時間進入2019，當400g成為光通信行業的熱門話題時，全球領先的光收發器製造商紛紛推出了自己的400g光模塊。 當我們列出這些製造商的400g光模塊的形狀因子時（如下圖所示），我們發現除了finisar（由ii-vi獲得）之外的所有製造商都採用了qsfp-dd形狀因子 - 市場似乎已經認識到qsfp-dd是400g光模塊外形尺寸的首選，儘管一些製造商還推出了具有osfp和cfp400形狀因子的8g光模塊。
主流光收發器製造商的400g形狀因子
提示： qsfp-dd是由qsfp-dd msa組定義的高速可插拔模塊形狀因子。
“qsfp-dd msa小組定義了下一代高密度，高速可插拔模塊外形，滿足了業界對向後兼容外形尺寸的高密度，高速網絡解決方案的需求.qsfp-dd規範由qsfp-dd msa小組內的許多公司開發和完善，並向公眾發布。“
為什麼主流廠商選擇qsfp-dd外形？ 這是否意味著未來的400g光模塊將基於qsfp-dd？ 為了澄清這些問題，讓我們先來看看qsfp-dd的歷史。
總之，從2016開始到2018結束，qsfp-dd的誕生已經成熟了近三年。 在此期間，qsfp-dd msa組的成員也從最初的13發起人增加到現在的14發起人（3公司被收購，因此只剩下11）和52貢獻者。
在此期間，qsfp-dd msa小組的發起人的變化也證實了一句老話：情況的主人公 - ii-vi收購了舊的光收發器製造商finisar; broadcom收購了博科; lumentum收購了oclaro; 思科最近還完成了對luxtera的收購。 經過這麼多次收購，讓我們來看看剩下的大公司。 還有broadcom等芯片供應商（avago在收購broadcom後使用broadcom作為品牌名稱），思科和華為等設備供應商，lumentum等設備供應商，富士康互連技術等光纖收發器製造商，molex等配件製造商和te connectivity等等，涵蓋整個通信行業。
為什麼有這麼多大公司合作推廣qsfp-dd？ 讓我們一起找出原因。
成功的外形必須支持網絡行業中普遍存在的整套媒體和收發器類型。 對於媒體，這包括無源直接連接銅纜（dac），多模光纖（mmf）和單模光纖（smf）。 對於收發器和有源銅纜或有源光纜組件，這包括由以太網，光纖通道和infiniband為100 gb / s，200 gb / s和400 gb / s定義的那些。 此外，端口密度不得受當前實踐的影響。 此外，與流行的qsfp外形尺寸的向後兼容性對於行業採用至關重要。
qsfp-dd，四通道小型可插拔雙密度，是一種新型模塊和籠式/連接器系統，類似於當前的qsfp，但有一排額外的觸點，提供八通道電氣接口。 術語“雙密度”是指與常規qsfp28模塊相比，模塊支持的高速電接口數量增加一倍。 連接器規格已準備好支持4gb / s的新pam50電調製格式，該格式提供了另一倍的速度，因此與qsfp4模塊相比，qsfp-dd的端口速度增加了28x。
qsfp-dd模塊和主機接口圖
接下來，我們將逐一分析qsfp-dd的功能。
qsfp-dd擴展了qsfp可插拔外形，這是一種廣泛採用的四通道電氣接口。
qsfp-dd採用2x1堆疊式集成籠/連接器。 由於行業需求，除了單高籠式連接器系統外，大多數可插拔形狀因子最終都會開發出一種雙高堆疊籠式連接器系統。 通常，一高系統包含在最初的msa規範中，而兩高系統則留給獨立的獨立供應商。 為了更好地服務於該行業，qsfp-dd msa集團選擇同時開發單高和雙高籠式連接器系統。
smt連接器和1xn籠，cage設計優化和模塊案例優化可為每個模塊提供至少12w的熱支持。 qsfp-dd規範定義了高達14w的功率等級以及> 14w等級。 由於模塊和保持架設計中採用了創新的熱管理技術，qsfp-dd模塊在典型系統設計中支持至少12w的功率水平。 qsfp系列外形的系統設計豐富的知識和經驗使創新的系統解決方案能夠超越該範圍。 較高功耗等級所需的散熱管理功能可以放寬，以降低功耗等級，從而避免不必要的成本。
qsfp-dd電氣接口採用8個通道，可運行25gb / s nrz調製或50gb / s pam4調製，提供高達200gb / s或400gb / s聚合的解決方案。 qsfp-dd可在單個交換機插槽中啟用高達14.4tb / s的聚合帶寬。 通過將聚合交換機帶寬增加四倍，同時保持端口密度，qsfp-dd可以支持網絡帶寬需求和數據中心流量的持續增長。
在qsfp-dd出現之前，網絡行業中最流行的接口由單（sfp / sfp ）或四通道（qsfp / qsfp28）組成。 但是，為了適應對數據帶寬或信道容量的預期需求，在諸如以太網的場所中定義了八個通道接口。 支持八通道接口的當前可用形狀因子不具有支持計劃實現這些更高速率接口的下一代系統所需的所有期望特徵或密度。 因此，qsfp-dd msa組基於qsfp（qsfp / qsfp28）擴展和定義qsfp-dd。
新的qsfp-dd接口擴展了qsfp可插拔外形，這是一種廣泛採用的四通道電氣接口，用於以太網交換機，實現交換機或服務器之間的互連。 qsfp的四個電氣通道以10gb / s或25gb / s運行，為40gb / s或100gb / s聚合提供解決方案。 新型qsfp-dd可插拔外形的電氣接口採用8個通道，可運行25gb / s nrz調製或50gb / s pam4調製，提供高達200gb / s或400gb / s聚合的解決方案。 這可以在單個交換機插槽中實現高達14.4tb / s的聚合帶寬，並解決數據中心流量快速增長的問題。
採用qsfp-dd模塊設計的系統向後兼容，允許它們支持現有的qsfp模塊，並為最終用戶和系統設計人員提供靈活性。 向後兼容性對於行業至關重要。 由於asic設計用於支持多種接口速率，因此系統可以充分利用這一點至關重要。 最終用戶可以利用較新的asic和系統產品，降低端口成本，並能夠插入各種當前可用的qsfp模塊，以支持其所需的介質和範圍，而無需單獨的系統產品。 這大大降低了實施新設備的風險。 系統設計人員可以構建支持多種可插拔變體的通用產品，同時利用已知技術和設計。 模塊設計人員無需將其低速率設計移植到新的非向後兼容外形中，從而降低了總體成本。 由於向後兼容性而實現的規模經濟使其非常受歡迎。
qsfp-dd和qsfp28模塊規範之間的系統端口密度相同。 但是，由於每個qsfp-dd端口可以容納8通道而不是4，因此qsfp-dd將其支持的現有接口（如caui-4）的asic端口數量增加一倍。
主板上qsfp-dd的機械接口略微深於qsfp28，以容納額外的觸點行。 高度和寬度與qsfp外形尺寸相同，使系統設計人員能夠為基於qsfp28或qsfp-dd的設計實現相同的系統端口數密度。 您可以將任何當前的qsfp或qsfp28模塊插入qsfp-dd 1x1或2x1籠/連接器組合。
總之，qsfp-dd比qsfp / qsfp28略長，但端口密度相同，帶寬增加到10倍或後者的4倍，並且向後兼容，這意味著客戶可以跳過qsfp系統直接部署qsfp-dd系統，大大降低了設備成本。
在本文開頭，我們提到一些光收發器製造商還推出了具有osfp和cfp400形狀因子的8g光模塊。 讓我們比較qsfp-dd和osfp，qsfp-dd和cfp8，看看它們有何不同。
qsfp-dd與osfp對比cfp8
首先，我們先來看看osfp。 不久前（1月16，2019），osfp msa發布了2.0版本。 根據其描述，osfp是一種新的可插拔外形，具有八個高速電氣通道，最初將支持400gb / s（8x50g）。 它比qsfp略寬和深，但它仍然支持每個36u前面板的1 osfp端口，每14.4u支持1tb / s。
提示： 在最新版本的osfp msa中，osfp已經支持800gb / s，這可能是osfp也是流行的400g外形因素之一的原因。
總之，qsfp-dd主要用於應用當前正在部署的400g網絡（以及200g而不是100g到400g），而osfp更有可能為未來的800g網絡做好準備。 因此，結合現狀，qsfp-dd更適合作為400g光學收發器的形狀因子。
cfp系列從cfp開始，到cfp2，再到cfp4，最後到cfp8，這也是一個歷史悠久的外形系列。 與qsfp系列相比，cfp系列似乎不太受歡迎，原因很明顯 - 大尺寸和高功耗。 推動cfp msa（finisar和oclaro）發展的前兩家公司也已被收購，我們似乎感覺到了cfp的終結。
我們來看看cfp8。 該 cfp msa於3月17，2017正式發布，與qnfpx版本的qsfp-dd msa發布同期。 比較兩種形式因素，我們似乎已經預見到cfp2.0的下降。
總之，無論任何方面，qsfp-dd似乎都是比cfp8更好的選擇。
通過分析qsfp-dd的特性並將其與其他400g光模塊外形進行比較，我們發現qsfp-dd在數據中心互連等400g應用中具有無可比擬的優勢。 預計當世界領先的超大規模數據中心開始部署400g時，qsfp-dd將成為400g光模塊的主流外形。
gigalight是全球光學互連設計創新者，致力於設計，製造和供應 光學收發器, 有源光纜 和 相干光學模塊 適用於數據中心網絡，5g無線網絡，光傳輸網絡和廣播視頻網絡。 該公司利用獨家設計的優勢為客戶提供一站式高性價比的光網絡設備。