die 2x1-käfig- / anschlusskombinationen einstecken.
zusammenfassend ist qsfp-dd etwas länger als qsfp / qsfp28, die portdichte ist jedoch gleich und die bandbreite wird auf 10-zeiten oder 4-zeiten der letzteren erhöht. sie ist abwärtskompatibel, sodass kunden die qsfp überspringen können system und setzt direkt das qsfp-dd-system ein, wodurch die ausrüstungskosten erheblich reduziert werden.
zu beginn dieses artikels haben wir erwähnt, dass einige optische transceiver-hersteller auch optische 400g-module mit osfp- und cfp8-formfaktoren eingeführt haben. vergleichen wir qsfp-dd und osfp, qsfp-dd und cfp8, um zu sehen, wie sie sich unterscheiden.
qsfp-dd vs. osfp vs. cfp8
zuerst werfen wir einen blick auf osfp. vor nicht allzu langer zeit (januar 16, 2019) hat osfp msa die version 2.0 veröffentlicht. laut seiner beschreibung ist der osfp ein neuer steckbarer formfaktor mit acht elektrischen hochgeschwindigkeitsbahnen, der zunächst 400gb / s (8x50g) unterstützen wird. es ist etwas breiter und tiefer als das qsfp, unterstützt jedoch weiterhin 36-osfp-ports pro 1u-frontplatte, wodurch 14.4tb / s pro 1u aktiviert wird.
tipps: in der neuesten version von osfp msa unterstützt osfp bereits 800gb / s. dies ist möglicherweise der grund, warum osfp auch einer der populärsten 400g-formfaktoren ist.
zusammenfassend lässt sich festhalten, dass qsfp-dd hauptsächlich für die anwendung von 400g-netzwerken verwendet wird, die derzeit bereitgestellt werden (und 200g über 100g auf 400g), während osfp eher für zukünftige 800g-netzwerke vorbereitet ist. daher ist qsfp-dd in kombination mit dem status quo besser als formfaktor optischer 400g-transceiver geeignet.
die cfp-serie startete von cfp, ging an cfp2, dann an cfp4 und schließlich an cfp8, die ebenfalls eine seit langem etablierte formfaktor-serie ist. verglichen mit der qsfp-serie scheint die cfp-serie aus offensichtlichen gründen weniger beliebt gewesen zu sein - große abmessungen und hoher stromverbrauch. die ersten beiden unternehmen, die die entwicklung der gfp-msa (finisar und oclaro) gefördert haben, wurden ebenfalls erworben.
schauen wir uns cfp8 an. das wurde offiziell von der cfp-msa am märz 17, 2017, veröffentlicht, im selben zeitraum wie die 2.0-version der qsfp-dd-msa veröffentlicht wurde. beim vergleich der beiden formfaktoren scheinen wir den rückgang von cfp8 vorausgesehen zu haben.
zusammenfassend scheint qsfp-dd die bessere wahl zu sein als cfp8, unabhängig von aspekten.
durch die analyse der merkmale von qsfp-dd und den vergleich mit anderen formfaktoren des optischen 400g-moduls haben wir festgestellt, dass qsfp-dd in 400g-anwendungen, wie z. b. interconnects im rechenzentrum, beispiellose vorteile bietet. es wird erwartet, dass qsfp-dd, wenn die weltweit führenden hyperscale-rechenzentren 400g einsetzen, zum mainstream-formfaktor der optischen 400g-module wird.
gigalight ist ein globaler innovator für das design optischer verbindungen, der entwirft, herstellt und liefert optische transceiver, aktive optische kabel und kohärente optische module für rechenzentrumsnetzwerk, drahtloses 5g-netzwerk, optisches übertragungsnetzwerk und broadcast-videonetzwerk. das unternehmen nutzt die vorteile des exklusiven designs, um kunden kostengünstige optische netzwerkgeräte aus einer hand zu bieten.