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200G QSFP56光模块知识全解

2020年10月28日 4454

200G QSFP56光模块和200G QSFP-DD光模块是200G光互连的两种主流解决方案,QSFP56运用了主流数字信号处理器(DSP)来帮助云数据中心应对严峻挑战,以灵活扩展的规模和低成本实现更高效的光互连。本文将主要为您介绍光模块200G QSFP56封装技术以及QSFP56封装与QSFP28、QSFP+封装的区别。

图1:光模块封装类型

200G QSFP56光模块封装技术概述

在了解QSFP56封装之前,我们先来看看QSFP封装的外形设计,QSFP 即Quad Small Form-Factor Pluggable,指的是四通道小型可热插拔SFP接口,它最初的设计目的是为了用高密度的光模块取代单通道的SFP光模块。与SFP光模块相比,QSFP光模块的带宽更高。

在QSFP封装的基础上发展起来的40G QSFP+光模块100G QSFP28光模块开始逐渐被应用在高密度数据中心网络部署中。随着数据中心流量不断增长,其对带宽的要求也越来越高,QSFP封装类型也随之出现了更多的外形尺寸,例如200G QSFP56和400G QSFP56-DD。

图2:QSFP+光模块的封装类型

200G QSFP56光模块是40G QSFP+和100G QSFP28光模块的升级版本,是专门为200G以太网互连而设计的光模块。QSFP56表示在一个QSFP封装尺寸里可以传输4x 50Gb/s至56Gb/s的传输速率,QSFP56光模块也被称为200G QSFP光模块。按照不同的传输距离,200G QSFP56光模块又被分为QSFP56 CR、SR、DR、FR、LR这几种类型,可以在单模和多模光纤上实现不同距离的传输。

一般情况下,将两个200G QSFP56光模块分别插入对应的交换机端口,再用一根单模或者多模光纤相连,就可以实现200G的传输速率。除此之外,将QSFP56 DAC/AOC高速线缆插入对应的端口,也可以实现200G的传输。若是想实现2x100G或4x50G的传输,可以采用200G QSFP56至2x100G QSFP28分支线缆和200G QSFP56至4x50G SFP56分支线缆来实现。

QSFP56 vs QSFP28 vs QSFP+的区别

从名称上来看,QSFP56、QSFP28和QSFP+光模块的封装类型相同,但是它们的传输速率、调制技术、接口等不一样,下表列出了这几种封装类型光模块的基本参数:

封装类型 年份 全称 电气通道数 光口通道数 单通道速率 调制技术 传输速率
QSFP+ 2013 10G 四通道小型可热插拔光模块 4 4 10Gbps NRZ 40G
QSFP28 2016 28G 四通道小型可热插拔光模块 4 4 25Gbps NRZ 100G
QSFP56 2017 50G 四通道小型可热插拔光模块 4 4 50Gbps PAM4 200G

从表格中可以看出,QSFP56封装类型的光模块可以支持4x50G传输从而达到200G的传输速率。QSFP+光模块是QSFP光模块的升级版,可以支持4x10G传输,来实现10G以太网、10G光纤通道和QDR InfiniBand的传输。它可以复用四个通道来增加带宽,实现40Gbps的传输速率(每个通道10GBaud NRZ)。QSFP28光模块和QSFP+光模块一样,包含4路光发射器和4路光接收器,支持4x25G传输,从而实现100G的传输速率。

QSFP56封装与QSFP+、QSFP28封装的最大的区别在于QSFP56不再采取之前的NRZ调制技术,而是采取PAM4调制技术,每个通道的传输速率可达到50G,可在现有的光纤上传输更多的数据,更适合应用在超大规模的数据中心网络。

200G QSFP56向400G QSFP-DD的转变

随着数据中心的快速发展,数据的传输需求也在不断地增加,促使着网络向更高的带宽和更高的密度发展。目前,市场上已经出现了新一代的400G光模块封装类型——400G QSFP-DD,这里的“DD”指的是双密度,也就是说400G QSFP-DD的通道数量从4个变为8个,可以达到400G的传输速率。

400G QSFP-DD光模块尺寸与200G QSFP56光模块尺寸很相近,但400G QSFP-DD光模块可以向后兼容40G QSFP+、100G QSFP28、200G QSFP56等QSFP封装光模块。也就是说,只要交换机支持,200G QSFP56 光模块就可以在400G QSFP-DD端口上工作。当在400G QSFP-DD端口上使用200G QSFP56光模块时,交换机的端口将会被配置为200G的传输速率,而非400G。

虽然QSFP-DD封装是目前400G以太网市场最受欢迎的封装类型,但这并不意味着QSFP56封装类型的淘汰,对于一些没有400G那么高的速率需求的数据中心而言,使用200G QSFP56封装光模块部署200G以太网仍是理想解决方案。

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