200G-Rechenzentren: Wahl zwischen den Standards QSFP56 und QSFP-DD

Mit der rasanten Entwicklung der optischen Kommunikation und des Internets ist auch die Nachfrage nach Netzen gestiegen, was zu einem erheblichen Anstieg des Telekommunikations-Backbone-Netzverkehrs um 50 bis 80 % pro Jahr geführt hat. Um den Bedürfnissen der Nutzer gerecht zu werden, wurde die Übertragungsrate der optischen Kommunikation kontinuierlich weiterentwickelt, von 10G, 25G und 40G bis hin zu den aktuellen 100G, 200G, 400G und darüber hinaus. Während optische 100G-Transceiver zur vorherrschenden Wahl auf dem Markt geworden sind, steigen die Anforderungen an die Bandbreite und die Portdichte weiter an, was die Weiterentwicklung der Technologie in Richtung 200G, 400G und Systeme mit noch höheren Geschwindigkeiten vorantreibt.

Welche Typen gibt es bei optischen 200G-Modulen?

Derzeit gibt es auf dem Markt zwei Haupttypen von optischen 200G-Transceivern: das 200G QSFP56 und das 200G QSFP-DD. Das QSFP56, das 2017 eingeführt wurde, stellt einen bemerkenswerten Designfortschritt gegenüber früheren QSFP-Transceivern dar. Im Gegensatz dazu befand sich der QSFP-DD zu diesem Zeitpunkt noch in der Entwicklung. Diese Transceiver wurden speziell für High-Performance-Computing und Rechenzentren entwickelt und bieten Abwärtskompatibilität mit früheren QSFP-Versionen, einschließlich QSFP28.

Der QSFP56 wurde für 200G-Ethernet-Anwendungen entwickelt und verfügt über vier Kanäle zum Senden und Empfangen, wobei jeder Kanal mit 53,125 Gbps betrieben werden kann, was zu einer Gesamtdatenrate von 212,5 Gbps führt. Dieser Transceiver arbeitet mit Wellenlängen von 850 nm, 1310 nm, CWDM oder LWDM. Für die optische Konnektivität nutzt der QSFP56 eine MPO-Schnittstelle, während er elektrisch über einen 38-poligen Steckverbinder angeschlossen wird. Im Gegensatz zu seinen QSFP-Vorgängern verwendet der QSFP56 die digitale Modulationstechnik PAM4, um die Datenübertragungsmöglichkeiten zu verbessern.

Der optische Transceiver QSFP-DD (Quad Small Form Factor, Pluggable Dual Density) ist konform mit den Standards IEEE802.3bs und QSFP-DD MSA. Die Dual-Density-Architektur erhöht im Wesentlichen die Anzahl der Kanäle der elektrischen Schnittstellen. 200G QSFP-DD hat eine elektrische Schnittstelle mit acht Kanälen und einer Gesamtbitrate von 212,5 Gb/s. Die optische Schnittstelle ist entweder MPO oder Duplex LC. QSFP-DD ist abwärtskompatibel mit den meisten QSFP-Spezifikationen, einschließlich QSFP56. Die elektrischen QSFP-DD-Schnittstellen verfügen über acht Lanes mit jeweils bis zu 25 Gbps und verwenden das NRZ-Modulationsschema.

Vergleich von 200G QSFP56 und 200G QSFP-DD

NRZ und PAM4 sind zwei verschiedene Arten digitaler Modulationstechniken. NRZ (Non-Return-to-Zero) ist ein Modulationsverfahren mit zwei Spannungspegeln, die die logische 0 und 1 darstellen (auch bekannt als PAM2). Im Gegensatz dazu werden bei PAM4 (Pulse Amplitude Modulation) vier Spannungspegel verwendet, um vier Kombinationen von zwei Bits darzustellen: 11, 10, 01 und 00. Dadurch kann das PAM4-Signal doppelt so schnell übertragen werden wie ein herkömmliches NRZ-Signal.

Der Hauptvorteil von PAM4 gegenüber NRZ ist die relativ höhere Übertragungsgeschwindigkeit. Die 200G-NRZ-Modulation hat zusätzlich die Vorteile eines geringeren Stromverbrauchs, einer geringeren Latenz und einer einfachen Verwendung, auch wenn diese Technik nicht so schnell ist. 200G NRZ ermöglicht kostengünstige Verbindungslösungen innerhalb des Rechenzentrums.

Vorteile und Nachteile von 200G QSFP56 und QSFP-DD

• QSFP56 ist für die Unterstützung von 200G-Anwendungen ausgelegt und es sind keine Netzwerk-Upgrades auf 400G und darüber hinaus möglich./p>

• QSFP-DD ist in 200G- und 400G-Versionen erhältlich und ermöglicht schrittweise Netzwerk-Upgrades.

• QSFP56 verwendet PAM4-Modulation. QSFP-DD arbeitet in der Regel mit 200G auf NRZ.

• QSFP56-Transceiver müssen für die 200G-Übertragung nur 4 Kanäle verwenden, im Vergleich zu 8 Kanälen für QSFP-DD, was zu Einsparungen bei den Faserkosten und geringeren Verbindungsverlusten führt.

• QSFP56 ist abwärtskompatibel mit QSFP-28-Iterationen, aber nicht mit QSFP-DD.

• QSFP-DD bietet geringere Wartungskosten, niedrigen Stromverbrauch, niedrige Latenz, niedrige BER (Pre-FEC=E-8, Post-FEC=E-12) und einfache Bereitstellung.

• QSFP-DD bietet Netzwerk- und Systementwicklern mehr Flexibilität bei der Aufrüstung ihrer Netzwerke, da hochleistungsfähige QSFP-DD-Formfaktoren in Legacy-Formfaktoren mit geringerer Geschwindigkeit aufgeteilt werden können.

• QSFP-DD ist abwärtskompatibel mit früheren Iterationen von QSFP-Transceivern, einschließlich QSFP56.

• QSFP-DD ist teurer als QSFP56.

Nicht alle Switches und Router sind für die Unterstützung von QSFP-DD konfiguriert, was die Erhöhung der Verbindungsraten sehr teuer macht. Wenn die anfänglichen Einrichtungskosten berücksichtigt werden, ist QSFP56 möglicherweise die bessere Wahl. Wenn die Kosten keine Rolle spielen, kann QSFP-DD für spätere Erweiterungen einfach aufgerüstet werden.

QSFP-DD-Transceiver können zwischen 15 % und 30 % mehr kosten als QSFP56-Transceiver. Der 200G QSFP-DD macht diese anfänglichen Kosten jedoch durch geringere Wartungskosten wieder wett: Er verbraucht weniger Energie und Strom. Darüber hinaus warden geringere Latenzen erreicht.

Optische 200G-Transceiver/AOC/DAC von FS

FS bietet eine vollständige Palette von 200G-InfiniBand und 200G Ethernet-Produktender nächsten Generation an, darunter 200G QSFP56 SR4, 200G QSFP56 FR4, 200G QSFP56 LR4, 200G QSFP-DD 2SR4, 200G QSFP56 AOC, 200G QSFP-DD AOC, 200G QSFP56 DAC und 200G QSFP-DD AOC. Sowohl DAC als auch AOC unterstützen „Break-out“-Anwendungen.

Der optische 200G QSFP56 SR4-Transceiver ist für 200GBASE-Ethernet unter Verwendung von OM4-Multimode-Fasern mit einer Wellenlänge von 850 nm bis zu 100 Metern ausgelegt. Er eignet sich für Rechenzentren, High-Performance-Computing-Netzwerke, Core- und Distributionsschicht-Anwendungen in Unternehmen.

Der optische 200G QSFP56 FR4-Transceiver ist für einen 200GBASE-Ethernet-Durchsatz von bis zu 2 km über Singlemode-Glasfaser mit einer Wellenlänge von 1295 nm bis 1309 nm ausgelegt. Er eignet sich für 200G Ethernet, Rechenzentren und Cloud-Netzwerke.

Der optische 200G QSFP56 LR4-Transceiver ist für einen 200GBASE-Ethernet-Durchsatz von bis zu 10 km über Singlemode-Faser ausgelegt. Er ist für 200G-Ethernet, Rechenzentren und 5G-Backhaul geeignet.

Der optische Transceiver 200G QSFP-DD 2SR4 unterstützt Verbindungslängen von bis zu 100 m über Multimode-Glasfaser. Er eignet sich für 2×100GBASE-SR4-Ethernet, Rechenzentren sowie Switch- und Router-Verbindungen.

Der 200G AOC und DAC werden häufig für die Verbindung zwischen Access-Switches und Servern verwendet. In Szenarien, in denen die Basisverbindungen zwischen Access-Switches und Servern, Branch-DAC und -AOC verschiedene Anforderungen erfüllen, die über die Standard-Direktverbindungs-DAC und -AOC hinausgehen. FS bietet eine Reihe von 200G auf 4x50G, 200G auf 8x25G und 200G auf 2X100G DAC- und AOC-Produkten an, die Rechenzentren eine flexiblere und anpassungsfähigere Lösung bieten.