200จี ดาต้า เซ็นเตอร์: วิธีเลือกโมดูลออปติคัล QSFP56 และ QSFP-DD?

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของการสื่อสารด้วยแสงและเทคโนโลยีอินเทอร์เน็ต, ความต้องการการรับส่งข้อมูลเครือข่ายเพิ่มขึ้นอย่างมาก, และอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีของการรับส่งข้อมูลเครือข่ายแกนหลักโทรคมนาคมก็สูงเช่นกัน 50% ถึง 80%. เพื่อรับมือกับความต้องการรับส่งข้อมูลที่เพิ่มขึ้น, อัตราการสื่อสารด้วยแสงมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องจาก 10G, 25ช, และ 40G สู่ 100G กระแสหลักในปัจจุบัน, 200ช, 400ช, และสูงกว่านั้นอีก

ในบริบทนี้, การเลือก QSFP56 และ QSFP-DD เป็นมาตรฐานอินเทอร์เฟซหลักเพื่อให้ได้ความเร็ว 200G มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อสร้างศูนย์ข้อมูล 200G. โมดูล QSFP56 เป็นเวอร์ชันปรับปรุงของการออกแบบ QSFP+ ดั้งเดิมที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่มอัตราการถ่ายโอนข้อมูลผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพ, ในขณะที่ QSFP-DD นำเสนอการออกแบบความหนาแน่นแบบคู่ที่เพิ่มความหนาแน่นของพอร์ตได้อย่างมีประสิทธิภาพ และรักษาความเข้ากันได้แบบย้อนหลังกับกลุ่มผลิตภัณฑ์ QSFP. ทั้งสองมีข้อดีและลักษณะเฉพาะในแง่ของประสิทธิภาพ, การควบคุมต้นทุน, ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน, และการจัดการความร้อน, และในการใช้งานจริง, มีความจำเป็นต้องดำเนินการประเมินที่ครอบคลุมและคัดเลือกอย่างสมเหตุสมผลตามความต้องการทางธุรกิจเฉพาะ, แผนการขยายตัว, และแนวโน้มการพัฒนาศูนย์ข้อมูลในอนาคต.

ประเภทแพ็คเกจของโมดูลออปติคัลศูนย์ข้อมูล 200G

ในปัจจุบัน, โมดูลออปติคัล 200G กระแสหลักในตลาดส่วนใหญ่ใช้รูปแบบแพ็คเกจสองแบบ, คือ 200G QSFP56 และ 200G QSFP-DD. ในหมู่พวกเขา, QSFP56 เปิดตัวอย่างเป็นทางการแล้วใน 2017, ซึ่งเป็นการอัพเกรดทางเทคนิคที่สำคัญโดยอิงจากการออกแบบโมดูลออปติคัลซีรีส์ QSFP รุ่นแรกๆ, ในขณะที่ QSFP-DD อยู่ในขั้นตอนการวิจัยและพัฒนาและค่อยๆ เกิดขึ้น. ตัวรับส่งสัญญาณทั้งสองประเภทได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการด้านการประมวลผลประสิทธิภาพสูงและสถานการณ์ศูนย์ข้อมูล, และทั้งสองมีความเข้ากันได้ดีแบบย้อนหลังกับเวอร์ชัน QSFP รุ่นก่อนหน้า, รวมถึง QSFP28.

ปรับให้เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันอีเธอร์เน็ต 200G, โมดูลออปติคัล QSFP56 มีช่องรับส่งสัญญาณอิสระสี่ช่อง, แต่ละอันรองรับอัตราข้อมูลสูงสุด 53.125 Gbps, ส่งผลให้มีความสามารถในการรับส่งข้อมูลรวมอยู่ที่ 212.5 Gbps. โมดูลนี้เหมาะสำหรับ 850nm, 1310นาโนเมตร, ช่วงความยาวคลื่น CWDM หรือ LWDM, และใช้อินเทอร์เฟซ MPO ในการส่งสัญญาณแสงและการเชื่อมต่ออินเทอร์เฟซทางไฟฟ้าผ่านขั้วต่อไฟฟ้า 38 พิน. เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ QSFP รุ่นก่อนหน้า, QSFP56 ใช้เทคโนโลยีการปรับสัญญาณดิจิทัล PAM4 ขั้นสูง, ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการรับส่งข้อมูลได้อย่างมาก.

ในทางกลับกัน, QSFP-DD (ฟอร์มแฟคเตอร์ขนาดเล็ก Quad ความหนาแน่นสองเท่าที่เสียบได้) ตัวรับส่งสัญญาณแสงเป็นไปตามมาตรฐาน IEEE802.3bs และข้อกำหนด QSFP-DD MSA. นวัตกรรมหลักคือการออกแบบโครงสร้างแบบความหนาแน่นสองเท่า, ซึ่งจะเพิ่มจำนวนช่องเชื่อมต่อทางไฟฟ้า. โดยเฉพาะ, 200G QSFP-DD มีช่องทางอินเทอร์เฟซไฟฟ้า 8 ช่องพร้อมอัตราบิตรวมสูงสุด 212.5Gb/s. ในแง่ของอินเทอร์เฟซแบบออปติคอล, สามารถเลือกอินเทอร์เฟซ MPO หรือ LC ดูเพล็กซ์หลายโหมดได้. เป็นที่น่าสังเกตว่า QSFP-DD ไม่เพียงแต่เข้ากันได้กับเวอร์ชันข้อกำหนด QSFP ส่วนใหญ่เท่านั้น, เช่น QSFP56, แต่ยังมีช่องถึง 8 ช่องถึง 25 Gbps ในอินเทอร์เฟซทางไฟฟ้า, ใช้การปรับ NRZ เพื่อให้มั่นใจในการส่งสัญญาณที่มีประสิทธิภาพและมีเสถียรภาพ.

การเปรียบเทียบ 200G QSFP56 และ 200G QSFP-DD

ในด้านศูนย์ข้อมูล 200G, โมดูลออปติคอลในรูปแบบของ QSFP56 และ QSFP-DD แสดงความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในการใช้เทคโนโลยีการปรับสัญญาณดิจิทัลที่แตกต่างกัน. NRZ (ไม่กลับเป็นศูนย์) เป็นวิธีมอดูเลชั่นพื้นฐานและใช้กันอย่างแพร่หลายในการส่งข้อมูลผ่านระดับแรงดันไฟฟ้าสองระดับที่สอดคล้องกับลอจิก 0 และ 1 (เช่น., แพม2). อย่างไรก็ตาม, เนื่องจากความต้องการแบนด์วิธเพิ่มขึ้น, แพม4 (การปรับแอมพลิจูดพัลส์สี่ระดับ) ได้รับการพัฒนา, ซึ่งช่วยให้สัญญาณ PAM4 สามารถส่งข้อมูลในอัตราสองเท่าของสัญญาณ NRZ แบบดั้งเดิมโดยใช้ระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันสี่ระดับในหน่วยเวลาเดียวกัน: 11, 10, 01, และ 00.

ข้อได้เปรียบหลักของ PAM4 เหนือ NRZ คือความสามารถในการรับอัตราข้อมูลที่สูงขึ้น. อย่างไรก็ตาม, ในขณะที่ 200G NRZ อาจด้อยกว่า PAM4 เล็กน้อยในด้านความเร็วสัมบูรณ์, แต่ก็มีข้อดีบางประการที่ไม่สามารถละเลยได้: การใช้พลังงานลดลง, เวลาแฝงของสัญญาณเล็กน้อย, และกระบวนการปรับใช้ที่ค่อนข้างง่าย. โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์การเชื่อมต่อโครงข่ายภายในศูนย์ข้อมูล, โซลูชันที่ใช้การมอดูเลต 200G NRZ สามารถมอบโซลูชันการเชื่อมต่อโครงข่ายที่คุ้มค่าสำหรับศูนย์ข้อมูล เนื่องจากประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่เหมาะสมและความคุ้มทุน, โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมการใช้งานที่มีความต้องการสูงในการควบคุมการใช้พลังงาน, ประสิทธิภาพแบบเรียลไทม์, และมีงบประมาณจำกัด.

ข้อดีและข้อจำกัดของ 200G QSFP56 เทียบกับ. QSFP-DD

QSFP56 ได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการของแอปพลิเคชัน 200G, แต่สถาปัตยกรรมทางเทคนิคไม่รองรับการอัพเกรดโดยตรงเป็น 400G และสภาพแวดล้อมเครือข่ายที่สูงกว่า.
ในทางตรงกันข้าม, QSFP-DD เข้ากันได้กับทั้งเวอร์ชันอัตรา 200G และ 400G, และให้ผู้ใช้สามารถค่อยๆ อัพเกรดได้ตามต้องการ, ด้วยความสามารถในการปรับขนาดและความยืดหยุ่นที่มากขึ้น.
ในแง่ของการปรับ, QSFP56 ใช้เทคโนโลยี PAM4, ในขณะที่ QSFP-DD มักจะใช้การปรับ NRZ เมื่อบรรลุอัตรา 200G.
ในส่วนของการกำหนดค่าช่อง, QSFP56 ต้องการเท่านั้น 4 ช่องทางในการส่งข้อมูล 200G ให้เสร็จสมบูรณ์, ซึ่งมีข้อได้เปรียบมากกว่าในแง่ของต้นทุนไฟเบอร์และการสูญเสียการเชื่อมต่อมากกว่า QSFP-DD, ซึ่งต้องการ 8 ช่อง.

อย่างไรก็ตาม, QSFP-DD มีข้อดีหลายประการ: ค่าบำรุงรักษาลดลง, ประสิทธิภาพสูง (ต่ำเท่ากับ E-8 ก่อน FEC และ E-12 ในภายหลัง), การใช้พลังงานต่ำ, เวลาแฝงต่ำ, และความสะดวกในการใช้งานและการจัดการ. นอกจากนี้, สามารถปรับให้เข้ากับข้อกำหนดดั้งเดิมของความเร็วที่แตกต่างกันได้อย่างยืดหยุ่นโดยการแยกส่วน, ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการอัพเกรดเครือข่ายและความเข้ากันได้, และเข้ากันได้แบบย้อนหลังกับโมดูลออปติคัล QSFP ซีรีส์รุ่นก่อนหน้า, รวมถึง QSFP56, แต่ไม่ใช่ QSFP-DD.
ในส่วนของราคา, ราคาของ QSFP-DD อยู่ที่ประมาณ 15% ถึง 30% สูงกว่า QSFP56. แม้ว่าเงินลงทุนเริ่มแรกจะสูงก็ตาม, ได้รับการชดเชยบางส่วนจากการใช้พลังงานที่ลดลงและประสิทธิภาพแฝงของ QSFP-DD เมื่อพิจารณาถึงต้นทุนการดำเนินงานและการบำรุงรักษาในระยะยาว. เป็นที่น่าสังเกตว่าหากอุปกรณ์เครือข่ายในปัจจุบันโดยทั่วไปไม่รองรับ QSFP-DD, การเลือก QSFP56 อาจคุ้มค่ากว่า, เนื่องจากอาจเผชิญกับแรงกดดันด้านต้นทุนสูงเมื่อเพิ่มอัตราการเชื่อมต่อ. อย่างไรก็ตาม, หากคุณมีงบประมาณเพียงพอและกำลังมองหาการขยายเครือข่ายและการเพิ่มประสิทธิภาพในอนาคต, QSFP-DD เป็นตัวเลือกที่ดีกว่าสำหรับการอัพเกรดครั้งต่อไป.

สำหรับผลิตภัณฑ์ 200G AOC และ DAC, โดยปกติจะใช้สำหรับการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างสวิตช์การเข้าถึงและเซิร์ฟเวอร์. โดยเฉพาะในระดับการเชื่อมต่อระหว่างกันขั้นพื้นฐาน, 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.