200G Datacenter: Sådan vælger du QSFP56 og QSFP-DD optiske moduler?

Med den hurtige udvikling af optisk kommunikation og internetteknologi, efterspørgslen efter netværksdatatrafik vokser eksponentielt, og den gennemsnitlige årlige vækstrate for telecom-backbone-netværkstrafik er så høj som 50% til 80%. For at kunne klare den stigende efterspørgsel efter datatransmission, optiske kommunikationshastigheder er fortsat med at udvikle sig fra 10G, 25G, og 40G til det nuværende mainstream 100G, 200G, 400G, og endnu højere

I denne sammenhæng, valget af QSFP56 og QSFP-DD som nøglegrænsefladestandarder for at opnå 200G-hastigheder er særligt vigtigt, når man bygger 200G-datacentre. QSFP56-modulet er en forbedret version af det originale QSFP+-design designet til at øge dataoverførselshastighederne gennem optimering, mens QSFP-DD introducerer et dual-density design, der effektivt øger porttætheden og opretholder bagudkompatibilitet med QSFP familien af ​​produkter. Begge har deres egne fordele og egenskaber med hensyn til ydeevne, omkostningskontrol, energieffektivitet, og termisk styring, og i praktiske anvendelser, det er nødvendigt at foretage en omfattende evaluering og rimelig udvælgelse i henhold til de specifikke forretningsbehov, udvidelsesplaner, og fremtidige udviklingstendenser for datacentret.

Pakketype af 200G datacenter optisk modul

På nuværende tidspunkt, de almindelige 200G optiske moduler på markedet bruger hovedsageligt to pakkeformer, nemlig 200G QSFP56 og 200G QSFP-DD. Blandt dem, QSFP56 blev officielt udgivet i 2017, som er en større teknisk opgradering baseret på det tidlige QSFP-serie optiske moduldesign, mens QSFP-DD er i forsknings- og udviklingsstadiet og gradvist er dukket op. Begge typer transceivere er designet til at opfylde de krævende krav til højtydende computer- og datacenterscenarier, og begge har god bagudkompatibilitet med tidligere QSFP-versioner, inklusive QSFP28.

Optimeret til 200G Ethernet-applikationer, det optiske modul QSFP56 har fire uafhængige transceiverkanaler, hver understøtter en datahastighed på op til 53.125 Gbps, resulterer i en samlet transmissionskapacitet på 212.5 Gbps. Modulet er velegnet til 850nm, 1310nm, CWDM eller LWDM bølgelængdeområder, og bruger MPO-grænsefladen til optisk signaltransmission og den elektriske grænsefladeforbindelse via et 38-bens elektrisk stik. Sammenlignet med den tidligere generation af QSFP-produkter, QSFP56 anvender avanceret PAM4 digital moduleringsteknologi, hvilket forbedrer datatransmissionseffektiviteten markant.

På den anden side, QSFP-DD (Quad Small Form Factor Pluggable Double Density) optical transceivers comply with the IEEE802.3bs standard and the QSFP-DD MSA specification. The core innovation is the dual-density structure design, which increases the number of electrical interface channels. Helt konkret, the 200G QSFP-DD has eight electrical interface lanes with a total bit rate of up to 212.5Gb/s. In terms of optical interface, MPO or multi-mode duplex LC interface can be selected. It is worth mentioning that QSFP-DD is not only compatible with most QSFP specification versions, such as QSFP56, but also contains eight channels of up to 25 Gbps in its electrical interface, using NRZ modulation to ensure efficient and stable signal transmission.

Comparison of 200G QSFP56 and 200G QSFP-DD

In the field of 200G data centers, de optiske moduler i form af QSFP56 og QSFP-DD viser betydelige forskelle i brugen af ​​forskellige digitale moduleringsteknologier. NRZ (Ikke-retur-til-nul) er en grundlæggende og meget brugt modulationsmetode, der transmitterer data gennem to spændingsniveauer svarende til logik 0 og 1 (dvs., PAM2). Imidlertid, efterhånden som båndbreddekravene voksede, PAM4 (Fire-niveau pulsamplitudemodulation) blev udviklet, som gør det muligt for PAM4-signaler at transmittere data med dobbelt så høj hastighed som traditionelle NRZ-signaler ved brug af fire forskellige spændingsniveauer i samme tidsenhed: 11, 10, 01, og 00.

Den største fordel ved PAM4 i forhold til NRZ er dens evne til at opnå højere datahastigheder. Imidlertid, mens 200G NRZ kan være lidt ringere end PAM4 i absolut hastighed, det har også nogle fordele, som ikke kan ignoreres: lavere strømforbrug, lille signalforsinkelse, og relativt nem implementeringsproces. Især i scenariet for inter-datacenter-sammenkobling, løsningen med 200G NRZ-modulation kan give en omkostningseffektiv sammenkoblingsløsning til datacentret på grund af dets optimerede energieffektivitet og omkostningseffektivitet, især i applikationsmiljøer med høje krav til energiforbrugskontrol, præstation i realtid, og begrænset budget.

Fordele og begrænsninger ved 200G QSFP56 vs. QSFP-DD

QSFP56 er designet til at opfylde behovene for 200G-applikationer, men dens tekniske arkitektur understøtter ikke direkte opgradering til 400G og højere netværksmiljøer.
I modsætning hertil, QSFP-DD er kompatibel med både 200G- og 400G-hastighedsversioner, og giver brugerne mulighed for gradvist at opgradere efter behov, med større skalerbarhed og fleksibilitet.
Med hensyn til modulering, QSFP56 bruger PAM4-teknologi, mens QSFP-DD normalt bruger NRZ-modulation, når der opnås 200G-hastigheder.
Med hensyn til kanalkonfiguration, QSFP56 behøver kun 4 kanaler for at fuldføre 200G datatransmission, hvilket er mere fordelagtigt i forhold til fiberomkostninger og linktab end QSFP-DD, som kræver 8 kanaler.

Imidlertid, QSFP-DD tilbyder en række fordele: lavere vedligeholdelsesomkostninger, Høj ydeevne (så lavt som E-8 pre-FEC og E-12 senere), lavt strømforbrug, lav latenstid, og nem implementering og administration. Ud over, den kan fleksibelt tilpasse sig traditionelle specifikationer for forskellige hastigheder gennem opdeling, hvilket forbedrer netværksopgraderingsmuligheder og kompatibilitet, og er bagudkompatibel med tidligere optiske moduler i QSFP-serien, inklusive QSFP56, men ikke QSFP-DD.
Prismæssigt, prisen på QSFP-DD er ca 15% til 30% højere end QSFP56. Selvom den oprindelige investering er høj, det opvejes delvist af QSFP-DD'ens lavere energiforbrug og latensydelse i betragtning af de langsigtede drifts- og vedligeholdelsesomkostninger. Det er også værd at bemærke, at hvis det nuværende netværksudstyr generelt ikke understøtter QSFP-DD, det kan være mere omkostningseffektivt at vælge QSFP56, da det kan blive udsat for et højt omkostningspres ved forøgelse af tilslutningshastigheden. Imidlertid, hvis du har et tilstrækkeligt budget og kigger på fremtidig netværksudvidelse og ydeevneoptimering, QSFP-DD er et bedre valg til efterfølgende opgraderinger.

Hvad angår 200G AOC og DAC-produkter, de bruges normalt til direkte forbindelser mellem adgangsswitches og servere. Især på det grundlæggende sammenkoblingsniveau, vi leverer forgrenede DAC- og AOC-løsninger, der kan opfylde forskellige komplekse krav ud over traditionelle direkte tilsluttede DAC'er og AOC'er. Denne serie af produkter dækker forskellige satskombinationer fra 200G split til 4x50G, 200G opdelt til 8x25G, og endda 200G opdelt til 2x100G, at levere en mere fleksibel og tilpasningsdygtig sammenkoblingsløsning til datacentre.