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QSFP-DD封裝有何優勢?800G光模組是否會沿用QSFP-DD封裝?

發佈於 2020年10月16日 by
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QSFP-DD作為400G光學器件最小尺寸的封裝,可提供較高的端口密度,且可向後兼容QSFP+/QSFP28封裝,備受供應商熱捧。如今,不少供應商紛紛都推出了400G QSFP-DD產品,如400G QSFP-DD光模組400G QSFP-DD DAC/AOC等。那麼您對QSFP-DD封裝了解多少?本文將帶您重新認識QSFP-DD封裝,了解它與QSFP+/QSFP28/QSFP56以及OSFP/CFP8/COBO封裝的區別。

QSFP-DD封裝概述

QSFP-DD(也稱QSFP56-DD)即雙密度四通道小型可插拔封裝,是一種新型高速可插拔模塊的封裝,符合IEEE802.3bs和QSFP-DD MSA標準。該封裝的電氣接口擁有8通道,通過NRZ調製技術每通道的數據速率可達25Gb/s,實現200G的網絡傳輸;通過PAM4調製技術每通道的數據速率可高達50Gb/s,實現400G的網絡傳輸,適用於高性能計算數據中心、雲網絡。更多有關PAM4調製技術信息可訪問《400G以太網中的PAM4是什麼?與NRZ有什麼區別?》。

QSFP-DD優勢表現在以下方面:

  • 具備向後兼容性,可兼容QSFP+/QSFP28/QSFP56等QSFP封裝;

  • 採用2×1堆疊式集成籠和連接器,可支持單高和雙高籠式連接器系統;

  • 採用SMT連接器和1xN保持架,籠式設計和光模組外殼優化可實現每個模塊至少12瓦的熱容。而更高的熱容能夠降低光模組對散熱功能要求,從而減少了一些不必要的成本。

  • 在設計QSFP-DD時MSA工作小組充分考慮到用戶使用的靈活性,採用了ASIC設計,支持多種接口速率,可向後兼容(兼容QSFP+/QSFP28),從而降低端口成本和設備部署成本。

QSFP-DD 400G光模組

總而言之,QSFP-DD是一種高速、小型、可插拔且低功耗的封裝,它將會成為400G的主流封裝之一。那麼QSFP-DD與以往的QSFP+/QSFP28/QSFP56有何區別?又與OSFP/CFP8/COBO等其他400G封裝有何區別呢?

QSFP-DD與QSFP+/QSFP28/QSFP56的區別

雖然QSFP-DD與QSFP+/QSFP28/QSFP56同屬於QSFP封裝,尺寸相同,但他們之間仍然存在着一些差異性,那麼他們到底有何區別呢?

結構

在結構上,QSFP-DD與QSFP+/QSFP28/QSFP56在主板機械接口的深度、電氣接口的通道數以及集成電路數上存在着些許差異。具體如下:

  • 主板機械接口深度——MSA小組人員在設計QSFP-DD時,為了讓QSFP-DD與QSFP+/QSFP28/QSFP56擁有相同的端口密度,且能夠容納額外的一排觸點,主板上的機械接口比QSFP+/QSFP28/QSFP56的稍微深一點。

  • 電氣接口的通道數——由上可知,QSFP-DD封裝配備8通道電氣接口,相對於4通道電氣接口的QSFP+/QSFP28/QSFP56封裝而言,電氣接口的通道數翻倍,這也歸功於QSFP-DD封裝有一排額外的觸點。

  • 集成電路數——雖然QSFP-DD與QSFP+/QSFP28/QSFP56的尺寸相同,但由於QSFP-DD擁有8通道電氣接口,因此相對於4通道電氣接口的QSFP+/QSFP28/QSFP56而言,其集成電路數(即ASIC)及密度提升一倍。

帶寬&應用

由上可知,QSFP-DD的最大帶寬可達400Gbps,而QSFP+/QSFP28/QSFP56最大帶寬分別只能達到40Gbps/100Gbps/200Gbps,QSFP-DD遠遠高於QSFP+/QSFP28/QSFP56。也正因如此,QSFP-DD一般作為400G光模組和400G高速線纜(即DAC和AOC)的封裝,用於400G數據中心互連,解決數據中心之間的海量數據高速遷移問題;而QSFP+/QSFP28/QSFP56則分別用於40G/100G/200G光模組和高速線纜的封裝,用於40G/100G/200G網絡互連。

兼容性

QSFP-DD具備向後兼容性,支持現有QSFP+/QSFP28/QSFP56封裝的模塊或連接器插入到QSFP-DD的端口上;但QSFP+/QSFP28/QSFP56端口上卻不能支持使用QSFP-DD封裝的模塊或連接器。

封裝類型 QSFP-DD QSFP56 QSFP28 QSFP+
年份 2016 2018 2016 2010
電氣通道數 8 4 4 4
單通道速率 25Gbps/50Gbps 50Gbps 25Gbps 10Gbps
調製技術 NRZ/PAM4 PAM4 NRZ NRZ
兼容性 QSFP+/QSFP28/QSFP56 QSFP+/QSFP28 QSFP+ -

簡而言之,QSFP-DD封裝在延續以往封裝優勢的基礎上進行了技術升級,提高了帶寬,更能滿足了大帶寬網絡應用。與此同時,向後兼容性,可有效減少了設備的更換,節省網絡升級成本。

QSFP-DD與OSFP/CFP8/COBO的區別

雖然QSFP-DD(QSFP56-DD)與OSFP/CFP8/COBO都是400G封裝,但這四種400G封裝存在着一定優劣勢,如下:

  • QSFP-DD——由上可知,該封裝可與現有的QSFP+/QSFP28兼容,尺寸小,維護便捷。

  • OSFP——該封裝也是採用8通道電氣接口,每通道的數據速率為50Gbps,自帶散熱器,可很大程度上提高散熱性能;但新的接口標準,與現有的光電接口不兼容,比QSFP-DD的尺寸略大,需要更大面積的印刷電路板(PCB),功耗高。

  • CFP8——相當於是對CFP4的高速演進版,其電氣接口的通道可為8通道也可為16通道(16通道居多),可快速投入市場,適用於電信回傳;但成本較高,尺寸和功耗大。

  • COBO——與上述封裝不同的是,它將光模組放置在PCB板中,不受限前面板的接口密度,且可利用主板散熱,散熱好,尺寸小;但不支持熱插拔,後期維護較難。

性能優勢 CFP8 OSFP QSFP-DD COBO
體積 1 2 3 4
功耗 3 2 1 4
成本 1 3 4 2
成熟度 4 3 2 1
兼容性 3 2 4 1
運維難度 2 3 4 1
綜合得分 14 15 18 13

也正因如此,QSFP-DD和OSFP成為了大多數供應商優先選擇的封裝技術。只不過,QSFP-DD更適用於數據中心的應用,而OSFP封裝更適用於電信應用。更多相關封裝的400G光模組信息可訪問《400G光模組類型有哪些?》

QSFP-DD仍會是800G的主流封裝嗎?

由上可知,相對於OSFP而言,QSFP-DD(QSFP56-DD)更適用於數據中心的應用。隨着東西向流量在數據中心集聚,數據中心內部帶寬壓力不斷增長,促使着高速光模組在電信市場和數通市場的應用時間差距逐漸縮短,400G將率先在數據中心市場大規模應用,也就是說,QSFP-DD將受益於此首先迎來良好的發展前景。如今,400G開始迎來了發展黃金期,各大廠商紛紛推出QSFP-DD光模組/DAC/AOC,搶佔市場。

400G光模組市場

隨着400G大規模商用勢必會推動單波100G技術走向成熟,這也為800G的到來奠定了一定基礎(更多關於800G的詳情可訪問《800G以太網強勢來襲:你準備好了嗎?》)。前不久,QSFP-DD800多源協議(MSA)組織發布了第一版QSFP-DD800收發器硬件規範,該規範致力於延續當前QSFP-DD封裝支持單通道速率為100Gbps的8通道的新一代QSFP-DD800,這也意味着800G仍然將沿用QSFP-DD,為網絡運營商帶來更大的成本優勢及商業價值。

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