QSFP28 против QSFP+: понимание разницы в скорости и плотности

В стремительно развивающемся сегменте сетей центров обработки данных потребность в более высокой пропускной способности, большей эффективности и повышенной плотности привела к постоянным инновациям в технологии трансиверов. Среди ключевых игроков в этой области — модули QSFP28 и QSFP+, два важнейших компонента, обеспечивающих высокоскоростную передачу данных. Для принятия обоснованных решений при создании или модернизации инфраструктуры центров обработки данных важно изучить особенности QSFP28 и QSFP+  , уделяя особое внимание различиям в скорости и плотности. Цель данной статьи — провести всестороннее сравнение, проливая свет на то, как эти два типа трансиверов отвечают разнообразным требованиям современных сетевых сред.

 

 

 

Прежде чем изучать различия между QSFP28 и QSFP+, крайне важно четко понимать основные функции и принципы проектирования каждого модуля — основы, которые имеют решающее значение для содержательного анализа QSFP28 и QSFP+.

 

 

QSFP+ (Quad Small Form-Factor Pluggable Plus) — это параллельный волоконно-оптический модуль приёмопередатчика с возможностью горячей замены. Он имеет четыре независимых оптических канала передачи и приёма, которые могут быть подключены либо к другому 40-гигабитному приёмопередатчику QSFP+, либо разделены на четыре отдельных 10-гигабитных приёмопередатчика SFP+. Модули QSFP+, предназначенные для соединения электрических цепей системы с внешними медными или оптическими сетями, широко используются в приложениях с коротким радиусом действия, таких как коммутаторы, маршрутизаторы и оборудование центров обработки данных. Они соответствуют стандарту QSFP MSA (Multi-Source Agreement), поддерживая такие типы разъёмов, как 12-волоконный MPO (для передачи на короткие расстояния многомодового оптоволокна (MMF), за исключением особых вариантов, таких как 40GBase-PLR4) и дуплексный LC (для передачи на большие расстояния одномодового оптоволокна (SMF). Благодаря максимальной скорости передачи данных 41,25 Гбит/с и потребляемой мощности менее 1,5 Вт QSFP+ уже давно является надежным выбором для сетевых задач со скоростью 40 Гбит/с.

 

 

 

QSFP28, усовершенствованный форм-фактор QSFP, расшифровывается как Quad Small Form-Factor Pluggable 28 (четырехканальный модуль малого форм-фактора с возможностью подключения 28 дюймов). Как следует из названия, он основан на конструкции QSFP+, но оптимизирован для обеспечения значительно более высокой производительности. Как и QSFP+, QSFP28 представляет собой модуль с возможностью горячей замены с четырьмя каналами, но использует передовые технологии обработки сигналов и компонентов для достижения гораздо более высоких скоростей передачи данных. Он разработан для поддержки Ethernet 100 Гбит/с, что является критически важным требованием для современных центров обработки данных, обрабатывающих большие потоки данных из облачных вычислений, аналитики больших данных и потокового видео высокой четкости. QSFP28 также соответствует отраслевым стандартам, обеспечивая совместимость с оборудованием разных поставщиков, поддерживая как соединения MMF, так и SMF с различными типами разъемов, включая MPO и LC. Его конструкция ориентирована не только на скорость, но также на энергоэффективность и плотность, что делает его краеугольным камнем сетей следующего поколения со скоростью 100 Гбит/с.

 

 

 

Скорость — наиболее заметное различие между QSFP28 и QSFP+, и этот фактор напрямую влияет на способность сети обрабатывать растущий трафик данных. При сравнении QSFP28 и QSFP+ понимание их скоростных характеристик крайне важно для выбора трансивера в соответствии с требованиями приложения.

 

 

Модуль QSFP+ специально разработан для передачи данных со скоростью 40 Гбит/с. Каждый из четырёх независимых каналов работает со скоростью около 10 Гбит/с (максимальная суммарная скорость передачи данных составляет 41,25 Гбит/с с учётом служебных данных). Такая скорость хорошо подходит для приложений, не требующих сверхвысокой пропускной способности, таких как центры обработки данных среднего размера, корпоративные сети и соединения на короткие расстояния между коммутаторами или маршрутизаторами в одной или смежных стойках. Например, в центре обработки данных, где серверы подключены к коммутаторам верхнего уровня (ToR) на коротких расстояниях (до 150 м с многомодовым оптоволоконным кабелем), модули QSFP+ обеспечивают надёжное соединение со скоростью 40 Гбит/с без необходимости использования более дорогих высокоскоростных компонентов. Однако, в связи с резким ростом спроса на данные, обусловленным такими тенденциями, как периферийные вычисления и Интернет вещей (IoT), предельная скорость QSFP+ в 40 Гбит/с стала недостаточной для многих высокопроизводительных сценариев использования.

 

 

QSFP28 удовлетворяет потребность в более высокой скорости, обеспечивая суммарную скорость передачи данных 100 Гбит/с. Каждый из четырёх каналов работает на скорости около 25 Гбит/с (максимальная скорость — 28 Гбит/с, отсюда и число «28» в названии QSFP28), что позволяет модулю обрабатывать огромные потоки данных, необходимые современным центрам обработки данных. Такая скорость идеально подходит для соединений ядра сети, например, между коммутаторами ToR и коммутаторами агрегации, а также для магистральных соединений между центрами обработки данных (используя SMF для поддержки расстояний до 40 км и более в некоторых модификациях). Например, поставщики облачных услуг, размещающие тысячи виртуальных машин и ежедневно обрабатывающие петабайты данных, используют QSFP28 для обеспечения бесперебойной передачи данных со скоростью 100 Гбит/с, снижения задержек и предотвращения узких мест. Более того, QSFP28 совместим с более высокими скоростями: некоторые варианты могут использоваться в сетях 200 Гбит/с или 400 Гбит/с путём объединения нескольких модулей QSFP28, обеспечивая масштабируемость, которой не хватает QSFP+. Это преимущество в скорости делает QSFP28 идеальным выбором для организаций, стремящихся защитить свои сети от растущих требований к объёму данных в будущем.

 

 

 

В центрах обработки данных пространство — ценный ресурс, и плотность размещения приёмопередатчиков, измеряемая количеством модулей, которые можно установить в порт коммутатора или маршрутизатора, напрямую влияет на эффективность и стоимость инфраструктуры. При сравнении QSFP28 и QSFP+ плотность — ключевой фактор, определяющий масштабируемость сети без увеличения её физического размера.

 

 

Модули QSFP+ обеспечивают более высокую плотность, чем модули меньшего форм-фактора, такие как SFP+ (с поддержкой 10 Гбит/с), но уступают QSFP28 по пропускной способности на единицу пространства. Типичный модуль QSFP+ занимает один порт коммутатора, обеспечивая пропускную способность 40 Гбит/с. Например, коммутатор с 24 портами QSFP+ может обеспечить общую пропускную способность 960 Гбит/с (24 порта × 40 Гбит/с). Хотя такой плотности достаточно для сетей со средними потребностями в пропускной способности, она становится ограничением в крупных центрах обработки данных, где каждый порт должен обеспечивать максимальную производительность. Поскольку центры обработки данных стремятся разместить больше вычислительной и сетевой мощности в ограниченном пространстве стойки, пропускная способность QSFP+ 40 Гбит/с на порт становится менее эффективной, требуя большего количества портов (и, следовательно, большего количества коммутаторов) для достижения той же общей пропускной способности, что и QSFP28.

 

 

QSFP28 выводит плотность на новый уровень, обеспечивая пропускную способность 100 Гбит/с на порт, значительно повышая эффективность использования полосы пропускания. Используя тот же пример коммутатора: коммутатор с 24 портами QSFP28 может обеспечить общую пропускную способность 2,4 Тбит/с (24 порта × 100 Гбит/с), что более чем вдвое превышает пропускную способность коммутатора QSFP+ с 24 портами. Это означает, что центры обработки данных могут достичь более высокой общей пропускной способности без добавления дополнительных коммутаторов или места в стойке, сокращая как капитальные (CapEx), так и эксплуатационные (OpEx) затраты. Кроме того, компактный форм-фактор QSFP28 (такой же физический размер, как у QSFP+) гарантирует возможность его использования в существующих шасси коммутаторов, разработанных для модулей QSFP+, что обеспечивает беспроблемную модернизацию. В средах с высокой плотностью, таких как гипермасштабируемые центры обработки данных, где требуются тысячи портов, способность QSFP28 обеспечивать пропускную способность 100 Гбит/с на порт является революционным решением, позволяющим более эффективно использовать пространство и ресурсы.

 

 

 

Выбор между QSFP28 и QSFP+ зависит от конкретных требований приложения, включая пропускную способность, расстояние и бюджет. Тщательная оценка QSFP28 и QSFP+ гарантирует организациям выбор модуля, подходящего для их конкретного случая, избегая избыточного выделения ресурсов или недостаточной производительности.

 

 

QSFP+ остаётся приемлемым вариантом для приложений, которым не требуется полоса пропускания 100 Гбит/с и которые ценят экономическую эффективность. Основные области применения:

 

( 1 ) Короткие соединения со скоростью 40 Гбит/с в стойке центра обработки данных (например, соединения сервера с коммутатором ToR с использованием многомодового оптоволоконного кабеля (MMF) длиной до 150 м).

( 2 ) Корпоративные сети с умеренным трафиком данных, такие как офисные кампусы или небольшие и средние центры обработки данных.

( 3 ) Устаревшие системы, которые еще не готовы к полному обновлению до 100 Гбит/с, тогда как 40 Гбит/с удовлетворяют текущим эксплуатационным потребностям.

 

Для таких сценариев QSFP+ предлагает надежное и экономичное решение, особенно в сочетании с такими поставщиками, как Fiber-Mart, которые поставляют высококачественные модули с пожизненной гарантией и доставкой в ​​тот же день.

 

 

QSFP28 — предпочтительный выбор для приложений, требующих высокой пропускной способности и масштабируемости. Основные области его применения:

 

( 1 ) Гипермасштабные центры обработки данных и поставщики облачных услуг, обрабатывающие огромные потоки данных (например, основные сетевые соединения между агрегацией и основными коммутаторами).

( 2 ) Междугородние соединения между центрами обработки данных (с использованием вариантов SMF, поддерживающих расстояния до 40 км и более).

( 3 ) Сети, ориентированные на будущее: организации, желающие избежать частых обновлений, могут развернуть QSFP28 для поддержки 100 Гбит/с сейчас и более высоких скоростей (200 Гбит/с/400 Гбит/с) в будущем.

 

Благодаря скорости 100 Гбит/с и высокой плотности QSFP28 гарантирует, что сети смогут соответствовать растущим требованиям современных технологий: от рабочих нагрузок искусственного интеллекта (ИИ) до аналитики данных в реальном времени.

 

 

 

Подводя итог, можно сказать, что сравнение QSFP28 и QSFP+ основано на скорости и плотности — двух критически важных факторах для современных сетей центров обработки данных. QSFP+ превосходен в экономичных приложениях со скоростью 40 Гбит/с, что делает его подходящим для устаревших систем и сетей с умеренным трафиком. QSFP28, в свою очередь, обеспечивает скорость 100 Гбит/с и более высокую плотность, отвечая потребностям высокопроизводительных масштабируемых сетей. При выборе между этими двумя вариантами организации должны оценить свои текущие требования к пропускной способности, планы будущего развития и бюджетные ограничения. Независимо от того, выбираете ли вы QSFP+ для обеспечения 40 Гбит/с на небольшой дистанции или QSFP28 для масштабируемости со скоростью 100 Гбит/с, сотрудничество с надежным поставщиком, таким как Fiber-Mart, гарантирует доступ к высококачественным модулям, соответствующим стандартам, которые обеспечивают надежную работу сети. Понимая различия между QSFP28 и QSFP+, организации могут создавать эффективные, масштабируемые и хорошо оснащенные сети, способные справляться с вызовами цифровой эпохи.