2019が光通信業界で注目を集めるようになったとき、400に参入する時、世界の大手光トランシーバメーカーは独自の400g光モジュールを発売しました。 これらのメーカーの400g光モジュールのフォームファクタをリストすると（下図のように）、finisar（ii-viで取得）を除くすべてのメーカーがqsfp-ddフォームファクタを採用していることがわかりました。 qsfp-ddは、400g光モジュールのフォームファクタの最初の選択肢として市場で認識されているようですが、osfpおよびcfp400フォームファクタを持つ8g光モジュールも導入されています。
主流の光トランシーバ製造業者の400gフォームファクタ
ヒント： qsfp-ddは、qsfp-dd msaグループによって定義された高速プラガブルモジュールフォームファクタです。
「qsfp-dd msaグループは、後方互換性のあるフォームファクタで、高密度、高速ネットワーキングソリューションに対する業界のニーズに応える次世代の高密度、高速プラガブルモジュールフォームファクタを定義しました。qsfp-dd仕様はqsfp-dd msaグループ内の多くの企業によって開発および改良され、一般に公開されています。」
主流メーカーがqsfp-ddフォームファクタを選択するのはなぜですか？ これは将来の400g光モジュールがqsfp-ddに基づいていることを意味しますか？ これらの問題を明確にするために、最初にqsfp-ddの歴史を見てみましょう。
要約すると、2016の始まりから2018の終わりまで、qsfp-ddの誕生は約3年間で成熟しました。 この期間中、qsfp-dd msaグループのメンバーも、元の13プロモーターから現在の14プロモーター（3会社が買収されたため、実際には11のみが残っていました）および52コントリビューターに増えました。
この期間中のqsfp - dd msaグループのプロモーターの変化はまた、古いことわざを確認しました。状況の主人公 - ii - viは、古い光トランシーバメーカーfinisarを買収。 broadcomがbrocadeを買収しました。 lumentumはoclaroを買収しました。 ciscoは最近luxteraの買収も完了しました。 何度も買収した後、残っている大企業を見てみましょう。 broadcom（broadcomの買収後、broadcomはbroadcomをブランド名として使用しています）などのチッププロバイダー、lumentumなどのデバイスプロバイダー、foxconn interconnect technologyなどの光トランシーバメーカー、molexなどのアクセサリーメーカーがあります。通信業界全体を網羅するte connectivityなど。
なぜ多くの大企業がqsfp-ddの推進に協力しているのですか？ 今一緒に理由を見つけましょう。
成功するフォームファクタは、ネットワーキング業界で一般的なメディアとトランシーバの種類のセット全体をサポートする必要があります。 メディアの場合、これにはパッシブ直接接続銅ケーブル（dac）、マルチモードファイバー（mmf）、およびシングルモードファイバー（smf）が含まれます。 トランシーバーおよびアクティブ銅線またはアクティブ光ケーブル・アセンブリーの場合、これには、100 gb / s、200 gb / s、および400 gb / s用にイーサネット、ファイバー・チャネル、およびinfinibandによって定義されているものが含まれます。 さらに、ポート密度は現在の実務の密度から妥協してはいけません。 さらに、一般的なqsfpフォームファクタとの下位互換性は、業界での採用に不可欠です。
qsfp-dd、クワッドスモールフォームファクタプラガブルダブル密度は、現在のqsfpに似た新しいモジュールおよびケージ/コネクタシステムですが、8レーンの電気的インタフェースを提供する追加のコンタクト列を備えています。 「二重密度」という用語は、通常のqsfp28モジュールと比較して、モジュールがサポートする高速電気インターフェースの数を2倍にすることを指します。 コネクタ仕様は、4gb / sをサポートする新しいpam50電気変調フォーマットの準備ができています。これは、qsfp4モジュールと比べてqsfp-ddのポート速度を28 xで向上させることができます。
qsfp-ddモジュールとホストインタフェースの図
次に、qsfp-ddの特徴を一つずつ分析していきます。
qsfp-ddは、広く採用されている4レーンの電気インタフェースであるqsfpプラガブルフォームファクタを拡張したものです。
qsfp-ddは2 x x numx積層一体型ケージ/コネクタ付きです。 業界のニーズにより、ほとんどのプラガブルフォームファクタは、最終的に、1段ケージコネクタシステムに加えて2段スタック型ケージコネクタシステムを開発しました。 多くの場合、1ハイシステムは最初のmsa仕様に含まれ、2ハイシステムは独立した個々のサプライヤに任されています。 業界により良いサービスを提供するために、qsfp-dd msaグループはワンハイトとツーハイト両方のケージコネクタシステムを同時に開発することを選択しました。
smtコネクタおよび1×nケージ、ケージ設計の最適化、およびモジュールケースの最適化により、モジュールあたり少なくとも12wの熱サポートが可能になります。 qsfp-dd仕様は、> 14wクラスと同様に14wまでの電力クラスを定義しています。 モジュールとケージの設計には革新的な熱管理技術が採用されているため、qsfp-ddモジュールは一般的なシステム設計で少なくとも12wの電力レベルをサポートします。 qsfpファミリのフォームファクタを使用したシステム設計の豊富な知識と経験により、その範囲を超えて拡張できる革新的なシステムソリューションが可能になります。 不必要なコストを回避するために、より高い電力消費クラスに必要な熱管理機能は、より低い電力クラスには緩和されています。
qsfp-dd電気インタフェースは、最大25gb / s nrz変調または50gb / s pam4変調で動作する8レーンを採用し、最大200gb / sまたは400gb / sアグリゲートまでのソリューションを提供します。 qsfp-ddは、1つのスイッチスロットで最大14.4tb / sの総帯域幅を実現できます。 ポート密度を維持しながら集約スイッチ帯域幅を4倍にすることで、qsfp-ddはネットワーク帯域幅需要とデータセンタートラフィックの継続的な成長をサポートできます。
qsfp-ddが登場する前は、ネットワーキング業界で最も一般的なインターフェースはシングルレーン（sfp / sfp ）またはクワッドレーン（qsfp / qsfp28）でした。 ただし、データ帯域幅またはチャネル容量に対する予想される需要に対応するために、イーサネットなどの会場では8レーンのインターフェイスが定義されています。 ８レーンインターフェースをサポートする現在利用可能なフォームファクタは、これらのより高速のインターフェースを実装することを計画している次世代システムをサポートするのに必要なすべての所望の機能または密度を有していない。 したがって、qsfp-dd msaグループは、qsfp（qsfp / qsfp28）に基づいてqsfp-ddを拡張および定義しました。
新しいqsfp-ddインタフェースは、qsfpプラガブルフォームファクタを拡張したもので、イーサネットスイッチ全体で広く使用されている4レーン電気インタフェースで、スイッチ間またはサーバへの相互接続を可能にします。 qsfpの4つの電気レーンは10gb / sまたは25gb / sで動作し、40gb / sまたは100gb / s集約のためのソリューションを提供します。 新しいqsfp-ddプラガブルフォームファクタの電気インタフェースは、最大25gb / s nrz変調または50gb / s pam4変調を実行する8レーンを採用し、最大200gb / sまたは400gb / s集約までのソリューションを提供します。 これにより、1つのスイッチスロットで最大14.4tb / sの総帯域幅を実現し、データセンタートラフィックの急激な増加に対処することができます。
qsfp-ddモジュールで設計されたシステムは下位互換性があり、既存のqsfpモジュールをサポートし、エンドユーザーとシステム設計者に柔軟性を提供することができます。 下位互換性は業界にとって非常に重要です。 asicは複数のインターフェイスレートをサポートするように設計されているので、システムがこれを利用できることが非常に重要です。 エンドユーザーは、より低いポートコストでより新しいasicとシステム製品を利用することができ、別々のシステム製品を必要とせずに希望のメディアとリーチをサポートするために現在入手可能なqsfpモジュールを幅広くプラグインできます。 これにより、新しい機器の導入に伴うリスクが大幅に減少します。 システム設計者は、既知のテクノロジと設計を活用しながら、プラグイン可能な複数のバリエーションをサポートする共通製品を構築できます。 モジュール設計者は、低レートの設計を後方互換性のない新しいフォームファクタに移植して全体のコストを下げる必要がありません。 後方互換性のために達成される規模の経済はそれを非常に望ましいものにします。
システム・ポート密度は、qsfp-ddとqsfp28モジュールの仕様間で同じです。 ただし、各qsfp-ddポートは8の代わりに4レーンを収容できるため、qsfp-ddはcaui-4などの既存のインターフェイス用にサポートするasicポートの数を2倍にします。
ホストボード上のqsfp-ddの機械的インターフェースは、余分な列のコンタクトを収容するためにqsfp28よりもわずかに深くなっています。 高さと幅はqsfpフォームファクタと同じであるため、システム設計者はqsfp28またはqsfp-ddベースの設計で同じシステムポート数密度を達成できます。 現在のqsfpまたはqsfp28モジュールは、qsfp-dd 1x1または2x1ケージ/コネクタの組み合わせに接続できます。
要約すると、qsfp-ddはqsfp / qsfp28より少し長いですが、ポート密度は同じで、帯域幅は10倍または4倍に増加し、後方互換性があるため、顧客はqsfpを省略できます。システムとqsfp-ddシステムを直接展開することで、設備コストを大幅に削減します。
この記事の冒頭で、一部の光トランシーバ製造元は、osfpおよびcfp400フォームファクタを持つ8g光モジュールも導入したと述べました。 qsfp-ddとosfp、qsfp-ddとcfp8の違いを見てみましょう。
qsfp-dd対osfp対cfp8
まず、osfpを見てみましょう。 少し前まで（1月16、2019）、osfp msaはバージョン2.0をリリースしました。 その説明によると、osfpは、最初は400gb / s（8x50g）をサポートする、8つの高速電気レーンを備えた新しいプラガブルフォームファクタです。 それはqsfpよりわずかに広くてより深いですが、それでも36uフロントパネル毎に1 osfpポートをサポートし、14.4u毎に1tb / sを可能にします。
ヒント： osfp msaの最新リリースでは、osfpはすでに800gb / sをサポートしているため、osfpも一般的な400gフォームファクタの1つです。
まとめると、qsfp-ddは主に、現在展開中の400gネットワーク（および200gから100gへの400g）の適用に使用されますが、osfpは将来の800gネットワーク用に準備される可能性が高くなります。 したがって、現状と合わせると、qsfp-ddは400g光トランシーバのフォームファクタとしてより適しています。
cfpシリーズはcfpから始まり、次にcfp2、次にcfp4、そして最後にcfp8と続きました。これも長い間確立されてきたフォームファクタシリーズです。 qsfpシリーズと比較して、cfpシリーズは明らかな理由でそれほど普及していないようです - 大きなサイズと高い消費電力。 cfp msaの開発を推進した最初の2社（finisarとoclaro）も買収されており、cfpの終わりを感じているようです。
cfp8を見てみましょう。 の qsfp-dd msaの17バージョンがリリースされたのと同じ期間に、2017、2.0の3月にcfp msaによって正式にリリースされました。 2つのフォームファクタを比較すると、cfp8の減少が予測されているようです。
要約すると、qsfp-ddはcfp8よりも優れた選択であると思われます。
qsfp-ddの機能を分析し、それを他の400g光モジュールのフォームファクタと比較することによって、qsfp-ddにはデータセンターの相互接続などの400gアプリケーションにおいて比類のない利点があることがわかりました。 世界をリードするハイパースケールデータセンターが400gの導入を開始すると、qsfp-ddが400g光モジュールの主流のフォームファクタになると予想されます。
gigalightは、グローバルな光相互接続設計イノベーターで、設計、製造、供給を行っています 光トランシーバ, アクティブ光ケーブル & コヒーレント光モジュール データセンターネットワーク、5gワイヤレスネットワーク、光伝送ネットワーク、およびブロードキャストビデオネットワーク用。 同社は、排他的な設計の利点を生かして、コスト効率の高いワンストップの光ネットワークデバイスを顧客に提供しています。