200Centro de dados G: Como escolher módulos ópticos QSFP56 e QSFP-DD?

Com o rápido desenvolvimento da comunicação óptica e da tecnologia da Internet, a demanda por tráfego de dados de rede está crescendo exponencialmente, e a taxa média anual de crescimento do tráfego da rede principal de telecomunicações é tão elevada quanto 50% para 80%. Para fazer face à crescente procura de transmissão de dados, as taxas de comunicação óptica continuaram a evoluir de 10G, 25G, e 40G para o atual 100G convencional, 200G, 400G, e ainda mais alto

Nesse contexto, a seleção de QSFP56 e QSFP-DD como principais padrões de interface para atingir velocidades de 200G é particularmente importante na construção de data centers de 200G. O módulo QSFP56 é uma versão melhorada do design original QSFP+ projetado para aumentar as taxas de transferência de dados através da otimização, enquanto o QSFP-DD apresenta um design de densidade dupla que aumenta efetivamente a densidade da porta e mantém a compatibilidade retroativa com a família de produtos QSFP. Ambos têm vantagens e características próprias em termos de desempenho, controle de custo, eficiência energética, e gerenciamento térmico, e em aplicações práticas, é necessário realizar uma avaliação abrangente e uma seleção razoável de acordo com as necessidades específicas do negócio, planos de expansão, e tendências futuras de desenvolvimento do data center.

Tipo de pacote de módulo óptico de data center 200G

Atualmente, os principais módulos ópticos 200G no mercado usam principalmente dois formatos de pacote, ou seja, 200G QSFP56 e 200G QSFP-DD. Entre eles, o QSFP56 foi lançado oficialmente em 2017, que é uma grande atualização técnica baseada no design do módulo óptico da série QSFP, enquanto o QSFP-DD está em fase de pesquisa e desenvolvimento e tem surgido gradualmente. Ambos os tipos de transceptores são projetados para atender aos exigentes requisitos de computação de alto desempenho e cenários de data center, e ambos têm boa compatibilidade retroativa com versões anteriores do QSFP, incluindo QSFP28.

Otimizado para aplicações Ethernet 200G, o módulo óptico QSFP56 possui quatro canais transceptores independentes, cada um suportando uma taxa de dados de até 53.125 Gbps, resultando em uma capacidade total de transmissão de 212.5 Gbps. O módulo é adequado para 850nm, 1310nm, Faixas de comprimento de onda CWDM ou LWDM, e usa a interface MPO para transmissão de sinal óptico e a conexão da interface elétrica através de um conector elétrico de 38 pinos. Comparado com a geração anterior de produtos QSFP, o QSFP56 adota tecnologia avançada de modulação digital PAM4, o que melhora significativamente a eficiência da transmissão de dados.

Por outro lado, QSFP-DD (Quad Small Form Factor Plugável Dupla Densidade) transceptores ópticos estão em conformidade com o padrão IEEE802.3bs e a especificação QSFP-DD MSA. A principal inovação é o design da estrutura de dupla densidade, o que aumenta o número de canais de interface elétrica. Especificamente, o 200G QSFP-DD possui oito pistas de interface elétrica com uma taxa de bits total de até 212,5 Gb/s. Em termos de interface óptica, Interface MPO ou LC duplex multimodo pode ser selecionada. Vale ressaltar que o QSFP-DD não é compatível apenas com a maioria das versões de especificação QSFP, como QSFP56, mas também contém oito canais de até 25 Gbps em sua interface elétrica, usando modulação NRZ para garantir transmissão de sinal eficiente e estável.

Comparação de 200G QSFP56 e 200G QSFP-DD

No campo dos data centers 200G, os módulos ópticos na forma de QSFP56 e QSFP-DD apresentam diferenças significativas no uso de diferentes tecnologias de modulação digital. NRZ (Não retorno a zero) é um método de modulação básico e amplamente utilizado que transmite dados através de dois níveis de tensão correspondentes à lógica 0 e 1 (ou seja, POR QUE2). No entanto, à medida que as demandas por largura de banda cresciam, PAM4 (Modulação de amplitude de pulso de quatro níveis) foi desenvolvido, que permite que os sinais PAM4 transmitam dados com o dobro da taxa dos sinais NRZ tradicionais, usando quatro níveis de tensão diferentes na mesma unidade de tempo: 11, 10, 01, e 00.

A principal vantagem do PAM4 sobre o NRZ é a sua capacidade de atingir taxas de dados mais altas. No entanto, enquanto 200G NRZ pode ser ligeiramente inferior ao PAM4 em velocidade absoluta, também tem algumas vantagens que não podem ser ignoradas: menor consumo de energia, pequena latência de sinal, e processo de implantação relativamente fácil. Especialmente no cenário de interconexão intra-data center, a solução que utiliza modulação 200G NRZ pode fornecer uma solução de interconexão econômica para o data center devido à sua eficiência energética e economia otimizadas, especialmente no ambiente de aplicação com altos requisitos de controle de consumo de energia, desempenho em tempo real, e orçamento limitado.

Vantagens e limitações de 200G QSFP56 vs.. QSFP-DD

O QSFP56 foi projetado para atender às necessidades de aplicações 200G, mas sua arquitetura técnica não suporta atualização direta para ambientes de rede 400G e superiores.
Em contraste, QSFP-DD é compatível com versões de taxa 200G e 400G, e permite que os usuários atualizem gradualmente conforme necessário, com maior escalabilidade e flexibilidade.
Em termos de modulação, QSFP56 usa tecnologia PAM4, enquanto QSFP-DD geralmente usa modulação NRZ ao atingir taxas de 200G.
Em termos de configuração de canal, QSFP56 só precisa 4 canais para completar a transmissão de dados 200G, que é mais vantajoso em termos de custo de fibra e perda de link do que QSFP-DD, o que exige 8 canais.

No entanto, QSFP-DD oferece uma série de vantagens: menores custos de manutenção, alta performance (tão baixo quanto E-8 pré-FEC e E-12 depois), Baixo consumo de energia, baixa latência, e facilidade de implantação e gerenciamento. Além disso, ele pode se adaptar de forma flexível às especificações tradicionais de diferentes velocidades através da divisão, que melhora a capacidade de atualização e compatibilidade da rede, e é compatível com versões anteriores de módulos ópticos da série QSFP anteriores, incluindo QSFP56, mas não QSFP-DD.
Em termos de preço, o preço do QSFP-DD é sobre 15% para 30% superior ao de QSFP56. Embora o investimento inicial seja alto, é parcialmente compensado pelo menor consumo de energia e desempenho de latência do QSFP-DD, considerando os custos de operação e manutenção de longo prazo. Também vale a pena notar que se o equipamento de rede atual geralmente não suporta QSFP-DD, pode ser mais econômico escolher QSFP56, pois pode enfrentar alta pressão de custos ao aumentar a taxa de conexão. No entanto, se você tiver um orçamento suficiente e estiver pensando em expansão futura da rede e otimização de desempenho, QSFP-DD é a melhor escolha para atualizações subsequentes.

Quanto aos produtos 200G AOC e DAC, eles geralmente são usados ​​para conexões diretas entre switches de acesso e servidores. Especialmente no nível básico de interconexão, fornecemos soluções DAC e AOC ramificadas que podem atender a vários requisitos complexos além dos tradicionais DACs e AOCs de conexão direta. Esta série de produtos cobre diferentes combinações de taxas, desde 200G dividido até 4x50G, 200G dividido para 8x25G, e até 200G divididos em 2x100G, fornecendo uma solução de interconexão mais flexível e adaptável para data centers.