الدليل النهائي لأجهزة الإرسال والاستقبال QSFP56 والوحدات النمطية

تتزايد متطلبات الشبكات بمعدل ينذر بالخطر نتيجة للتغيرات السريعة التي تشهدها التكنولوجيا اليوم. QSFP56 تعد أجهزة الإرسال والاستقبال والوحدات النمطية (Quad Small Form-factor Pluggable 56) خطوة هائلة للأمام لنقل البيانات بسرعة عالية؛ فهي تعمل بشكل أفضل، وتستخدم طاقة أقل، ويمكن توسيعها بسرعة أكبر. يسعى هذا الدليل إلى شرح كل ما يمكن معرفته عن تقنية QSFP56 من خلال تقديم معلومات عن مميزاتها ومزاياها واستخداماتها وطرق تنفيذها. سواء كنت تعمل كمهندس شبكات أو خبير في تكنولوجيا المعلومات، أو ربما كنت مهتمًا فقط بمعرفة ما هو جديد في أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية مؤخرًا، فإن هذه المقالة ستمنحك كل ما هو ضروري لمواكبة عالم الشبكات عالية السرعة.

ما هو جهاز الإرسال والاستقبال QSFP56؟

نظرة عامة على QSFP56

جهاز الإرسال والاستقبال QSFP56 عبارة عن وحدة ضوئية صغيرة قابلة للتبديل السريع لشبكات اتصالات البيانات عالية السرعة. وهو متوافق مع 200 جيجابت إيثرنت، مما يجعله مثاليًا للشركات ومراكز البيانات التي ترغب في زيادة عرض النطاق الترددي وتقليل زمن الوصول. يستخدم جهاز الإرسال والاستقبال QSFP56 نفس عامل الشكل مثل QSFP ولكن يمكنه تحقيق ما يصل إلى 50 جيجابت في الثانية لكل قناة باستخدام تقنية PAM4 (تعديل سعة النبض). وهذا لا يعزز السرعة فحسب، بل يظل أيضًا متوافقًا مع الإصدارات السابقة مع الأجيال السابقة من أجهزة QSFP، لذا يكون التكامل بسيطًا وقابلية التوسع مضمونة.

وظائف والتطبيقات

يعد QSFP56 مكونًا حاسمًا في بيئات الشبكات عالية السرعة. بشكل أساسي، يسمح هذا الجهاز بإرسال واستقبال البيانات عبر كابلات الألياف الضوئية عن طريق تحويل الإشارات الكهربائية إلى إشارات ضوئية، وبالتالي تعزيز الاتصال بشكل أسرع وأكثر موثوقية. يمكن لجهاز الإرسال والاستقبال QSFP56 إرسال البيانات بسرعة 50 جيجابت في الثانية لكل قناة باستخدام تعديل PAM4، وبالتالي تجميع ما يصل إلى 200 جيجابت في الثانية داخل وحدة واحدة. تعتبر هذه الميزة ضرورية لتلبية متطلبات إنتاجية البيانات لمراكز البيانات الحالية وخدمات الحوسبة السحابية وشبكات المؤسسات حيث 100G QSFP28 و 200G QSFP56 منتشرة على نطاق واسع.

يربط مركز البيانات

داخل مراكز البيانات (DC)، يستخدم المرء جهاز الإرسال والاستقبال QSFP56 لربط الخوادم أو أجهزة التخزين أو بين الخوادم وأنظمة التخزين. فهي تساعد في تحقيق زمن وصول منخفض وعرض نطاق ترددي عالٍ، وهو أمر ضروري للمحاكاة الافتراضية وتحليلات البيانات الضخمة، من بين أشياء أخرى مثل تطبيقات البث في الوقت الفعلي التي تحتاج إلى مثل هذه الموارد. تظهر التقارير أنه إذا اعتمدت الشركات هذه الوحدات، فيمكنها توفير ما يصل إلى 40% من استهلاك الطاقة مقارنة بالنماذج القديمة مع الاستمرار في تقديم أداء أفضل.

حوسبة عالية الأداء (HPC)

في بيئات الحوسبة عالية الأداء (HPC)، ستجد العديد من أجهزة الكمبيوتر العملاقة متصلة ببعضها البعض من خلال شبكات سريعة تم إنشاؤها باستخدام العديد من وحدات QSFP56 بحيث تعمل بسرعات عالية جدًا مع زمن وصول منخفض. تسمح هذه الأنواع من الشبكات بالمشاركة السريعة للمعلومات بين أجزاء مختلفة من النظام - وهو أمر مطلوب عند إجراء عمليات حسابية ثقيلة أو عمليات محاكاة بحث علمي تتطلب قدرات معالجة متوازية عبر مجموعات حسابية كبيرة حيث قد تحسب كل عقدة أجزاء مختلفة من مهمة المحاكاة الشاملة ولكنها تتطلب النتائج من جميع العقد الأخرى قبل المضي قدمًا نحو مرحلة (مراحل) الإنجاز. علاوة على ذلك، فإن دعم معدل 200 جيجابايت/ثانية يعمل على تحسين كفاءة الكمبيوتر بشكل كبير، مما يجعل من الممكن الحصول على نتائج أكثر تفصيلاً بشكل أسرع أيضًا.

ترقيات شبكة المؤسسة

بالنسبة للشركات التي تعمل على ترقية البنية الأساسية لشبكاتها، لا يوجد خيار أفضل من استخدام هذه الأجهزة المرسلة والمستقبلة لأنها توفر خيارات التوسع المطلوبة خلال مراحل النمو. كما أنها متوافقة مع الأنواع السابقة، مما يجعل من الممكن للمؤسسة ترقية الأداء دون الحاجة إلى إصلاح نظام الشبكة بالكامل. وبالتالي، فإن هذا يعني أن QSFP56 يصبح وسيلة فعالة من حيث التكلفة لزيادة قدرة الشبكة ومستويات الأداء الإجمالية للمؤسسة بكفاءة.

الخدمات السحابية

في توفير الخدمات السحابية، تعد السرعة أمرًا مهمًا للغاية، خاصة عند التعامل مع كميات هائلة من حركة البيانات من مصادر مختلفة في وقت واحد - وهنا يأتي دور السرعات والقدرات العالية التي يوفرها QSFP56. تتيح هذه الأجهزة تخصيص الموارد والخدمات بسرعة، مما يساعد في الحفاظ على تقديم خدمات عالية الجودة ضمن هذه التطبيقات السحابية. علاوة على ذلك، فإن التعامل مع معدلات تصل إلى 200 جيجابت في الثانية يضمن إمكانية توسيع هذه الشبكات في أي وقت حسب الحاجة بسبب الطلب المتزايد عليها.

لتلخيص ذلك، لا يمكننا التخلص من تعدد الاستخدامات أو الأداء العالي لأجهزة الإرسال والاستقبال QSFP56 لأنها مفيدة جدًا في مختلف المجالات التي تتطلب شبكات سريعة جدًا. سواء كنت في حاجة إليها لوصلات التيار المباشر، أو احتياجات HPC، أو ترقيات EN، أو حتى لأغراض CS - اعلم فقط أن استخدام هذه الأدوات سيمنحك دائمًا عرض نطاق ترددي أكبر من ذي قبل، وبالتالي تقليل زمن الوصول بالإضافة إلى تقليل استهلاك الطاقة أثناء العمليات، وبالتالي تصبح أجزاء رئيسية من أي حلول الشبكات البصرية الحديثة اليوم.

عامل الشكل والتوافق

تعمل أجهزة الإرسال والاستقبال QSFP56 مع عامل الشكل الرباعي الصغير القابل للتوصيل (QSFP) الذي يسمح باستخدامها الصغير والمريح في معدات الشبكة. تتوافق أجهزة الإرسال والاستقبال هذه مع الإصدارات السابقة من منافذ QSFP وQSFP+، مما يسهل على المستخدمين الترقية دون الحاجة إلى تغيير الكثير في البنية التحتية للأجهزة الموجودة بالفعل. وهذا يفيد بشكل خاص مراكز البيانات والشركات التي ترغب في زيادة سعة شبكتها خطوة بخطوة.

بالإضافة إلى ذلك، تتمتع الوحدات من هذا النوع بقدرات قابلة للتوصيل السريع، بحيث يمكن تثبيتها أو استبدالها دون إيقاف تشغيل أي جهاز متصل بها، وبالتالي تقليل الانقطاعات أثناء إدارة الشبكات بأعلى مستويات الأداء. وهو يعزز الفعالية التشغيلية أيضًا، لأنه يدعم الديناميكية اللازمة لبيئات الشبكات عالية الأداء.

ما هي الاختلافات بين QSFP28 و QSFP56؟

مقارنة السرعة ومعدل البيانات

ما يفصل QSFP28 عن QSFP56 هو السرعة وسعة معدل البيانات. باستخدام أربعة مسارات، كل منها بسرعة 25 جيجابت في الثانية، QSFP28 أجهزة الإرسال والاستقبال دعم ما يصل إلى 100 جيجابت في الثانية من معدلات البيانات. لتلبية احتياجات الشبكة المختلفة، تتمتع كل من وحدات QSFP28 وQSFP56 بخيارات مرنة بدرجة كافية. تتيح هذه الميزات استخدام هذه المنتجات في العديد من تطبيقات الشبكات عالية السرعة، مثل بيئات المؤسسات أو مراكز البيانات حيث يجب نقل كميات كبيرة من البيانات بسرعة دون أن تكون معقدة أو مكلفة للغاية.

من ناحية أخرى، يدعم جهاز الإرسال والاستقبال QSFP56 سرعات أعلى بحد أقصى 200 جيجابت في الثانية. يتم تحقيق ذلك من خلال أربعة مسارات تحمل كل منها 50 جيجا بايت في الثانية (Gbps) وتستخدم تقنيات تعديل أكثر تقدمًا مثل PAM4 (تعديل سعة النبض على المستوى الرابع). لذلك، يمكن القول أن القدرة المتزايدة على نقل المعلومات بمعدلات أسرع تجعل هذا المنتج مناسبًا للاستخدام في مجالات استهلاك النطاق الترددي المكثف، والتي تتطلب زمن وصول منخفض وتوسعًا أسهل، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر، أنظمة HPCs (الحوسبة عالية الأداء) و الخدمات السحابية من الجيل التالي، من بين أمور أخرى.

وفي الختام، على الرغم من أنهما يلعبان دورًا حاسمًا في عمل الشبكات البصرية، فإن Qsfp-56 يتفوق على Qsfp-28 لأنه يوفر سرعات أعلى مقترنة بقدرات نقل بيانات أكبر تتطلبها البنى التحتية للشبكات عالية السرعة الحديثة.

مواصفات الواجهة الكهربائية

يمكن أن يتكامل كلا جهازي الشبكة مع أجهزة الإرسال والاستقبال QSFP28 وQSFP56 على مستوى الأجهزة، لكن مواصفات الواجهة الكهربائية الخاصة بهما مختلفة لأنها تعمل بسرعات مختلفة وتعالج معدلات البيانات بشكل مختلف.

الواجهة الكهربائية QSFP28:

مع إجمالي 100 جيجابت في الثانية، يستخدم QSFP28 واجهة كهربائية 4 × 25 جيجابت في الثانية. تم تصميمه وفقًا لمعايير IEEE مثل IEEE 802.3bj التي تضمن التوافق مع تطبيقات Ethernet والقنوات الليفية. يُستخدم NRZ (عدم العودة إلى الصفر) بشكل شائع كطريقة إشارات لهذه المواصفات لأنه يساعد على سلامة الإشارة عبر مسافات أقصر مع تبسيط متطلبات المعالجة.

الواجهة الكهربائية QSFP56:

فيما يتعلق بتطبيقات جهاز الإرسال والاستقبال QSFP200 56G وحدها، هناك حاجة إلى قدرات إضافية من خلال استخدام واجهة كهربائية محسنة 4 × 50 جيجابت في الثانية بواسطة QSFP56. قد يتم دعم معدلات بيانات أعلى بواسطة PAM4، وهي تقنية تعديل أكثر تعقيدًا من أي شيء آخر تم استخدامه من قبل، وكان من الممكن تحقيقها دون المساس بدقة الإشارة. بمعنى آخر، يعمل PAM4 على مضاعفة السعة من خلال تمثيل بتتين لكل رمز بدلاً من واحدة فقط، وبالتالي يدعم معيار IEEE 802.3cd الذي يلبي عمليات نقل البيانات ذات النطاق الترددي العالي. وهذا يعني أن طرق الاتصال المحسنة هذه من شأنها أن تعزز تغطية النطاق الترددي الأوسع إلى جانب زيادة الكفاءة. ومع ذلك، قد تكون هناك حاجة أيضًا إلى أساليب أكثر تعقيدًا لتصحيح الأخطاء تهدف إلى ضمان السلامة أثناء الإرسال.

تخبرنا الأوصاف المذكورة أعلاه لهذين النوعين من الوحدات البصرية بما يفعله كل منهما بشكل أفضل ومدى نجاحه في مواجهة أقرانه ضمن نفس الفئة من حيث مستويات الأداء والتقدم التكنولوجي المحرز فيه. في حين أن NRZ الذي يستخدمه QSF28 يمكن أن يعمل بشكل مريح بسرعة 100 جيجابت في الثانية، فإن النهج القائم على PAM4 الذي تتبناه QSF56 يتيح تحقيق ما يصل إلى 200 جيجابت في الثانية، مما يجعلها مناسبة لبيئات الشبكات المتنوعة اعتمادًا على الطلب على عرض النطاق الترددي أو البنية التحتية المطلوبة لدعمها.

التوافق

لا يمكن استخدام الأنظمة الجديدة إلا إذا كانت متوافقة مع الأنظمة القديمة، والمعروفة باسم التوافق مع الإصدارات السابقة. عادةً، يمكن أن تعمل وحدات QSFP56 مع منافذ QSFP28 المستخدمة في الأجهزة القديمة؛ ومع ذلك، فإن هذا يعتمد على جهاز الإرسال والاستقبال المحدد وتصميم النظام الذي يتم النظر فيه. من المهم مقارنة QSFP56 وQFSP28 عند وضع خطط الشبكة. يعمل جهاز الإرسال والاستقبال QSFP56 بمعدل بيانات أقل (100 جيجابت في الثانية) مما تم تصميمه من أجله (200 جيجابت في الثانية) عند توصيله بفتحة QSFP28 ولكنه لا يزال يحتفظ بأدائه من خلال نظام تعديل NRZ. تتيح مخططات NRZ المستخدمة هنا لمقدمي الخدمات إجراء ترقيات تدريجية للبنية التحتية دون تغيير كل شيء مرة واحدة أو تعطيل تقديم الخدمة أثناء الانتقال نحو شبكات عالية السرعة.

كيف يمكن مقارنة QSFP56 بـ QSFP-DD؟

تقدمات تكنولوجية

تم إنشاء QSFP56 وQSFP-DD (رباعي الشكل صغير الحجم قابل للتوصيل - كثافة مزدوجة) لتلبية الحاجة المعاصرة لمزيد من عرض النطاق الترددي في مراكز البيانات وبيئات الحوسبة عالية الأداء. للوصول إلى 200 جيجابت في الثانية عبر أربعة ممرات، يعتمد QSFP56 على QSFP28 ولكنه يستخدم PAM4 (تعديل سعة النبض). من ناحية أخرى، يسمح التكوين المكون من ثمانية حارات لـ QSFP-DD بقدرات أعلى بكثير من ذلك؛ فهو يضاعفها حتى 400 جيجابت في الثانية، ولهذا السبب يجب علينا تحليل qsfp-dd مقابل 200 جيجا qsfp-dd عندما يتعلق الأمر بالاحتياجات سريعة المفعول.

يعد عامل الشكل المادي والواجهة الكهربائية من بين بعض الاختلافات الرئيسية بين هذين المنتجين: أثناء إضافة صفوف من الاتصالات الكهربائية التي تدعم معدلات نقل أسرع، يستخدم QSF DD موصلات هجينة حتى لا يعيق توافقه مع البنى التحتية الحالية القائمة على وحدات QSP أيضًا في في نفس الوقت مما يسمح بالانتقال السهل من نوع إلى آخر إذا لزم الأمر. بالإضافة إلى ذلك، تمت ترقية نظام إدارة تبديد الحرارة في QSFPDD مقارنة بتلك المطبقة داخل أجهزة QSFP+ نظرًا لأنها تأخذ في الاعتبار زيادة استهلاك الطاقة الناتجة عن زيادة إنتاجية البيانات، وبالتالي ضمان الموثوقية أثناء التشغيل.

في الختام، على الرغم من أنها لا تزال تعتمد على تقنية PAM4 لتقديم وحدات بت في الثانية أكثر بمرتين من سابقتها، فإن هذا يعني فقط أن بنية الكثافة المزدوجة المستخدمة هنا تضع معيارًا جديدًا لمتطلبات شبكة الجيل التالي، حيث تصبح 400 جيجابت في الثانية حقيقة واقعة، على عكس الإصدارات السابقة التي اقتصرت على 200 جيجابت في الثانية، وهو ما لم يكن كافيًا.

حالات الاستخدام في مراكز البيانات

تعتمد مراكز البيانات على QSFP56 و وحدات QSFP-DD للاتصالات السريعة ذات السعة العالية والكمون المنخفض. على سبيل المثال، عندما تكون هناك حاجة إلى معدلات بيانات متوسطة إلى عالية ولكن البنية التحتية الحالية لـ QSFP لا تزال مطلوبة، مما يجعل عملية الترقية أسهل، وبنيات العمود الفقري، وأنظمة التداول عالي التردد، ومجموعات الحوسبة عالية الأداء التي تتطلب اتصالاً بسرعة 200 جيجابت في الثانية، من بين أمور أخرى، يمكن الاستفادة من QSFP56.

على العكس من ذلك، عندما يتعلق الأمر بالبيئات التي تتطلب أقصى قدر ممكن من النطاق الترددي، مثل موفري الخدمات السحابية على نطاق واسع، أو شبكات توصيل المحتوى (CDN)، أو مراكز بيانات الاتصالات، ينبغي للمرء أن يفكر في استخدام QSFP-DDs. بفضل سعتها البالغة 400 جيجابايت في الثانية، تصبح هذه الوحدة ضرورية في تأمين أي عملية مؤسسة فيما يتعلق بالسرعة في المستقبل لأنها تسمح بمعدلات نقل بيانات فائقة السرعة، والتي يمكن أن تستوعب النمو الهائل في حركة المرور الناتج عن التقنيات الناشئة مثل الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء والجيل الخامس. ومع ذلك، يجب إطلاق المزيد من الكفاءة مع الأخذ في الاعتبار قابلية التوسع ضمن هذه السيناريوهات الصعبة حيث يكون الأداء هو كل شيء، وبالتالي يتطلب توفر وحدات 5G QSFP400-DD.

مقارنة 200 جرام QSFP56 بـ 400 جرام QSFP-DD

والفرق الرئيسي بين QSFP56 وQSFP-DD هو أعلى سعة للبيانات. يمكن أن يصل QSFP56 إلى 200 جيجابت في الثانية، وهو ما أصبح ممكنًا بفضل تقنية PAM4. وهذا يعني أنه يمكن استخدامه للتطبيقات ذات النطاق الترددي الأعلى مع الاستمرار في التوافق مع الأنظمة المستندة إلى QSFP. ولهذا السبب، فهو يوفر مسارًا سلسًا للترقية للبنى التحتية التي تتطلب المزيد من السرعة دون تغيير كل شيء.

من ناحية أخرى، تم تصميم QSFP-DD أو Double Density لتقديم أداء أفضل بسرعة 400 جيجابت في الثانية. ويحقق ذلك من خلال هندسته المعمارية التي تضاعف الكثافة، مما يتيح استيعاب الممرات الكهربائية الإضافية مثل تصميم 400G QSFP56-DD. يتم دعم مراكز البيانات عالية السعة من الجيل التالي بواسطة QSPF-DD، والتي يمكن توسيع نطاقها وفقًا لاحتياجات موفري الخدمات السحابية على نطاق واسع، ومشغلي الاتصالات، والصناعات الأخرى التي تحتاج إلى نطاق ترددي عالي للغاية مع زمن وصول منخفض مع ضمان المعدل المستقبلي. المتطلبات الناجمة عن التقدم في الذكاء الاصطناعي والجيل الخامس وإنترنت الأشياء.

باختصار، فيما يتعلق باحتياجات تلبية احتياجات الأداء العالي الحالية واعتبارات توافق النظام، فمن الجيد اختيار QSPF56. ومع ذلك، لنفترض أن أحد الأشخاص يريد أن يكون مركز البيانات الخاص به مجهزًا بمزيد من النطاق الترددي والقدرة على الاستعداد لمتطلبات الغد. يجب تحديد QSPFDD في هذه الحالة، لأن هذا سيمهد الطريق نحو أداء شبكة الجيل التالي وقابلية التوسع.

ما هي التطبيقات الرئيسية لوحدات QSFP56 في مراكز البيانات؟

اتصالات إيثرنت عالية السرعة

في مراكز البيانات الحالية، تعتبر وحدات QSFP56 ضرورية لاتصالات إيثرنت عالية السرعة. يمكن أن يتيح ذلك إنشاء 200 رابط Gigabit Ethernet اللازمة للتطبيقات والخدمات التي تتضمن الكثير من البيانات. تتضمن الاستخدامات الرئيسية لوحدات QSFP56 الجمع بين العديد من اتصالات 25G أو 50G لتحسين أداء الشبكة وتقليل زمن الوصول. علاوة على ذلك، فإنها تدعم أيضًا الوصلات الصاعدة السريعة بين المحولات الأساسية ومحولات التوزيع بحيث يكون هناك تدفق سلس للمعلومات عبر مركز البيانات بأكمله. علاوة على ذلك، تتيح وحدات QSFP56 دمج الأجهزة المستقبلية دون أي تحديات، مما يسمح بالمرونة في توسيع نطاق مراكز البيانات مع تحسين الاستثمار في البنية التحتية من خلال صيانة التوافق مع الإصدارات السابقة.

إمكانية التشغيل البيني مع الشبكات الموجودة

الهدف النهائي لوحدات QSFP56 هو تسهيل التكامل السهل مع هياكل الشبكة الموجودة بالفعل. تم تصميم هذه الأدوات أيضًا بحيث يمكن استخدامها بالتبادل مع واجهات QSFP28، مما يعني أنه لا يحتاج المرء إلى تغيير أي شيء أو إجراء أي تعديلات كبيرة عند الانتقال من روابط 100 جيجا إلى روابط 200 جيجا. شيء آخر عنها هو أنها تتبع المعايير المقبولة عالميًا، لذلك يصبح من السهل جدًا عليها العمل مع الأنظمة القديمة بالإضافة إلى الاتصالات عالية السرعة الحالية، مما يجعلها خيارًا مثاليًا لترقية مراكز البيانات. علاوة على ذلك، تعمل هذه الأجهزة بشكل جيد مع طبولوجيا الشبكة الشائعة مثل بنيات العمود الفقري للأوراق، مما يضمن قابلية التوسع وموثوقية تحسين الأداء دون التدخل في عمليات الشبكة الحالية.

التأثير على أداء مركز البيانات

وفقًا لمصادر رائدة، يمكن لمراكز البيانات تحقيق سرعات أعلى وتأخيرات أقل ضرورية لإدارة المهام المستندة إلى البيانات من خلال استخدام وحدات QSFP56. تتيح هذه الوحدات معدلات نقل أسرع للمعلومات مما يؤدي إلى تحسين الإنتاجية الكلية للشبكات وكفاءتها. من خلال تمكين وصلات إيثرنت 200 جيجا، تسهل وحدات QSFP56 الجمع بين العديد من الاتصالات بسرعات أقل، وبالتالي تقليل ازدحام حركة المرور وتحسين تدفق المعلومات. بالإضافة إلى دعم مستويات عالية من زيادة كثافة الموانئ، تعمل تصميماتها المتقدمة أيضًا على تعزيز الحفاظ على الطاقة، وخفض النفقات التشغيلية مع تقليل التأثير البيئي. وتساهم هذه الفوائد في إنشاء بنيات تحتية أقوى وأكثر قابلية للتطوير داخل مراكز البيانات لتلبية الاحتياجات التكنولوجية القادمة مع حماية الاستثمارات المستقبلية.

فهم الكابلات الضوئية وDAC 200 جرام QSFP56

خصائص الوحدة البصرية

يتم تقديم العديد من السمات المهمة من خلال الوحدات الضوئية 200G QSFP56 لبيئات مراكز البيانات عالية الأداء. أولاً، تم استخدام تقنيات الإشارة مثل PAM4 (تعديل سعة النبض) في هذه الوحدات لتمكين معدلات نقل بيانات أعلى من خلال ألياف بصرية واحدة. ثانيًا، تعمل عادةً على مسافات مختلفة: تكوينات قصيرة المدى على ألياف متعددة الأوضاع (حتى 100 متر) أو حلول بعيدة المدى على ألياف أحادية الوضع (حتى 10 كيلومترات أو أكثر)، اعتمادًا على ما تتطلبه البنية التحتية.

ميزة أخرى مهمة هي التزامهم بمعايير الصناعة المعترف بها مثل IEEE وMSA (اتفاقيات متعددة المصادر). إن القيام بذلك يسمح لهم بالتفاعل مع أي معدات شبكات حالية وإجراء الترقيات بشكل سلس. تتضمن معظم الوحدات الضوئية 200G QSFP56 مراقبة التشخيص الرقمي (DDM)، والتي تمنح القدرة على مراقبة المعلمات المختلفة لجهاز الإرسال والاستقبال البصري في الوقت الفعلي، بما في ذلك درجة الحرارة والجهد وتيار انحياز الليزر وطاقة الإخراج/الإدخال البصري، من بين أمور أخرى.

بالإضافة إلى ذلك، تعد كفاءة استخدام الطاقة أحد المجالات التي تبرز فيها هذه الوحدات الضوئية حقًا. تعمل تحسينات التصميم التي تم إجراؤها في وحدات QSFP56 على تقليل استهلاك الطاقة لكل بت، وبالتالي خفض تكاليف التشغيل وجعل مراكز البيانات أكثر مراعاة للبيئة. وإلى جانب كونها قابلة للتبديل السريع، فقد تم تصميمها للسماح بسهولة الصيانة والترقية دون التدخل في عمليات الشبكة. كل هذه الخصائص مجتمعة تجعلها مثالية للاستخدام عندما تكون هناك حاجة لتوسيع سعة النطاق الترددي مع الحفاظ على قوة التشغيل داخل مراكز البيانات التي تتمتع بالفعل بالكفاءة الكافية.

ميزات كابل التوصيل النحاسي المباشر (DAC).

تعد كابلات النحاس المباشر (DAC) وسيلة رخيصة ومبهجة لنقل البيانات عبر مسافات قصيرة في مراكز البيانات وبيئات الحوسبة عالية الأداء. إنها مكونة من كبل نحاسي ثنائي المحور ووحدات إرسال واستقبال متصلة بشكل دائم عند كل طرف كمجموعة ثابتة واحدة. وهذا يعني أنها يمكن أن تدعم معدلات نقل بيانات سريعة جدًا - 10 جيجابت في الثانية، و25 جيجابت في الثانية، و40 جيجابت في الثانية، وحتى 100 جيجابت في الثانية - لذا فهي مناسبة للتطبيقات التي تحتاج إلى روابط سريعة وثابتة.

السبب الرئيسي وراء استخدام الأشخاص لكابلات DAC هو أن لديها زمن وصول منخفض، وهو أمر حيوي إذا كان لديك تطبيقات تحتاج إلى تبادل البيانات بسرعة. كما يمنحهم تصميم Twinax سلامة إشارة جيدة بسبب الحماية القوية والتداخل الكهرومغناطيسي المنخفض (EMI). إنها أفضل من الناحية الفنية من الخيارات الأخرى أيضًا؛ تستخدم كابلات DAC طاقة أقل من نظيراتها من الألياف الضوئية، لذا فهي أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.

لا تحتاج كابلات DAC إلى أي مكونات بصرية إضافية مثل أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية، لذا فهي توفر الوقت في التثبيت والمال عند شراء أجزاء إضافية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تبديل كابلات DAC بشكل سريع وتكون قابلة للتوصيل والتشغيل، مما يجعلها سهلة النشر والصيانة دون التسبب في توقف الشبكة. تعني هذه الأشياء أن كابلات DAC مثالية للتوصيلات البينية عالية السرعة للمسافات القصيرة حيث تريد الأداء الأكثر موثوقية من بيئة مركز البيانات الحديثة لديك.

الاختيار بين الحلول البصرية والنحاسية

عند الاختيار بين الحلول النحاسية والبصرية، يجب أخذ عدة عوامل في الاعتبار، مثل متطلبات المسافة، واحتياجات عرض النطاق الترددي، والظروف البيئية. تعتبر كابلات الألياف الضوئية أو الحلول الضوئية هي الأفضل لنقل البيانات بعيدة المدى مع إمكانات عرض النطاق الترددي العالي. يمكنها دعم معدلات بيانات تزيد عن 100 جيجابت في الثانية مع عدم تكبد أي فقدان للإشارة تقريبًا وتكون محصنة ضد التداخل الكهرومغناطيسي (EMI)، مما يجعلها مثالية لمراكز البيانات واسعة النطاق والبنية التحتية للاتصالات.

من ناحية أخرى، داخل مركز البيانات أو بين الرفوف المتجاورة، ينبغي للمرء اختيار الكابلات النحاسية المتصلة مباشرة (DAC) المستخدمة في تطبيقات المسافات القصيرة. توفر هذه الكابلات زمن وصول أقل وفعالية من حيث التكلفة واستهلاكًا أقل للطاقة مقارنة بنظيراتها الضوئية. علاوة على ذلك، أصبح التثبيت أسهل بكثير لأن النحاس يسمح لك بالتوصيل والتشغيل، مما يقلل أيضًا من جهود الصيانة، وبالتالي خفض تكاليف التشغيل.

وأخيرًا، يتعلق الأمر كله باحتياجات شبكتك بالضبط؛ إذا كنت تريد تغطية مسافات أقصر بأسعار أقل، فاختر كابلات DAC النحاسية، ولكن عندما تحتاج إلى تغطية مسافات أكبر مع معدلات بيانات أعلى، ستكون الحلول البصرية أكثر ملاءمة.

ما هي المعايير والمواصفات لـ QSFP56؟

التوافق مع IEEE 802.3bs

تم تصميم معيار QSFP56 وفقًا لمواصفات IEEE 802.3bs، التي تحدد الطبقة المادية ومعلمات الإدارة لشبكة إيثرنت بسرعة 200 جيجابت/ثانية و400 جيجابت/ثانية. إنه يلبي جميع هذه المتطلبات من خلال ضمان قدرة الوحدات على التعامل مع سرعات البيانات التي تصل إلى 200 جيجابت في الثانية من خلال نقل الإشارة الفعال والحد الأدنى من معدلات الخطأ. لتعزيز التوافق بين أنواع مختلفة من معدات الشبكات، تضع هذه المواصفة القياسية قواعد معينة تتعلق بالواجهات الكهربائية، وأنظمة التعديل، والوسائط المادية، من بين أمور أخرى. ولذلك، فإن أي جهاز يتم تصنيعه وفقًا لهذا المبدأ التوجيهي سيكون قادرًا على العمل مع الأجهزة التي ينتجها بائعون آخرون، وبالتالي خلق بيئة حيث يمكن للأجهزة المختلفة أن تتعايش بشكل متناغم كأجزاء من نظام شبكة واحد قادر على دعم اتصالات البيانات الكثيفة عالية السرعة.

نظرة عامة على QSFP-DD MSA

تحدد الاتفاقية متعددة المصادر (MSA) QSFP-DD (الكثافة المزدوجة القابلة للتوصيل الرباعية ذات الشكل الصغير) المبادئ التوجيهية التي تنظم واجهة مزدوجة الكثافة وعالية السرعة لشبكات اتصالات البيانات الحديثة. يمكنه دعم ما يصل إلى 400 جيجابت في الثانية من إنتاجية البيانات من خلال واجهته الكهربائية المكونة من ثمانية حارات؛ تبلغ سعة كل حارة 50 جيجابت في الثانية. يحقق هذا المعيار توافقًا عكسيًا مع وحدات QSFP الحالية ومضاعفة عدد الاتصالات في نفس المنطقة مع تحسين كفاءة عرض النطاق الترددي بشكل عام. يحدد MSA المعلمات الميكانيكية والكهربائية والحرارية التي تضمن التشغيل الموثوق به في البيئات عالية الكثافة - مثل مراكز البيانات أو شبكات المؤسسات. يتم تمكين إمكانية التشغيل البيني بين الأجهزة المختلفة من خلال الالتزام بـ QSFP-DD MSA، مما يجعلها محايدة للبائعين وقابلة للتطوير لتلبية احتياجات شبكات الجيل التالي.

المواصفات والمعلمات الرئيسية

1. معدل البيانات: يسمح QSFP-DD بمعدل بيانات إجمالي يبلغ 400 جيجابت في الثانية. ويتم تحقيق ذلك من خلال ثمانية طرق، كل منها يرسل بسرعة 50 جيجابت في الثانية.
2. التعديل: يتم استخدام PAM4 (تعديل سعة النبض) بواسطة الوحدات. يؤدي هذا إلى مضاعفة معدل البيانات دون زيادة متطلبات النطاق الترددي بشكل كبير.
3. عامل الشكل: تحافظ الوحدات على التوافق مع عوامل شكل QSFP السابقة، مما يضمن سهولة التكامل والتخلف. يؤدي هذا إلى مضاعفة كثافة المنفذ لتكوينات QSFP القياسية.
4. الواجهة الكهربائية: تتميز الواجهة بكثافة مزدوجة وتتضمن واجهة كهربائية ذات 76 سنًا تتوافق مع المعايير الصارمة لدعم نقل البيانات بسرعة عالية وزمن وصول منخفض وبحد أدنى من الأخطاء.
5. استهلاك الطاقة: تم تصميم هذه الوحدات للعمل بكفاءة في بيئات مراكز البيانات عالية الكثافة دون التأثير على الأداء الحراري، وتستهلك هذه الوحدات ما بين 12 وات و15 وات من الطاقة.
6. التطبيقات: تُستخدم هذه الوحدات على نطاق واسع في مراكز البيانات وشبكات HPC والمؤسسات التي يكون فيها زمن الاستجابة المنخفض وعرض النطاق الترددي العالي وقابلية التوسع أمرًا بالغ الأهمية.
7. التوافق مع المعايير: متوافق مع IEEE802.3bs لضمان التشغيل البيني الموثوق والأداء بين الأجهزة من مختلف الشركات المصنعة، وبالتالي تعزيز التوحيد القياسي في الشبكات عالية السرعة.

مصادر مرجعية

جهاز الإرسال والاستقبال

عامل شكل صغير قابل للتوصيل

الألياف البصرية

الأسئلة الشائعة (FAQs)

س: ما هو الفرق بين QSFP56 وQSFP28؟

ج: الفروق الرئيسية هي معدلات البيانات وتقنيات التعديل. على سبيل المثال، فهو يدعم تعديل NRZ بمعدلات بيانات تصل إلى 100G بينما يدعم تعديل PAM4 بمعدلات بيانات تصل إلى 200G.

س: كيف يمكن مقارنة QSFP56 بـ QSFP-DD؟

ج: إذا تحدثنا عن إمكانات رباعية الكثافة المزدوجة القابلة للتوصيل ذات الشكل الصغير (QSFP-DD)، فإنها تتمتع بمعدلات بيانات أعلى من QSFP56، والتي يمكن أن تصل إلى 400 جيجا. ويستخدم تقنية تعديل PAM4 مماثلة ولكن بممرات مزدوجة، مقارنة بـ QSFP56، والذي يستخدم بشكل أساسي لتطبيقات 200G. ومع ذلك، يمكن دعم كل من 200G و400G بواسطة QSFP-DD.

س: ما هو نوع التعديل المستخدم في أجهزة الإرسال والاستقبال QSFP56؟

ج: تستخدم أجهزة الإرسال والاستقبال QSFP56 تعديل سعة النبض بأربعة مستويات (PAM4) لتحقيق معدلات بيانات أعلى، مثل 100G و200G. تجدر الإشارة إلى أن PAM4 يسمح بنقل المزيد من المعلومات عبر نطاق ترددي معين مقارنة بـ NRZ، والذي كان يستخدم سابقًا في الإصدارات الأقدم من هذا المنتج.

س: هل يمكن استخدام وحدات QSFP56 في منافذ QSFP الموجودة؟

ج: نعم، فهي متوافقة مع الإصدارات السابقة بحيث يمكنها العمل مع محولات الجيل الحالي أو أجهزة التوجيه التي تحتوي على هذه الأنواع من المنافذ المثبتة؛ ومع ذلك، إذا أراد المرء أقصى سرعة مثل تحقيق 200 جيجابت في الثانية (Gbps)، فيجب أن تدعم أجهزته ميزات معينة يتطلبها هذا المعيار.

س: هل أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية QSFP56 مناسبة لشبكة إيثرنت 200G؟

ج: بالتأكيد! تم إنشاء هذه الأجهزة خصيصًا لتطبيقات مثل اتصالات الخوادم عالية الكثافة، حيث قد لا تتوفر مساحة كافية على حامل أو صف واحد للاتصالات المتعددة بسرعات أقل. وبالتالي، فهي ملائمة تمامًا لبيئات الحوسبة عالية الأداء.

س: ما هي الموصلات المستخدمة مع وحدات QSFP56؟

ج: عادةً، تستخدم المنافذ الضوئية في وحدات QSFP56 موصلات LC ويمكن استخدامها أيضًا مع أنواع مختلفة من توصيلات الكابلات النحاسية. يعد ذلك ضروريًا للحفاظ على أداء جهاز الإرسال والاستقبال وموثوقيته في تكوينات مثل 200G QSFP-DD أو 400G QSFP56-DD.

س: لماذا يجب علي استخدام QSFP56 بدلاً من أجهزة الإرسال والاستقبال الأخرى؟

ج: تتضمن بعض مزايا استخدام QSFP56 على الأنواع الأخرى من أجهزة الإرسال والاستقبال معدلات بيانات أعلى (تصل إلى 200 جيجا)، وتعديل PAM4 الفعال، والتوافق مع منافذ QSFP من الجيل السابق، واستهلاك أقل للطاقة. هذه الميزات تجعلها مناسبة للغاية لمراكز البيانات الحديثة بالإضافة إلى تطبيقات النطاق الترددي العالي الأخرى.

س: كيف يختلف PAM4 عن تعديل NRZ؟

ج: يستخدم تعديل سعة النبض أربعة مستويات للإشارة، بينما يستخدم عدم العودة إلى الصفر مستويين فقط لتمثيل البيانات. يتيح ذلك لـ PAM4 إرسال ضعف كمية المعلومات ضمن نفس نطاق التردد، مما يجعلها مثالية للتطبيقات عالية السرعة مثل 100G أو 200G Ethernet، والتي يتم استخدامها بالمقارنة بين أجهزة الإرسال والاستقبال التقليدية وQSFP-DD. على العكس من ذلك، ينبغي استخدام NRZ بسرعات أبطأ.

س: في سياق أجهزة الإرسال والاستقبال QSFP56، ماذا يعني "متوافق"؟

ج: يشير الامتثال إلى التزام هذه الأجهزة بمعايير الصناعة مثل مواصفات IEEE802.3bs أو QSFP-DD MSA. وهذا يضمن إمكانية التشغيل البيني بين المنتجات التي يصنعها بائعون مختلفون ويضمن أداء الوحدة وموثوقيتها.

س: كيف يختلف QSFP56-DD عن QSFP56؟

ج: تتميز الكثافة المزدوجة (QSFP-DD)، والمعروفة أيضًا باسم QSFP56-DD، بضعف عدد الممرات الكهربائية مقارنة بسابقتها. وبالتالي، فهو يدعم معدلات بيانات أعلى تصل إلى 400 جيجابت في الثانية، على عكس سابقه، الذي يدعم فقط ما يصل إلى 100 جيجابت في الثانية. وهذا يجعلها أكثر ملاءمة لتأمين النطاق الترددي الأعلى في شبكات مراكز البيانات في المستقبل.