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Wie viel wissen Sie über QSFP56?

Howard

Übersetzer*in Felix
19. Januar 2021

In den letzten Jahren haben sich mit dem Wachstum neuer Technologien und Hochgeschwindigkeitsverbindungen verschiedene optische Modul-Formfaktortypen herausgebildet, unter denen QSFP56 als Mitglied der QSFP-Familie eine Lösung für 200G-Anwendungen darstellt. Worin genau bestehen die Unterschiede zwischen QSFP56 und anderen Formfaktoren der QSFP-Familie? Ist QSFP56 das gleiche wie QSFP56-DD? Die Antworten finden Sie in diesem Artikel.

Abbildung 1: Transceiver-Formfaktor

QSFP56 - Formenfaktor für 200G-Transceiver

Um zu verdeutlichen, was QSFP56 ist, lassen Sie uns zunächst einen Blick auf den QSFP-Formfaktor werfen. Quad Small Form-Factor Pluggable (QSFP) wurde nach dem SFP entwickelt und sollte ursprünglich die einkanaligen SFPs durch optische Module mit hoher Packungsdichte ersetzen. Da es vier Lanes für bis zu 4 Wellenlängen bezeichnet, bietet es eine höhere Bandbreitenkapazität im Vergleich zu den SFP-Modulen.

Entwickelt auf der Basis von QSFP, entstanden 40G QSFP+ und dann 100G QSFP28 für High-Density-Anwendungen. Mit der Zunahme des Datenverkehrs in Rechenzentren und fortschrittlichen Netzwerkanwendungen ist der Markt dringend auf eine allgemeine Verfügbarkeit von höheren Geschwindigkeiten angewiesen. Es gibt weitere Ergänzungen zu den Formfaktoren der QSFP-Familie, wie 200G QSFP56 und 400G QSFP56-DD.

Abbildung 2: Typen von QSFP-Formfaktoren

Als Weiterentwicklung der bisherigen 40G QSFP+ und 100G QSFP28 ist der Quad 50 Gigabits Small Form-factor Pluggable (QSFP56) für 200G Ethernet konzipiert. QSFP56 bezeichnet 4 x 50 bis 56Gb/s in einem QSFP-Formfaktor. Der Einfachheit halber kann es manchmal auch als 200G QSFP bezeichnet werden. QSFP56 optische Module ähneln den QSFP-Modulen in Bezug auf Größe und Formfaktor. Klassifiziert nach der Entfernung, können QSFP56-Module in QSFP56 CR, SR, DR, FR, LR unterteilt werden, die unterschiedliche Übertragungsdistanzen über eine Singlemode-Faser (SMF) oder Multimode-Faser (MMF) ermöglichen.

Im Allgemeinen können zwei QSFP56-Module mit einer SMF oder MMF verwendet werden, um eine 200G-Verbindung zu realisieren. QSFP56 AOC/DACs sind auch eine Möglichkeit, einen 200G-Link zu realisieren, indem QSFP56-Ports an zwei Geräten in einem vereinfachten Linking-Prozess verbunden werden. Zur Überbrückung von 200G-QSFP56-Ports mit anderen Geschwindigkeiten gibt es 200G-QSFP56-zu-2x100G-QSFP28-Breakout-Kabel und 200G-QSFP56-zu-4x50G-SFP56-Breakout-Kabel, um 2x100G- oder 4x50G-Verbindungen zu realisieren.

QSFP56 vs. QSFP28 vs. QSFP+

Von ihrer Branchenbezeichnung her gesehen sind QSFP56, QSFP28 und QSFP+ sehr ähnlich, da sie den gleichen QSFP-Formfaktor haben, wie ihr Postfix zeigt; und sie haben die gleiche Größe. Allerdings sind ihre Rechenzentrums- und Konnektivitätsfähigkeiten unterschiedlich. Nachfolgend finden Sie eine Tabelle mit den grundlegenden Parametern von QSFP56, QSFP28 und QSFP+.

Branchenbezeichnung Jahr Abgekürzt für Anzahl der Elektrischen Lanes Anzahl der Optischen Lanes Bitrate/Lane Modulation Line Rates
QSFP+ 2013 Quad Small Form-factor Pluggable Plus 4 4 10Gbps NRZ 40G
QSFP28 2016 Quad Small Form-factor Pluggable 28 4 4 25Gbps NRZ 100G
QSFP56 2017 Quad 50 Gigabits Small Form-factor Pluggable 4 4 50Gbps PAM4 200G

In der Vergleichstabelle ist deutlich zu erkennen, dass der Formfaktor QSFP56 im Vergleich zu QSFP+ und QSFP28 eine höhere Netzwerkgeschwindigkeit als 200G QSFP mit 4×50G Kanälen bietet. QSFP+ ist eine Weiterentwicklung von QSFP und unterstützt 4×10G-Kanäle für 10G-Ethernet, 10G-Glasfaserkanäle oder QDR-InfiniBand. Das Konzept des Multiplexens von vier Lanes zur Erhöhung der Bandbreite wurde eingeführt und kann Leitungsraten von 40Gbps bei 10GBaud NRZ pro Lane verarbeiten. QSFP28 unterstützt 4×25G-Kanäle und enthält wie QSFP+ einen optischen Sender mit 4 Lanes und einen optischen Empfänger mit 4 Lanes.

Die wichtigste Änderung von QSFP+ und QSFP28 zu QSFP56 ist, dass QSFP56 den Wechsel von NRZ-Kodierung zu PAM4-Kodierung vollzogen hat. Obwohl QSFP56 immer noch 4 Lanes wie QSFP28 verwendet, wurde die Modulation auf 50G pro Kanal verdoppelt, was mehr Daten auf der vorhandenen Faser ermöglicht und dementsprechend besser für Hyper-Scale-Rechenzentrumsnetzwerke geeignet ist.

Umstellung von QSFP56 auf QSFP56-DD (400G QSFP-DD)

Mit dem rasanten Wachstum von Rechenzentren drängt die steigende Nachfrage nach Datenvolumen die Netzwerkkomponenten dazu, höhere Bandbreiten und höhere Dichten zu unterstützen. Die neueste Iteration des Formfaktors optischer Module ist der Wechsel von QSFP56 zu QSFP56-DD, der auch als 400G QSFP-DD bezeichnet wird. DD bezieht sich hier auf die doppelte Dichte und steht für das Erreichen von 400G (mit 50G PAM4) durch Verdoppelung der Datenlanes von QSFP56, von 4 Lanes auf 8 Lanes.

Obwohl QSFP56-DD die doppelte Dichte hat, ist die Größe ähnlich wie bei QSFP56. Der 400G QSFP56-DD-Port ist abwärtskompatibel mit dem QSFP-Transceiver, d. h., solange der Switch QSFP56 unterstützt, kann der QSFP56-DD-Port verwendet werden. Wenn ein QSFP56-Modul in einem QSFP56-DD-Port verwendet wird, wird dieser Port für eine Datenrate von 200G anstelle von 400G konfiguriert.

Der QSFP56-DD-Formfaktor wird nun vom 400G-Markt als der 400G-Formfaktor anerkannt und erhält die größte Aufmerksamkeit. Obwohl 400G-Ethernet heutzutage als zukunftssichere Lösung für das Rechenzentrum der nächsten Generation angesehen wird, besteht für einige Unternehmen, die 200G-Ethernet einsetzen, immer noch ein Bedarf an 200G-QSFP56.

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