Welche Verbindungslösungen gibt es für QSFP28?

Der Quad Small Form-factor Pluggable (QSFP) ist ein kompakter, Hot-Plug-fähiger Transceiver. Die Datenraten reichen von 4x1 Gbit/s für QSFP und 4x10 Gbit/s für QSFP+ bis zur höchsten Rate von 4x28 Gbit/s, bekannt als QSFP28[3], die für 100-Gbit/s-Verbindungen verwendet wird.

 

Der QSFP28-Standard ist für die Übertragung von 100 Gigabit Ethernet, EDR InfiniBand oder 32G Fibre Channel ausgelegt. Dieser Transceiver-Typ wird auch mit Direct-Attach-Breakout-Kabeln verwendet, um einen einzelnen 100-GbE-Port an vier unabhängige 25-Gigabit-Ethernet-Ports (QSFP28-zu-4x-SFP28) anzupassen. Manchmal wird dieser Transceivertyp der Einfachheit halber auch als „QSFP100“ oder „100G QSFP“ bezeichnet.

 

QSFP28-Transceiver haben nicht nur die gleiche physische Größe wie der QSFP+, der für 40G-Verkehr verwendet wird, sondern auch den niedrigsten Stromverbrauch unter denen, die 100G-Verkehr verarbeiten können.

 

Grundsätzlich gibt es zwei Arten von Transceivern: QSFP28-SR4 und QSFP28-LR4.

 

QSFP28-SR4-Transceiver wurden speziell für die Unterstützung von Verbindungen von bis zu 100 Metern über Multimode-Glasfaser entwickelt. Dieser Ansatz ähnelt der Verwendung von AOC-Kabeln, hier besteht jedoch die Möglichkeit, eine strukturierte Verkabelung zu verwenden. Sie verwenden teurere, nicht standardmäßige MPO-Anschlüsse (Multi Push-on/Pull-off-Kabel), die einen Teil der Kosteneinsparungen des Transceivers zunichte machen.

QSFP28-LR4-Versionen unterstützen Verbindungen bis zu 10 km über Singlemode-Glasfaser. Sie nutzen Standard-LC-Stecker und die vorhandene strukturierte LC-Verkabelung.

QSFP28-Kabelkonfektionen

QSFP28-Kabel (DAC- oder AOC-Kabel) sind die bequemere und kostengünstigere Methode zum Anschluss von 100G-Geräten. Der Einsatz von Kabelbaugruppen beseitigt viele der Probleme, die mit verschmutzten Anschlüssen einhergehen. DAC ist für Anwendungen innerhalb von 15 m und AOC bis zu 70 m geeignet. AOC-Kabelbaugruppen bieten eine ähnliche Leistung wie diskrete Transceiver und Glasfaserkabel.

 

Aktives Direct-Attach-Kupferkabel

Aktive Kupferkabel sind im gleichen Kabeltyp wie passive Kupferkabel konzipiert, enthalten jedoch im Anschluss eine Schaltung mit geringem Stromverbrauch, um das Signal zu verstärken, und werden ohne zusätzlichen Strombedarf über den Port betrieben. Die aktive Version stellt eine kostengünstige Alternative zu optischen Transceivern dar und wird im Allgemeinen für End-of-Row- oder Middle-of-Row-Rechenzentrumsarchitekturen für Verbindungsentfernungen von bis zu 15 Metern verwendet.

 

Der Hauptunterschied zwischen aktivem DAC und passivem DAC besteht darin, dass das Design des aktiven DAC einen Treiberchip enthält.

 

Aktives optisches Kabel

Aktive optische Kabel (AOC) enthalten aktive elektrische und optische Komponenten. Es kann größere Entfernungen erreichen als die Kupferbaugruppen. Im Allgemeinen können aktive optische Kabel über Multimode-Glasfaser mehr als 100 m weit reichen. Im Vergleich zu direkt angeschlossenen Kupferkabeln wiegt AOC (z. B. Cisco SFP-10G-AOC10M) weniger und kann längere Übertragungsentfernungen unterstützen. Es ist immun gegen elektromagnetische Energie, da die optische Faser dielektrisch ist (keinen elektrischen Strom leiten kann). Und es ist eine Alternative zu optischen Transceivern und kann die trennbare Schnittstelle zwischen Transceiver-Modul und optischem Kabel überflüssig machen. Es kostet jedoch mehr als Kupferkabel. 100GbE QSFP28 AOC besteht aus einem OM4-Multimode-Kabel, das an jedem Ende zwei QSFP28-Anschlüsse verbindet. Direct-Attach-Kabel verwenden denselben Port wie die Transceiver-Optik und können Ethernet, Infiniband und Fibre Channel unterstützen, jedoch mit unabhängigen Protokollen. Im Allgemeinen werden Direct-Attach-Kabelbaugruppen in drei Familien unterteilt: Direct-Attach-Passiv-Kupferkabel, Direct-Attach-Aktiv-Kupferkabel und Active Optical Cable (AOC).

 

Vorteile aktiver optischer Kabel

Die AOC-Baugruppen bieten die Lösung mit den niedrigsten Gesamtkosten für Rechenzentren, da sie die folgenden Hauptvorteile bieten:

 

Geringes Gewicht für Architekturen mit hoher Portanzahl;

 

Kleiner Biegeradius für einfache Installation;

 

Geringer Stromverbrauch ermöglicht eine umweltfreundlichere Umwelt.

 

Für die 100G-Langstreckenentfernung bieten CFP und CFP2 DWDM Coherent-Technologie und ermöglichen Mehrkanal-Fernkonnektivität von mehr als 1000 km. Eine Sache, die wir nicht übersehen können, ist, dass der CFP zu groß ist, um volumenmäßig in einem Ethernet-Switch verwendet zu werden.

Fan-out-Kabel oder Breakout-Kabel gelten als eine der neuesten Technologien, die dazu beitragen, die Portdichte zu erhöhen und die Kosten zu senken. Es wird dringend empfohlen, eine physische Schnittstelle (mit großer Bandbreite) in mehrere Schnittstellen (mit geringerer Bandbreite) aufzuteilen und bei der Netzwerkmigration zu verwenden. Breakout-Kabel sind auch an den meisten 100-GbE-QSFP+-Ports möglich, bei denen jede der 4 optischen Leitungen auf 4 einzelne 25-GbE- oder 10-GbE-Schnittstellen aufgeteilt ist. Diese Lösung erfordert entweder den Einsatz eines Breakout-Kabels mit 4 physischen 25G/10G-Endpunkten oder die Verwendung eines Breakout-Mux, bei dem eine SR4-Optik mit MPO/MTP-Kabel eingesetzt wird.