пора выходить на 2019, когда 400g стал горячей темой в индустрии оптических коммуникаций, ведущие мировые производители оптических трансиверов выпустили собственные оптические модули 400g. когда мы перечислили форм-факторы оптических модулей 400g этих производителей (как показано на рисунке ниже), мы обнаружили, что все производители, за исключением finisar (приобретенного ii-vi), приняли форм-фактор qsfp-dd - похоже, рынок признал qsfp-dd первым выбором форм-факторов оптических модулей 400g, хотя некоторые производители также представили оптические модули 400g с форм-факторами osfp и cfp8.
форм-факторы 400g основных производителей оптических трансиверов
советы: qsfp-dd - это форм-фактор высокоскоростного сменного модуля, определенный группой msa qsfp-dd.
«группа msa qsfp-dd определила форм-фактор высокоплотного сменного модуля следующего поколения, который удовлетворяет потребность отрасли в высокоплотных высокоскоростных сетевых решениях в обратно совместимом форм-факторе. qsfp-dd спецификация была разработана и уточнена многими компаниями в рамках группы msa qsfp-dd и опубликована для общественности ».
почему основные производители выбирают форм-фактор qsfp-dd? означает ли это, что будущие оптические модули 400g будут основаны на qsfp-dd? чтобы прояснить эти проблемы, давайте сначала посмотрим на историю qsfp-dd.
таким образом, с начала 2016 до конца 2018 рождение qsfp-dd созревало почти три года. в течение этого периода число членов группы msa qsfp-dd также увеличилось с первоначальных промоутеров 13 до нынешних промоутеров 14 (были приобретены компании 3, поэтому фактически остались только 11), а также участники 52.
изменения в промоутерах группы msa qsfp-dd в этот период также подтвердили старую поговорку: герой ситуации - ii-vi приобрел старого производителя оптических трансиверов finisar; broadcom приобрела brocade; люментум приобрел окларо; cisco также недавно завершила сделку по приобретению luxtera. после стольких приобретений давайте взглянем на оставшиеся крупные компании. есть поставщики микросхем, такие как broadcom (avago использует broadcom в качестве торговой марки после приобретения broadcom), производители оборудования, такие как cisco и huawei, поставщики устройств, такие как lumentum, производители оптических трансиверов, такие как foxconn interconnect technology, производители аксессуаров, такие как molex и te connectivity, и так далее, охватывающий всю отрасль связи.
почему так много крупных компаний работают вместе над продвижением qsfp-dd? давайте вместе найдем причины.
удачный форм-фактор должен поддерживать весь набор типов носителей и трансиверов, распространенных в сетевой индустрии. для носителей это пассивные медные кабели с прямым подключением (dac), многомодовые волокна (mmf) и одномодовые волокна (smf). для трансиверов и активных медных или активных оптических кабельных сборок, это включает в себя те, которые определены ethernet, fibre channel и infiniband для 100 гбит / с, 200 гбит / с и 400 гбит / с. кроме того, плотность портов не должна ухудшаться по сравнению с существующей практикой. кроме того, обратная совместимость с популярным форм-фактором qsfp имеет важное значение для принятия в отрасли.
qsfp-dd, quad small pluggable double-density малого форм-фактора, представляет собой новую систему модулей и каркасов / разъемов, аналогичную существующему qsfp, но с дополнительным рядом контактов, обеспечивающих восьмиполосный электрический интерфейс. термин «двойная плотность» относится к удвоению количества высокоскоростных электрических интерфейсов, которые поддерживает модуль, по сравнению с обычным модулем qsfp28. спецификация коннектора готова для нового формата электрической модуляции pam4, который поддерживает 50gb / s, что обеспечивает еще одно удвоение скорости, в результате чего 4x увеличил скорость порта для qsfp-dd по сравнению с модулем qsfp28.
схема модуля qsfp-dd и хост-интерфейса
далее мы проанализируем возможности qsfp-dd по очереди.
qsfp-dd расширяется за счет сменного форм-фактора qsfp, широко распространенного четырехполосного электрического интерфейса.
qsfp-dd с интегрированной клеткой / разъемом 2x1. из-за необходимости в промышленности большинство подключаемых форм-факторов в конечном итоге увидели разработанную систему соединителей клетей с двумя сборками в дополнение к системе соединителей клетей с одной высокой посадкой. зачастую система с одним высшим включается в первоначальную спецификацию msa, а система с двумя старшими предоставляется независимым индивидуальным поставщикам. чтобы лучше обслуживать отрасль, группа msa qsfp-dd решила одновременно разрабатывать системы с одним верхним и двумя верхними соединителями.
разъем smt и клетка 1xn, оптимизация конструкции клетки и оптимизация корпуса модуля обеспечивают тепловую поддержку не менее 12w на модуль. спецификация qsfp-dd определяет классы мощности вплоть до 14w, а также класс> 14w. благодаря инновационным методам управления температурным режимом, используемым в конструкциях модулей и клеток, модули qsfp-dd поддерживают уровни мощности не менее 12w в типовой конструкции системы. обширные знания и опыт проектирования систем с форм-факторами семейства qsfp позволяют создавать инновационные системные решения, которые могут выходить за пределы этого диапазона. функции управления температурой, необходимые для классов с более высоким энергопотреблением, ослаблены для классов с более низким энергопотреблением, чтобы избежать ненужных затрат.
в электрических интерфейсах qsfp-dd используется восемь линий, которые работают до модуляции nrz 25gb / s или pam50 4gb / s, обеспечивая решения до совокупности 200gb / s или 400gb / s. qsfp-dd может активировать совокупную полосу пропускания до 14.4tb / s в одном слоте коммутатора. qsfp-dd может поддерживать непрерывный рост требований к пропускной способности сети и трафика центра обработки данных, увеличивая в четыре раза общую пропускную способность коммутатора и поддерживая плотность портов.
до появления qsfp-dd наиболее популярные интерфейсы в сетевой индустрии состояли из одинарной (sfp / sfp ) или четырехполосной (qsfp / qsfp28). однако для удовлетворения ожидаемого спроса на полосу пропускания данных или пропускную способность канала в таких местах, как ethernet, определяются восемь линейных интерфейсов. доступные в настоящее время форм-факторы, которые поддерживают интерфейсы с восемью полосами, не имеют всех требуемых функций или плотности, необходимых для поддержки систем следующего поколения, которые планируют реализовать эти высокоскоростные интерфейсы. таким образом, группа msa qsfp-dd расширила и определила qsfp-dd на основе qsfp (qsfp / qsfp28).
новый интерфейс qsfp-dd расширяется с помощью сменного форм-фактора qsfp, широко распространенного четырехполосного электрического интерфейса, используемого в коммутаторах ethernet, который обеспечивает соединение между коммутаторами или серверами. четыре электрические линии qsfp работают со скоростью 10gb / s или 25gb / s, предоставляя решения для агрегатов 40gb / s или 100gb / s. электрические интерфейсы нового сменного форм-фактора qsfp-dd используют восемь линий, которые работают до модуляции nrz 25gb / s или pam50 4gb / s, обеспечивая решения до совокупности 200gb / s или 400gb / s. это может обеспечить совокупную пропускную способность до 14.4tb / s в одном слоте коммутатора и обеспечить быстрый рост трафика в центре обработки данных.
системы, разработанные с использованием модулей qsfp-dd, имеют обратную совместимость, что позволяет им поддерживать существующие модули qsfp и обеспечивает гибкость для конечных пользователей и разработчиков систем. обратная совместимость критически важна для отрасли. поскольку asic предназначены для поддержки нескольких скоростей интерфейса, крайне важно, чтобы система могла воспользоваться этим. конечные пользователи могут воспользоваться новыми asic и системными продуктами с более низкой стоимостью портов и могут подключать широкий спектр доступных в настоящее время модулей qsfp для поддержки нужного носителя и доступа к ним без необходимости иметь отдельные системные продукты. это значительно снижает риски, связанные с внедрением нового оборудования. разработчики систем могут создавать общие продукты, которые поддерживают множество подключаемых вариантов, используя при этом известные технологии и разработки. разработчикам модулей не нужно переносить свои проекты с более низкими скоростями в новые, не совместимые с обратной формой факторы, снижающие их общие затраты. экономия от масштаба, достигнутая благодаря обратной совместимости, делает ее весьма желательной.
плотности системных портов одинаковы для спецификаций модулей qsfp-dd и qsfp28. однако, поскольку каждый порт qsfp-dd может поддерживать полосы 8 вместо 4, qsfp-dd удваивает количество портов asic, которые он поддерживает для существующих интерфейсов, таких как caui-4.
механический интерфейс для qsfp-dd на хост-плате немного глубже, чем для qsfp28, для размещения дополнительного ряда контактов. высота и ширина идентичны форм-фактору qsfp, что позволяет разработчикам систем достигать идентичных плотностей подсчета системных портов для конструкций на основе qsfp28 или qsfp-dd. вы можете подключить любой текущий модуль qsfp или qsfp28 к комбинациям qsfp-dd 1x1 или 2x1 клетка / разъем.
таким образом, qsfp-dd немного длиннее, чем qsfp / qsfp28, но плотность портов одинакова, а пропускная способность увеличена до времен 10 или 4 последних, и она обратно совместима, что означает, что клиенты могут пропускать qsfp. система и непосредственно развертывает систему qsfp-dd, что значительно снижает затраты на оборудование.
в начале этой статьи мы упоминали, что некоторые производители оптических трансиверов также представили оптические модули 400g с форм-факторами osfp и cfp8. давайте сравним qsfp-dd и osfp, qsfp-dd и cfp8, чтобы увидеть, чем они отличаются.
qsfp-dd против osfp против cfp8
во-первых, давайте сначала посмотрим на osfp. не так давно (январь 16, 2019) osfp msa выпустила версию 2.0. согласно его описанию, osfp представляет собой новый подключаемый форм-фактор с восемью высокоскоростными электрическими линиями, которые первоначально будут поддерживать 400gb / s (8x50g). он немного шире и глубже, чем qsfp, но по-прежнему поддерживает порты 36 osfp для передней панели 1u, что позволяет использовать 14.4tb / s для 1u.
советы: в последнем выпуске osfp msa osfp уже поддерживает 800gb / s, что может быть причиной того, что osfp также является одним из популярных форм-факторов 400g.
таким образом, qsfp-dd в основном используется для применения сетей 400g, которые развертываются в настоящее время (и 200g через 100g - 400g), в то время как osfp с большей вероятностью будет подготовлен для будущих сетей 800g. следовательно, в сочетании со статус-кво qsfp-dd более подходит в качестве форм-фактора оптических трансиверов 400g.
серия cfp начиналась с cfp, затем переходила к cfp2, затем к cfp4 и, наконец, к cfp8, который также является давно установленной серией форм-факторов. по сравнению с серией qsfp серия cfp кажется менее популярной по очевидным причинам - из-за большого размера и высокого энергопотребления. первые две компании, которые способствовали развитию cfp msa (finisar и oclaro), также были приобретены, и мы, кажется, чувствуем конец cfp.
давайте посмотрим на cfp8. был официально выпущен msp cfp в марте 17, 2017, в тот же период, что и 2.0-версия msa qsfp-dd. сравнивая два форм-фактора, мы, по-видимому, предвидели снижение cfp8.
таким образом, qsfp-dd кажется лучшим выбором, чем cfp8, независимо от каких-либо аспектов.
анализируя возможности qsfp-dd и сравнивая его с другими форм-факторами оптического модуля 400g, мы обнаружили, что qsfp-dd имеет беспрецедентные преимущества в приложениях 400g, таких как межсоединения центров обработки данных. ожидается, что, когда ведущие мировые центры обработки данных в гиперпространстве начнут развертывать 400g, qsfp-dd станет основным форм-фактором оптических модулей 400g.
gigalight - глобальный новатор в области проектирования оптических межсоединений, который разрабатывает, производит и поставляет оптические приемопередатчики, активные оптические кабели и когерентные оптические модули для сети центра обработки данных, беспроводной сети 5g, сети оптической передачи и сети широковещательного видео. компания использует преимущества эксклюзивного дизайна, чтобы предоставить клиентам универсальные рентабельные оптические сетевые устройства.