Góc tư vấn công nghệ

Giới thiệu về công nghệ modul quang 400 GE chuẩn QSFP-DD

22/03/2021

Modul quang 400 GE QSFP-DD (còn được gọi là QSFP56-DD) là viết tắt của Quad Small Form Factor Pluggable Double Density, hoàn toàn tuân thủ các tiêu chuẩn IEEE802.3bs và QSFP-DD MSA. “Double Density” có nghĩa là số lượng giao diện điện tốc độ cao mà module hỗ trợ tăng gấp đôi so với module QSFP28 tiêu chuẩn. 

Cho đến gần đây, thế giới CNTT đang nghiên cứu các kết nối 10G, 40G và 100G và phục vụ cho việc tăng lưu lượng truy cập trên toàn hệ sinh thái CNTT. Infact bây giờ cuộc nói chuyện đã đi qua Gigabit và Terabits, các nhà lãnh đạo trong Mạng đang nói về Zettabyte lưu lượng truy cập. Với dự báo giao tiếp IPv4 / IPv6 sẽ phát triển theo lôgarit, các nhà cung cấp cơ sở hạ tầng cơ bản đã bắt đầu thúc đẩy các giải pháp kết nối băng thông cao hơn. Đặc biệt là cần phải có 400 thiết bị / module quang có khả năng GE.

>> Xem sản phẩm module quang cần cho bạn: module quang SFP cho Cisco  > module quang SFP+ for Cisco  > module quang SFP cho Juniper > module quang SFP+ for Juniper

Các Modul quang 400 GE QSFP-DD (Quad Small Form Factor - Double Density ) là lựa chọn kết nối lý tưởng khi nói đến đám mây thế hệ tiếp theo và các trung tâm dữ liệu siêu cấp khác. Thuật ngữ “Mật độ kép” đề cập đến việc tăng gấp đôi số lượng giao diện điện tốc độ cao mà mô-đun hỗ trợ so với mô-đun QSFP28 thông thường .
Giới thiệu về công nghệ modul quang 400 GE chuẩn QSFP-DD
QSFP là tiền thân của QSFP-DD trong đó QSFP-DD kế thừa cùng một mô-đun như cũ nhưng với giao diện điện tám làn. Mỗi làn của QSFP-DD đạt được tốc độ dữ liệu lên đến 50Gbps .QSFP-DD có khả năng tương thích ngược với QSFP+, QSFP28 và thậm chí là QSFP56. Trên thực tế, một loạt các mô-đun QSFP hiện có sẵn có thể được cắm mà không cần phải có thiết bị phần cứng riêng biệt.

Đầu nối SMT và thiết kế lồng 1xN: kiểu thiết kế này có thể cho phép hỗ trợ nhiệt ít nhất 12W cho mỗi modul. Nhiệt cao hơn làm giảm yêu cầu về khả năng tản nhiệt của module quang, do đó giảm một số chi phí không cần thiết.

Thiết kế ASIC: hỗ trợ nhiều tốc độ giao diện và hoàn toàn tương thích ngược với các modul QSFP+ và QSFP28, do đó giảm chi phí triển khai cổng và thiết bị.

Tương thích ngược: cho phép QSFP-DD hỗ trợ các modul QSFP hiện có (chẳng hạn như QSFP+, QSFP28, QSFP56, v.v.) và cung cấp tính linh hoạt cho người dùng cuối và nhà thiết kế hệ thống.

Sử dụng lồng / đầu nối tích hợp xếp chồng 2x1 để hỗ trợ hệ thống đầu nối lồng một cao và hệ thống đầu nối lồng xếp hai cao.

Các tính năng của QSFP-DD

  • Mở rộng trên hệ số dạng có thể cắm QSFP, một giao diện điện bốn làn được chấp nhận rộng rãi
  • Lồng / đầu nối tích hợp xếp chồng 2 × 1
  • Đầu nối SMT và lồng 1xN
  • Tối ưu hóa thiết kế lồng và tối ưu hóa vỏ mô-đun cho phép hỗ trợ nhiệt ít nhất 12w cho mỗi mô-đun
  • Giao diện điện QSFP-DD sẽ sử dụng tám làn hoạt động điều chế NRZ lên đến 25 Gbps hoặc điều chế PAM4 50 Gbps, cung cấp các giải pháp tổng hợp lên đến 200 Gbps hoặc 400 Gbps
  • QSFP-DD có thể cho phép băng thông tổng hợp lên đến 14,4 Tbps trong một khe chuyển mạch duy nhất
Hàng tiếp điểm lõm của đầu nối là một cách tiếp cận thay thế cho kết nối điện I / O và nó đòi hỏi sự đổi mới đáng kể trong lĩnh vực toàn vẹn tín hiệu để đáp ứng các yêu cầu kênh 50-Gbps hiện đang được IEEE và Diễn đàn kết nối Internet quang (OIF xác định) ). Ngoài ra, yêu cầu cơ bản để cung cấp khả năng tương thích ngược với các mô-đun 40 và 100GbE hiện tại có nghĩa là lớp vỏ cơ học bị hạn chế để có thể mở rộng cho các thành phần phụ quang và điện 400GbE mới.

QSFP-DD MSA đã chỉ định hai phiên bản. Loại 1 được kéo dài chiều dài chỉ đủ để chứa hàng tiếp điểm phụ lõm cho giao diện điện; Loại 2 được mở rộng thêm 15 mm bên ngoài bề mặt thiết bị để có thêm khối lượng đóng gói bên trong mô-đun. Quản lý nhiệt đạt được thông qua các cải tiến đối với thiết kế lồng, dựa trên kinh nghiệm của các thiết kế hệ thống với QSFP; mô-đun có thể sử dụng công nghệ tản nhiệt cưỡi ngựa. Tản nhiệt không tích hợp bên ngoài có thể được kết hợp như một phần của thiết kế hệ thống tối ưu hóa. Thiết kế của thông số kỹ thuật nhằm hỗ trợ các mô-đun lên đến ít nhất 12 W. Khả năng chịu nhiệt của bộ tản nhiệt cưỡi ngựa trước đây ở mức công suất 5 W và mục tiêu 10 đến 12 W là một sự gia tăng đáng kể về hiệu suất kỹ thuật.

Đầu nối cho bộ thu phát quang QSFP-DD

Cổng giao diện quang QSFP-DD phải là ổ cắm MPO đực, đầu nối LC kép hoặc CS. Vị trí và số lượng cổng quang được đề xuất cho mỗi Giao diện phụ thuộc vào phương tiện được hiển thị như sau. Các làn quang truyền và nhận phải chiếm vị trí khi nhìn vào ổ cắm MDI với tính năng rãnh khóa đầu nối ở trên cùng.

Đối với tốc độ bit 400G, một số câu hỏi cần thiết phải được nêu ra trước khi đi sâu hơn vào chủ đề:
  • Ai cần bộ thu phát có thể cắm 400G?
  • Đối với ứng dụng nào?
  • Làm thế nào về sự trưởng thành của công nghệ?
  • Bất kỳ khả năng tương tác với các yếu tố hình thức cũ?
Theo tình hình thị trường, 400G được ưu tiên cho DC lớn (ứng dụng nội bộ DC) và ở quy mô thấp hơn cho bộ phận truyền dẫn Telco. Bởi vì tốc độ bit 400G yêu cầu điều chế PAM4, phạm vi tiếp cận ngày càng trở nên khó khăn hơn và chỉ giới hạn trong vài km. Phạm vi tiếp cận dài hơn sẽ yêu cầu công nghệ phát hiện mạch lạc và / hoặc khuếch đại, bù tán sắc, v.v.

Một lần nữa, chúng ta sẽ quan sát một kịch bản tương tự đối với 400G, một hệ số dạng dành riêng cho ứng dụng nội bộ DC và một kịch bản khác dành cho việc truyền tải. Tuy nhiên, rất may, có vẻ như các yếu tố dạng “trung gian” sẽ không xảy ra đối với 400G.
 

400G sắp ra mắt với 2 hệ số hình thức cho Access / Intra-DC:

  • QSFP56-DD 
  • OSFP (cho Octal SFP)
Cả hai yếu tố hình thức đều chạy 8x làn của 50G PAM4 ở mặt điện trong khi mặt quang học có thể là 8x laser của 50G PAM4 hoặc 4x laser của 100G PAM4. Trong thiết kế 4 tia laser, chúng tôi thêm một “hộp số” chuyển đổi 8x 50G PAM4 điện thành 4x 100G PAM4.

QSFP56-DD được xác định bởi liên minh QSFP-DD MSA (www.qsfp-dd.com) trong khi OSFP được xác định bởi nhóm OSFP MSA (www.osfpmsa.org).

Hai yếu tố hình thức tương tự nhau nhưng có 3 điểm khác biệt chính:
  • OSFP cho phép nhiều công suất hơn (15W) so với QSFP-DD (12W). OSFP cho phép áp dụng sớm vì dễ dàng phát hành công nghệ được thiết kế cho 15W hơn 12W.
  • Cổng QSFP-DD tương thích ngược với QSFP + (40G), QSFP28 (100G) và QSFP56 (200G). Cổng OSFP yêu cầu mô-đun chuyển đổi QSFP sang OSFP.
  • OSFP tích hợp quản lý nhiệt trực tiếp vào form factor, QSFP-DD thì không.
  • Cả QSFP-DD và OSFP đều được thiết kế cho ứng dụng nội bộ DC bao gồm DAC, AOC và kết nối quang lên đến 2km. Các biến thể bổ sung sẽ dành cho các ứng dụng khác (DCI) với phạm vi tiếp cận xa hơn và công nghệ khác như siêu kênh DWDM.
Chúng tôi có thể kết luận rằng QSFP-DD đã được giới thiệu dựa trên nhu cầu thị trường, thiết kế hệ thống được cải tiến và xu hướng tương lai trên mạng IP. QSFP-DD trên thực tế là giải pháp tồn tại ít nhất một thập kỷ.
Các tin bài khác