200مرکز داده G: نحوه انتخاب ماژول های نوری QSFP56 و QSFP-DD?
با توسعه سریع ارتباطات نوری و فناوری اینترنت, تقاضا برای ترافیک داده های شبکه به طور تصاعدی در حال افزایش است, و متوسط نرخ رشد سالانه ترافیک شبکه ستون فقرات مخابراتی به همان اندازه است 50% به 80%. به منظور مقابله با افزایش تقاضا برای انتقال داده ها, نرخ ارتباطات نوری از 10G به تکامل خود ادامه داده است, 25جی, و 40G به 100G جریان اصلی فعلی, 200جی, 400جی, و حتی بالاتر
در این زمینه, انتخاب QSFP56 و QSFP-DD به عنوان استانداردهای رابط کلیدی برای دستیابی به سرعت 200G به ویژه هنگام ساخت مراکز داده 200G اهمیت دارد.. ماژول QSFP56 یک نسخه بهبود یافته از طرح اصلی QSFP+ است که برای افزایش نرخ انتقال داده از طریق بهینه سازی طراحی شده است., در حالی که QSFP-DD یک طراحی با چگالی دوگانه را معرفی می کند که به طور موثر چگالی پورت را افزایش می دهد و سازگاری با خانواده محصولات QSFP را حفظ می کند.. هر دو از نظر عملکرد دارای مزایا و ویژگی های خاص خود هستند, کنترل هزینه, بهره وری انرژی, و مدیریت حرارتی, و در کاربردهای عملی, انجام یک ارزیابی جامع و انتخاب معقول با توجه به نیازهای خاص کسب و کار ضروری است, برنامه های توسعه, و روند توسعه آتی مرکز داده.
نوع بسته ماژول نوری مرکز داده 200G
در حال حاضر, جریان اصلی ماژول های نوری 200G در بازار عمدتا از دو فرم بسته استفاده می کنند, یعنی 200G QSFP56 و 200G QSFP-DD. در میان آنها, QSFP56 به طور رسمی در سال 2018 منتشر شد 2017, که یک ارتقا فنی عمده بر اساس طراحی ماژول نوری اولیه سری QSFP است, در حالی که QSFP-DD در مرحله تحقیق و توسعه است و به تدریج ظهور کرده است. هر دو نوع فرستنده گیرنده برای پاسخگویی به نیازهای محاسباتی با کارایی بالا و سناریوهای مرکز داده طراحی شده اند., و هر دو با نسخه های قبلی QSFP سازگاری خوبی دارند, از جمله QSFP28.
بهینه شده برای برنامه های اترنت 200G, ماژول نوری QSFP56 دارای چهار کانال فرستنده گیرنده مستقل است, هر کدام از نرخ داده تا سقف پشتیبانی می کنند 53.125 گیگابیت بر ثانیه, در نتیجه ظرفیت انتقال کل 212.5 گیگابیت بر ثانیه. این ماژول برای 850 نانومتر مناسب است, 1310نانومتر, محدوده طول موج CWDM یا LWDM, و از رابط MPO برای انتقال سیگنال نوری و اتصال رابط الکتریکی از طریق یک کانکتور الکتریکی 38 پین استفاده می کند.. در مقایسه با نسل قبلی محصولات QSFP, QSFP56 از فناوری مدولاسیون دیجیتال پیشرفته PAM4 استفاده می کند, که به طور قابل توجهی کارایی انتقال داده را بهبود می بخشد.
از سوی دیگر, QSFP-DD (چهار چگالی قابل اتصال چهار فرم کوچک) گیرنده های نوری با استاندارد IEEE802.3bs و مشخصات QSFP-DD MSA مطابقت دارند.. نوآوری اصلی طراحی ساختار با چگالی دوگانه است, که تعداد کانال های رابط الکتریکی را افزایش می دهد. به طور مشخص, 200G QSFP-DD دارای هشت خط رابط الکتریکی با نرخ بیت کل تا 212.5 گیگابیت بر ثانیه است.. از نظر رابط نوری, رابط LC دوبلکس MPO یا چند حالته را می توان انتخاب کرد. شایان ذکر است که QSFP-DD نه تنها با اکثر نسخه های مشخصات QSFP سازگار است., مانند QSFP56, بلکه شامل هشت کانال تا 25 گیگابیت بر ثانیه در رابط الکتریکی آن, استفاده از مدولاسیون NRZ برای اطمینان از انتقال کارآمد و پایدار سیگنال.
مقایسه 200G QSFP56 و 200G QSFP-DD
در زمینه مراکز داده 200G, ماژول های نوری در قالب QSFP56 و QSFP-DD تفاوت های قابل توجهی را در استفاده از فناوری های مختلف مدولاسیون دیجیتال نشان می دهند.. NRZ (بدون بازگشت به صفر) یک روش مدولاسیون پایه و پرکاربرد است که داده ها را از طریق دو سطح ولتاژ متناظر با منطق انتقال می دهد 0 و 1 (یعنی, PAM2). با این حال, با افزایش تقاضای پهنای باند, PAM4 (مدولاسیون دامنه پالس چهار سطحی) توسعه داده شد, که سیگنال‌های PAM4 را قادر می‌سازد تا داده‌ها را با سرعت دو برابر سیگنال‌های NRZ سنتی با استفاده از چهار سطح ولتاژ مختلف در واحد زمانی انتقال دهند.: 11, 10, 01, و 00.
مزیت اصلی PAM4 نسبت به NRZ توانایی آن در دستیابی به نرخ داده بالاتر است. با این حال, در حالی که 200G NRZ ممکن است در سرعت مطلق کمی کمتر از PAM4 باشد, همچنین دارای مزایایی است که نمی توان آنها را نادیده گرفت: مصرف برق کمتر, تأخیر سیگنال کوچک, و فرآیند استقرار نسبتا آسان. به خصوص در سناریوی اتصال درون مرکز داده, راه حل با استفاده از مدولاسیون 200G NRZ می تواند یک راه حل اتصال مقرون به صرفه برای مرکز داده به دلیل بهره وری انرژی و مقرون به صرفه بودن آن ارائه دهد., به ویژه در محیط کاربردی با نیازهای بالا برای کنترل مصرف انرژی, عملکرد زمان واقعی, و بودجه محدود.
مزایا و محدودیت های 200G QSFP56 در مقابل. QSFP-DD
QSFP56 برای رفع نیازهای برنامه های کاربردی 200G طراحی شده است, اما معماری فنی آن از ارتقای مستقیم به محیط های شبکه 400G و بالاتر پشتیبانی نمی کند.
متقابلا, QSFP-DD با هر دو نسخه نرخ 200G و 400G سازگار است, و به کاربران اجازه می دهد تا در صورت نیاز به تدریج ارتقاء دهند, با مقیاس پذیری و انعطاف پذیری بیشتر.
از نظر مدولاسیون, QSFP56 از فناوری PAM4 استفاده می کند, در حالی که QSFP-DD معمولاً هنگام دستیابی به نرخ 200G از مدولاسیون NRZ استفاده می کند.
از نظر پیکربندی کانال, QSFP56 فقط نیاز دارد 4 کانال هایی برای تکمیل انتقال داده 200G, که از نظر هزینه فیبر و از دست دادن پیوند نسبت به QSFP-DD سودمندتر است, که نیاز دارد 8 کانال ها.
با این حال, QSFP-DD چندین مزیت را ارائه می دهد: هزینه های نگهداری کمتر, عملکرد بالا (به اندازه E-8 pre-FEC و E-12 بعد), مصرف برق کم, زمان تاخیر کم, و سهولت استقرار و مدیریت. علاوه بر این, می تواند به طور انعطاف پذیری با مشخصات سنتی سرعت های مختلف از طریق تقسیم کردن سازگار شود, که قابلیت ارتقا و سازگاری شبکه را افزایش می دهد, و با ماژول های نوری قبلی سری QSFP سازگار است, از جمله QSFP56, اما نه QSFP-DD.
از نظر قیمت, قیمت QSFP-DD در حدود است 15% به 30% بالاتر از QSFP56. اگرچه سرمایه گذاری اولیه زیاد است, تا حدی با مصرف انرژی کمتر و عملکرد تاخیر QSFP-DD با در نظر گرفتن هزینه های عملیات طولانی مدت و نگهداری جبران می شود.. همچنین شایان ذکر است که اگر تجهیزات شبکه فعلی به طور کلی از QSFP-DD پشتیبانی نمی کند, ممکن است انتخاب QSFP56 مقرون به صرفه تر باشد, زیرا ممکن است در هنگام افزایش نرخ اتصال با فشار هزینه بالایی مواجه شود. با این حال, اگر بودجه کافی دارید و به دنبال گسترش شبکه در آینده و بهینه سازی عملکرد هستید, QSFP-DD برای ارتقاهای بعدی انتخاب بهتری است.
در مورد محصولات 200G AOC و DAC, آنها معمولاً برای اتصال مستقیم بین سوئیچ های دسترسی و سرورها استفاده می شوند. به خصوص در سطح اتصال اولیه, ما راه حل های شاخه ای DAC و AOC را ارائه می دهیم که می توانند نیازهای پیچیده مختلفی را فراتر از DAC ها و AOC های متصل مستقیم سنتی برآورده کنند.. این سری از محصولات ترکیبات نرخ متفاوتی از تقسیم 200G تا 4x50G را پوشش می دهد, 200G به 8x25G تقسیم شد, و حتی 200G به 2x100G تقسیم می شود, ارائه یک راه حل اتصال متقابل انعطاف پذیرتر و سازگارتر برای مراکز داده.
