200G Datacenter: Hur man väljer QSFP56 och QSFP-DD optiska moduler?

Med den snabba utvecklingen av optisk kommunikation och internetteknik, efterfrågan på nätverksdatatrafik växer exponentiellt, och den genomsnittliga årliga tillväxttakten för telekomtrafikens stamnätstrafik är så hög som 50% till 80%. För att klara av den ökande efterfrågan på dataöverföring, optiska kommunikationshastigheter har fortsatt att utvecklas från 10G, 25G, och 40G till nuvarande mainstream 100G, 200G, 400G, och ännu högre

I detta sammanhang, valet av QSFP56 och QSFP-DD som nyckelgränssnittsstandarder för att uppnå 200G-hastigheter är särskilt viktigt när man bygger 200G-datacenter. QSFP56-modulen är en förbättrad version av den ursprungliga QSFP+-designen designad för att öka dataöverföringshastigheterna genom optimering, medan QSFP-DD introducerar en design med dubbla densitet som effektivt ökar portdensiteten och bibehåller bakåtkompatibilitet med QSFP-produktfamiljen. Båda har sina egna fördelar och egenskaper när det gäller prestanda, kostnadskontroll, energieffektivitet, och värmehantering, och i praktiska tillämpningar, det är nödvändigt att göra en omfattande utvärdering och rimligt urval enligt de specifika affärsbehoven, expansionsplaner, och framtida utvecklingstrender för datacentret.

Pakettyp av 200G datacenter optisk modul

För närvarande, de vanliga optiska 200G-modulerna på marknaden använder huvudsakligen två förpackningsformer, nämligen 200G QSFP56 och 200G QSFP-DD. Bland dem, QSFP56 släpptes officiellt i 2017, vilket är en stor teknisk uppgradering baserad på den tidiga QSFP-seriens optiska moduldesign, medan QSFP-DD befinner sig på forsknings- och utvecklingsstadiet och gradvis har vuxit fram. Båda typerna av transceivrar är designade för att möta de krävande kraven på högpresterande datorer och datacenterscenarier, och båda har god bakåtkompatibilitet med tidigare QSFP-versioner, inklusive QSFP28.

Optimerad för 200G Ethernet-applikationer, den optiska modulen QSFP56 har fyra oberoende transceiverkanaler, var och en stöder en datahastighet på upp till 53.125 Gbps, vilket resulterar i en total överföringskapacitet på 212.5 Gbps. Modulen är lämplig för 850nm, 1310nm, CWDM eller LWDM våglängdsområden, och använder MPO-gränssnittet för optisk signalöverföring och den elektriska gränssnittsanslutningen via en 38-stifts elektrisk kontakt. Jämfört med föregående generation av QSFP-produkter, QSFP56 använder avancerad PAM4 digital moduleringsteknik, vilket avsevärt förbättrar dataöverföringseffektiviteten.

Å andra sidan, QSFP-DD (Quad Small Form Factor Pluggbar dubbeldensitet) optiska transceivrar överensstämmer med standarden IEEE802.3bs och QSFP-DD MSA-specifikationen. Kärninnovationen är strukturdesignen med dubbla densitet, vilket ökar antalet elektriska gränssnittskanaler. Specifikt, 200G QSFP-DD har åtta elektriska gränssnittsbanor med en total bithastighet på upp till 212,5 Gb/s. När det gäller optiskt gränssnitt, MPO eller multi-mode duplex LC-gränssnitt kan väljas. Det är värt att nämna att QSFP-DD inte bara är kompatibel med de flesta versioner av QSFP-specifikationer, som QSFP56, men innehåller även åtta kanaler på upp till 25 Gbps i sitt elektriska gränssnitt, använder NRZ-modulering för att säkerställa effektiv och stabil signalöverföring.

Jämförelse av 200G QSFP56 och 200G QSFP-DD

Inom området 200G datacenter, de optiska modulerna i form av QSFP56 och QSFP-DD visar betydande skillnader i användningen av olika digitala moduleringsteknologier. NRZ (Non-Return-to-Zero) är en grundläggande och allmänt använd moduleringsmetod som överför data genom två spänningsnivåer motsvarande logik 0 och 1 (dvs., PAM2). dock, i takt med att kraven på bandbredd ökade, PAM4 (Pulsamplitudmodulering med fyra nivåer) utvecklades, som gör det möjligt för PAM4-signaler att överföra data med dubbelt så hög hastighet som traditionella NRZ-signaler med fyra olika spänningsnivåer i samma tidsenhet: 11, 10, 01, och 00.

Den största fördelen med PAM4 jämfört med NRZ är dess förmåga att uppnå högre datahastigheter. dock, medan 200G NRZ kan vara något sämre än PAM4 i absolut hastighet, det har också några fördelar som inte kan ignoreras: lägre strömförbrukning, liten signallatens, och relativt enkel implementeringsprocess. Särskilt i scenariot för sammankoppling av datacenter inom datacenter, lösningen som använder 200G NRZ-modulering kan ge en kostnadseffektiv sammankopplingslösning för datacentret på grund av dess optimerade energieffektivitet och kostnadseffektivitet, speciellt i applikationsmiljöer med höga krav på energiförbrukningskontroll, realtidsprestanda, och begränsad budget.

Fördelar och begränsningar med 200G QSFP56 vs. QSFP-DD

QSFP56 är designad för att möta behoven hos 200G-applikationer, men dess tekniska arkitektur stöder inte direkt uppgradering till 400G och högre nätverksmiljöer.
I kontrast, QSFP-DD är kompatibel med både 200G och 400G hastighetsversioner, och tillåter användare att gradvis uppgradera efter behov, med större skalbarhet och flexibilitet.
När det gäller modulering, QSFP56 använder PAM4-teknik, medan QSFP-DD vanligtvis använder NRZ-modulering när man uppnår 200G-hastigheter.
När det gäller kanalkonfiguration, QSFP56 behöver bara 4 kanaler för att slutföra 200G dataöverföring, vilket är mer fördelaktigt vad gäller fiberkostnad och länkförlust än QSFP-DD, som kräver 8 kanaler.

dock, QSFP-DD erbjuder ett antal fördelar: lägre underhållskostnader, hög prestanda (så lågt som E-8 pre-FEC och E-12 senare), låg energiförbrukning, låg latens, och enkel driftsättning och hantering. Dessutom, den kan flexibelt anpassa sig till traditionella specifikationer för olika hastigheter genom splittring, vilket förbättrar nätverkets uppgraderingsbarhet och kompatibilitet, och är bakåtkompatibel med tidigare optiska moduler i QSFP-serien, inklusive QSFP56, men inte QSFP-DD.
Prismässigt, priset på QSFP-DD är ca 15% till 30% högre än för QSFP56. Även om den initiala investeringen är hög, det kompenseras delvis av den lägre energiförbrukningen och latensprestandan för QSFP-DD med tanke på de långsiktiga drift- och underhållskostnaderna. Det är också värt att notera att om den nuvarande nätverksutrustningen i allmänhet inte stöder QSFP-DD, det kan vara mer kostnadseffektivt att välja QSFP56, eftersom det kan utsättas för högt kostnadstryck när anslutningshastigheten ökar. dock, om du har en tillräcklig budget och tittar på framtida nätverksexpansion och prestandaoptimering, QSFP-DD är ett bättre val för efterföljande uppgraderingar.

När det gäller 200G AOC och DAC-produkter, de används vanligtvis för direkta anslutningar mellan åtkomstväxlar och servrar. Särskilt på den grundläggande sammankopplingsnivån, we provide branched DAC and AOC solutions that can meet various complex requirements beyond traditional direct-attach DACs and AOCs. This series of products covers different rate combinations from 200G split to 4x50G, 200G split to 8x25G, and even 200G split to 2x100G, providing a more flexible and adaptable interconnection solution for data centers.