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Unterschiede zwischen QSFP-DD, QSFP+, QSFP28, QSFP56, OSFP, CFP8 und COBO

Migelle

Übersetzer*in Felix
22. April 2022

QSFP-DD, der kleinste Formfaktor für 400G-Transceiver, bietet die branchenweit höchste Bandbreitendichte bei gleichzeitiger Abwärtskompatibilität zu QSFP-Modulen und -Kabeln mit geringerer Geschwindigkeit, was ihn bei Glasfaserherstellern beliebt macht. Als neuester Trend von optischen Transceivern für 400G-Hochgeschwindigkeitsanwendungen wird QSFP-DD oft mit anderen Modulen wie QSFP56, OSFP, CFP8 und COBO verglichen. Worin bestehen nun die Unterschiede zwischen diesen optischen Modulen? In diesem Beitrag werden sie ausführlich erläutert.

QSFP-DD Wiki

QSFP-DD (auch QSFP56-DD genannt) steht für Quad Small Form-Factor Pluggable Double Density, das vollständig mit den IEEE802.3bs- und QSFP-DD MSA-Standards konform ist. Die „doppelte Dichte“ bedeutet die Verdoppelung der Anzahl der elektrischen Hochgeschwindigkeitsschnittstellen, die das Modul im Vergleich zu einem Standard-QSFP28-Modul unterstützt. Die Datenrate jedes Kanals kann durch die NRZ-Modulationstechnologie 25 Gb/s erreichen und damit eine 200G-Netzwerkübertragung realisieren. Außerdem kann die Datenrate jedes Kanals durch die PAM4-Modulationstechnologie 50 Gb/s erreichen, wodurch eine 400G-Netzwerkübertragung erreicht wird, die für High-Performance-Computing-Datenzentren und Cloud-Netzwerke geeignet ist. Weitere Informationen zur PAM4-Modulationstechnologie finden Sie hier: PAM4: Lernen Sie 400G Ethernet von hier aus kennen.

Vorteile des QSFP-DD

  • Abwärtskompatibilität: QSFP-DD unterstützt vorhandene QSFP-Module (wie QSFP+, QSFP28, QSFP56 usw.) und bietet Flexibilität für Endbenutzer und Systementwickler.

  • Übernahme des 2x1 gestapelten integrierten Käfig zur Unterstützung des einstöckigen Käfigverbinders und des zweistöckigen gestapelten Käfigverbindersystems.

  • SMT-Steckverbinder und 1xN-Käfigdesign: Diese Art von Design kann eine thermische Unterstützung von mindestens 12 W pro Modul ermöglichen. Die höhere Wärmeleistung reduziert die Anforderungen an die Wärmeableitung von Transceivern und spart somit unnötige Kosten.

  • ASIC-Design: Unterstützung mehrerer Schnittstellenraten und vollständige Abwärtskompatibilität mit QSFP+- und QSFP28-Modulen, wodurch die Kosten für die Bereitstellung von Ports und Geräten reduziert werden.

QSFP-DD vs. QSFP+/QSFP28/QSFP56

QSFP-DD, QSFP+, QSFP28 und QSFP56 gehören zum QSFP-Formfaktor. Was sind jedoch die Unterschiede zwischen ihnen? Die Unterschiede werden in den folgenden Beschreibungen erläutert.

🔎 Aufbau

Die Breite, Länge und Dicke des QSFP-DD-Moduls sind die gleichen wie bei QSFP+, QSFP28 und QSFP56. Das QSFP-DD-Modul ist jedoch mit einer 8-spurigen elektrischen Schnittstelle ausgestattet und nicht mit einer 4-spurigen Schnittstelle wie andere QSFP-Module. Die ASIC-Ports des QSFP-DD sind verdoppelt, um bestehende Schnittstellen wie CAUI-4 zu unterstützen. Daher ist die mechanische Schnittstelle von QSFP-DD auf der Hostplatine etwas tiefer als die der anderen QSFP-Systemtransceiver, um die zusätzliche Kontaktreihe unterzubringen.

🔎 Bandbreite und Anwendung

Die QSFP-DD-Module können 400Gbps unterstützen, während QSFP+, QSFP28 und QSFP56 nur 40Gbps/100Gbps/200Gbps erreichen können. Daher werden QSFP-DD-Steckverbinder in optischen 400G-Modulen, DACs und AOCs verwendet und für die 400G-Rechenzentrumsverbindungen eingesetzt. Und QSFP+/QSFP28/QSFP56-Module und DAC/AOC werden für 40G/100G/200G-Netzwerke verwendet.

🔎 Abwärtskompatibilität

Wie bereits erwähnt, ist das QSFP-DD rückwärtskompatibel mit den früheren QSFP-Transceivermodulen des Systems. Mit anderen Worten: Basierend auf dem vorherigen Formfaktor wurde das QSFP-DD technisch aufgerüstet, um eine höhere Bandbreite zu unterstützen. Durch die Abwärtskompatibilität kann der Austausch vorhandener Geräte vermieden und die Kosten für die Aufrüstung des Netzwerks effektiv reduziert werden.


Formfaktor QSFP-DD QSFP56 QSFP28 QSFP+
Jahr der Veröffentlichung 2016 2018 2016 2010
Anzahl der elektrischen Lane-Schnittstellen 8 4 4 4
Einkanalige Rate 25Gbps/50Gbps 50Gbps 25Gbps 10Gbps
Modulationstechnologie NRZ/PAM4 PAM4 NRZ NRZ
Abwärtskompatibilität QSFP+/QSFP28/QSFP56 QSFP+/QSFP28 QSFP+ /

QSFP-DD vs. OSFP/CFP8/COBO

QSFP-DD (QSFP56-DD) und OSFP/CFP8/COBO sind die Formfaktoren der 400G-Optik auf dem Markt, deren Unterschiede unten aufgeführt sind:

QSFP-DD vs. OSFP

OSFP ist ein neuer steckbarer Formfaktor mit acht elektrischen Hochgeschwindigkeits-Lanes, der anfänglich 400Gb/s (8x50G) unterstützt oder bis zu 800Gb/s erreichen kann. Die Breite, Länge und Dicke von QSFP-DD sind 18,35 mm, 89,4 mm und 8,5 mm, während die von OSFP 22,58 mm, 107,8 mm und 13,0 mm betragen. Es ist offensichtlich, dass der OSFP-Formfaktor etwas breiter und tiefer ist als der QSFP-DD, aber er unterstützt immer noch 36 OSFP-Ports pro 1U-Frontplatte und ermöglicht 14,4 TB/s pro 1U.

Im Allgemeinen beträgt der Stromverbrauch von QSFP-DD 7-12 W, während OSFP 12-15 W erreichen kann. Je niedriger der Stromverbrauch, desto besser die Leistung des Transceivers. Im Gegensatz zu QSFP-DD kann OSFP nicht mit QSFP+/QSFP28 abwärtskompatibel sein, da es größer ist als QSFP+/QSFP28.

QSFP-DD vs. CFP8

Mit einem Formfaktor von 41,5 mm x 107,5 mm x 9,5 mm bietet das CFP8-Modul eine viermal höhere Bandbreite als bestehende 100G-Lösungen. Seine elektrische Schnittstelle wurde allgemein für den 16x25 Gb/s und 8x50 Gb/s Modus spezifiziert. Da die Größe von CFP8 fast dreimal so groß ist wie die von QSFP-DD, ist der Stromverbrauch von CFP8 viel höher als der von QSFP-DD. Außerdem kann CFP8 nicht an QSFP+/QSFP28-Ports verwendet werden. Die maximale Bandbreite von CFP8 und QSFP-DD beträgt 400 Gb/s, aber CFP8 wird nur in Form von 16 x 25G oder 8 x 50G unterstützt, während QSFP-DD auch beide 200Gb/s (8 x 25G) unterstützt.

QSFP-DD vs. COBO

COBO steht für „Consortium for On-Board Optics“ und kann in einer kontrollierten Umgebung intern in die Line-Card-Ausrüstung eingebaut werden, wodurch es an Flexibilität mangelt. Außerdem unterstützt es kein Hot-Plugging, so dass COBO-Module schwieriger zu warten sind als QSFP-DD. Darüber hinaus verfügt der COBO-Formfaktor über zwei elektrische Schnittstellen - eine mit acht Lanes und eine mit sechzehn Lanes, um sowohl die 1x400G- als auch die 2x400G-Übertragungsanforderungen zu erfüllen.

Das folgende Diagramm zeigt die Marktreife der Formfaktoren QSFP-DD, OSFP, CFP8 und COBO. Je größer die Zahlen sind, desto höher ist die Marktreife dieser Formfaktoren.

Leistung CFP8 OSFP QSFP-DD COBO
Volumen 1 2 3 4
Stromverbrauch 3 2 1 4
Kosten 1 3 4 2
Laufzeit 4 3 2 1
Kompatibilität 3 2 4 1
Schwierigkeiten bei Betrieb und Wartung 2 3 4 1
Gesamtbewertung 14 15 18 13

Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass die Gesamtbewertung der Formfaktoren QSFP-DD und OSFP höher ist als die der anderen Formfaktoren. Daher sind QSFP-DD und OSFP bei Glasfaserherstellern beliebter. Erstere eignen sich für Anwendungen in Rechenzentren, letztere werden häufig für Telekommunikationsanwendungen eingesetzt. Weitere Informationen über 400G-Transceiver-Typen: Wie viele 400G-Transceiver-Typen gibt es auf dem Markt?

Wird sich QSFP-DD bei 800G Ethernet durchsetzen?

QSFP-DD (QSFP56-DD) ist für Anwendungen in Rechenzentren besser geeignet als OSFP. Mit der Konzentration des Ost-West-Verkehrs im Rechenzentrum und dem zunehmenden Druck auf die interne Bandbreite des Rechenzentrums verkürzt sich allmählich die Zeitspanne zwischen der Anwendung von optischen Hochgeschwindigkeitsmodulen im Telekommunikationsmarkt und im Rechenzentrumsmarkt. Die 400G-Optik wird weit verbreitet sein. Das heißt, QSFP-DD wird vom 400G-Ethernet profitieren und eine gute Entwicklungsperspektive einleiten.

Während 400G in großem Umfang kommerziell verfügbar wird, reift die Single-Wave-100G-Technologie heran und legt den Grundstein für die Ankunft von 800G. Kürzlich hat die QSFP-DD800 Multi-Source Agreement (MSA)-Organisation die erste Version der Hardware-Spezifikation für QSFP-DD800-Transceiver veröffentlicht, die auf die Fortführung des aktuellen QSFP-DD-Formfaktors abzielt, um eine Einzelkanalrate von 100 Gbps mit 8 Kanälen der neuen Generation QSFP-DD800 zu unterstützen. Dies bedeutet auch, dass 800G weiterhin den QSFP-DD-Formfaktor verwenden könnte, um größere Vorteile und Werte für Internetdienstanbieter zu bieten.

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