200G Data Center: כיצד לבחור מודולים אופטיים QSFP56 ו-QSFP-DD?

עם ההתפתחות המהירה של תקשורת אופטית וטכנולוגיית אינטרנט, הביקוש לתעבורת נתונים ברשת גדל באופן אקספוננציאלי, ושיעור הצמיחה השנתי הממוצע של תעבורת רשת טלקום הוא גבוה כמו 50% ל 80%. על מנת להתמודד עם הביקוש הגובר להעברת נתונים, קצבי התקשורת האופטית המשיכו להתפתח מ-10G, 25G, ו-40G ל-100G המיינסטרים הנוכחי, 200G, 400G, ואפילו גבוה יותר

בהקשר הזה, הבחירה של QSFP56 ו-QSFP-DD כתקני ממשק מרכזיים להשגת מהירויות של 200G חשובה במיוחד בעת בניית מרכזי נתונים של 200G. מודול QSFP56 הוא גרסה משופרת של העיצוב המקורי QSFP+ שנועד להגביר את קצבי העברת הנתונים באמצעות אופטימיזציה, בעוד שה-QSFP-DD מציג עיצוב בעל צפיפות כפולה שמגדיל ביעילות את צפיפות היציאות ושומר על תאימות לאחור עם משפחת המוצרים של QSFP. לשניהם יתרונות ומאפיינים משלהם מבחינת ביצועים, בקרת עלויות, יעילות אנרגטית, וניהול תרמי, וביישומים מעשיים, יש צורך לבצע הערכה מקיפה ובחירה סבירה בהתאם לצרכים העסקיים הספציפיים, תוכניות הרחבה, ומגמות פיתוח עתידיות של מרכז הנתונים.

סוג חבילה של מודול אופטי של מרכז נתונים 200G

כַּיוֹם, המודולים האופטיים המיינסטרים 200G בשוק משתמשים בעיקר בשני צורות חבילה, כלומר 200G QSFP56 ו-200G QSFP-DD. ביניהם, ה-QSFP56 שוחרר רשמית ב 2017, שהוא שדרוג טכני גדול המבוסס על עיצוב המודול האופטי המוקדם מסדרת QSFP, בעוד שה-QSFP-DD נמצא בשלב המחקר והפיתוח והופיע בהדרגה. שני סוגי מקלטי המשדר נועדו לעמוד בדרישות התובעניות של תרחישי מחשוב ומרכזי נתונים בעלי ביצועים גבוהים, ולשתיהן תאימות לאחור טובה עם גרסאות QSFP קודמות, כולל QSFP28.

מותאם ליישומי Ethernet של 200G, למודול האופטי QSFP56 יש ארבעה ערוצי מקלט משדר עצמאיים, כל אחד תומך בקצב נתונים של עד 53.125 Gbps, וכתוצאה מכך קיבולת שידור כוללת של 212.5 Gbps. המודול מתאים ל-850nm, 1310נ"מ, טווחי אורכי גל CWDM או LWDM, ומשתמש בממשק MPO להעברת אותות אופטי וחיבור הממשק החשמלי באמצעות מחבר חשמלי 38 פינים. בהשוואה לדור הקודם של מוצרי QSFP, ה-QSFP56 מאמץ טכנולוגיית אפנון דיגיטלית מתקדמת של PAM4, מה שמשפר משמעותית את יעילות העברת הנתונים.

מִצַד שֵׁנִי, QSFP-DD (ארבע צפיפות כפולה ניתנת לסתימה בפורמט קטן) מקלטי משדר אופטיים עומדים בתקן IEEE802.3bs ובמפרט QSFP-DD MSA. החידוש המרכזי הוא עיצוב מבנה בעל צפיפות כפולה, מה שמגדיל את מספר ערוצי הממשק החשמלי. באופן ספציפי, ל-200G QSFP-DD יש שמונה נתיבי ממשק חשמליים עם קצב סיביות כולל של עד 212.5Gb/s. מבחינת ממשק אופטי, ניתן לבחור ממשק MPO או multi-mode duplex LC. ראוי להזכיר ש-QSFP-DD לא רק תואם לרוב גרסאות מפרט QSFP, כגון QSFP56, אבל מכיל גם שמונה ערוצים של עד 25 Gbps בממשק החשמלי שלו, באמצעות אפנון NRZ כדי להבטיח שידור אות יעיל ויציב.

השוואה בין 200G QSFP56 ו-200G QSFP-DD

בתחום מרכזי הנתונים 200G, המודולים האופטיים בצורה של QSFP56 ו-QSFP-DD מראים הבדלים משמעותיים בשימוש בטכנולוגיות אפנון דיגיטליות שונות. NRZ (אי-חזרה לאפס) היא שיטת אפנון בסיסית ונפוצה המעבירה נתונים דרך שתי רמות מתח המתאימות ללוגיקה 0 ו 1 (כְּלוֹמַר, PAM2). למרות זאת, ככל שדרישות רוחב הפס גדלו, PAM4 (אפנון משרעת דופק בארבע רמות) פותחה, המאפשר לאותות PAM4 להעביר נתונים בקצב כפול מזה של אותות NRZ מסורתיים תוך שימוש בארבע רמות מתח שונות באותה יחידת זמן: 11, 10, 01, ו 00.

היתרון העיקרי של PAM4 על פני NRZ הוא היכולת שלו להשיג קצבי נתונים גבוהים יותר. למרות זאת, בעוד ש-200G NRZ עשוי להיות נחות מעט מ-PAM4 במהירות מוחלטת, יש לו גם כמה יתרונות שאי אפשר להתעלם מהם: צריכת חשמל נמוכה יותר, חביון אות קטן, ותהליך פריסה קל יחסית. במיוחד בתרחיש החיבור בין מרכז הנתונים, הפתרון באמצעות אפנון NRZ של 200G יכול לספק פתרון חיבורי גומלין חסכוני עבור מרכז הנתונים הודות ליעילות האנרגיה האופטימלית שלו וחסכוניותו, במיוחד בסביבת היישום עם דרישות גבוהות לבקרת צריכת אנרגיה, ביצועים בזמן אמת, ותקציב מוגבל.

יתרונות ומגבלות של 200G QSFP56 לעומת. QSFP-DD

ה-QSFP56 תוכנן לענות על הצרכים של יישומי 200G, אך הארכיטקטורה הטכנית שלו אינה תומכת בשדרוג ישיר לסביבות רשת של 400G ומעלה.
בניגוד, QSFP-DD תואם הן לגרסאות קצב 200G ו-400G, ומאפשר למשתמשים לשדרג בהדרגה לפי הצורך, עם מדרגיות וגמישות רבה יותר.
מבחינת אפנון, QSFP56 משתמש בטכנולוגיית PAM4, בעוד ש-QSFP-DD משתמש בדרך כלל באפנון NRZ בהשגת קצבי 200G.
מבחינת תצורת הערוץ, QSFP56 צריך רק 4 ערוצים להשלמת העברת נתונים של 200G, שהוא יתרון יותר מבחינת עלות הסיבים ואובדן קישורים מאשר QSFP-DD, מה שמחייב 8 ערוצים.

למרות זאת, QSFP-DD מציע מספר יתרונות: עלויות תחזוקה נמוכות יותר, ביצועים גבוהים (נמוך כמו E-8 טרום-FEC ו-E-12 מאוחר יותר), צריכת חשמל נמוכה, חביון נמוך, וקלות פריסה וניהול. בנוסף, זה יכול להסתגל בצורה גמישה למפרטים מסורתיים של מהירויות שונות באמצעות פיצול, מה שמשפר את יכולת השדרוג והתאימות של הרשת, והוא תואם לאחור עם מודולים אופטיים קודמים מסדרת QSFP, כולל QSFP56, אבל לא QSFP-DD.
מבחינת המחיר, המחיר של QSFP-DD הוא בערך 15% ל 30% גבוה מזה של QSFP56. למרות שההשקעה הראשונית גבוהה, זה מקוזז בחלקו על ידי צריכת האנרגיה הנמוכה יותר וביצועי האחזור של ה-QSFP-DD בהתחשב בעלויות התפעול והתחזוקה ארוכות הטווח. ראוי גם לציין שאם ציוד הרשת הנוכחי אינו תומך בדרך כלל ב-QSFP-DD, זה עשוי להיות חסכוני יותר לבחור QSFP56, מכיוון שהוא עלול להתמודד עם לחץ עלויות גבוה בעת הגדלת קצב החיבור. למרות זאת, אם יש לך תקציב מספיק ואתה מסתכל על הרחבת רשת עתידית ואופטימיזציה של ביצועים, QSFP-DD היא בחירה טובה יותר לשדרוגים הבאים.

לגבי מוצרי 200G AOC ו-DAC, הם משמשים בדרך כלל לחיבורים ישירים בין מתגי גישה ושרתים. במיוחד ברמת החיבור הבסיסית, אנו מספקים פתרונות DAC ו-AOC מסועפים שיכולים לעמוד בדרישות מורכבות שונות מעבר ל-DAC ו-AOC מסורתיים עם חיבור ישיר. סדרת מוצרים זו מכסה שילובי תעריפים שונים מפיצול של 200G ועד 4x50G, 200G מפוצל ל-8x25G, ואפילו 200G מפוצל ל-2x100G, מתן פתרון חיבור גמיש יותר וניתן להתאמה למרכזי נתונים.