Der ultimative Leitfaden zu QSFP56-Transceivern und -Modulen

Aufgrund der rasanten technologischen Veränderungen steigen die Anforderungen an Netzwerke rasant an. QSFP56 (Quad Small Form-factor Pluggable 56) Transceiver und Module sind ein enormer Fortschritt für die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung; sie bieten eine bessere Leistung, verbrauchen weniger Energie und können schneller erweitert werden. Dieses Handbuch soll alles Wissenswerte über die QSFP56-Technologie erklären, indem es Informationen zu ihren Funktionen, Vorteilen, Einsatzmöglichkeiten und Implementierungsmöglichkeiten liefert. Egal, ob Sie als Netzwerktechniker oder IT-Experte arbeiten oder einfach nur wissen möchten, was es in letzter Zeit Neues bei optischen Transceivern gibt, dieses Handbuch bietet Ihnen alles, was Sie brauchen, um im Bereich der Hochgeschwindigkeitsnetzwerke auf dem Laufenden zu bleiben.

Was ist ein QSFP56-Transceiver?

Übersicht über QSFP56

Ein QSFP56-Transceiver ist ein kleines, Hot-Swap-fähiges optisches Modul für Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikationsnetzwerke. Er ist mit 200 Gigabit Ethernet kompatibel und eignet sich daher perfekt für Unternehmen und Rechenzentren, die die Bandbreite erhöhen und die Latenz verringern möchten. Der QSFP56-Transceiver verwendet denselben Formfaktor wie der QSFP, kann jedoch mit der PAM50-Technologie (Pulsamplitudenmodulation) bis zu 4 Gbit/s pro Kanal erreichen. Dies erhöht nicht nur die Geschwindigkeit, sondern bleibt auch abwärtskompatibel mit früheren Generationen von QSFP-Hardware, sodass die Integration einfach und die Skalierbarkeit gewährleistet ist.

Funktionen und Anwendungen

Der QSFP56 ist eine entscheidende Komponente in Hochgeschwindigkeitsnetzwerkumgebungen. Grundsätzlich ermöglicht dieses Gerät das Senden und Empfangen von Daten über Glasfaserkabel, indem es elektrische Signale in Lichtsignale umwandelt und so eine schnellere und zuverlässigere Kommunikation ermöglicht. Der QSFP56-Transceiver kann Daten mit 50 Gbit/s pro Kanal unter Verwendung der PAM4-Modulation übertragen und so bis zu 200 Gbit/s in einem einzigen Modul aggregieren. Diese Funktion ist unerlässlich, um die Datendurchsatzanforderungen für aktuelle Rechenzentren, Cloud-Computing-Dienste und Unternehmensnetzwerke zu erfüllen, in denen 100G QSFP28 und 200G QSFP56 sind weit verbreitet.

Rechenzentrumsverbindungen

In Rechenzentren (DCs) werden QSFP56-Transceiver verwendet, um Server oder Speichergeräte miteinander zu verbinden oder zwischen Servern und Speichersystemen. Sie helfen dabei, niedrige Latenzzeiten und hohe Bandbreiten zu erreichen, die für Virtualisierung und Big-Data-Analysen erforderlich sind, unter anderem für Echtzeit-Streaming-Anwendungen, die solche Ressourcen benötigen. Berichten zufolge könnten Unternehmen, wenn sie diese Module einsetzen, im Vergleich zu alten Modellen bis zu 40 % Stromverbrauch einsparen und trotzdem eine bessere Leistung erzielen.

Hochleistungsrechnen (HPC)

In High-Performance-Computing-Umgebungen (HPC) finden Sie viele Supercomputer, die über schnelle Netzwerke miteinander verbunden sind, die mit vielen QSFP56-Modulen erstellt wurden, sodass sie mit sehr hohen Geschwindigkeiten und geringen Latenzen arbeiten. Diese Arten von Netzwerken ermöglichen einen schnellen Informationsaustausch zwischen verschiedenen Teilen des Systems – etwas, das bei umfangreichen Berechnungen oder wissenschaftlichen Forschungssimulationen erforderlich ist, die parallele Verarbeitungskapazitäten über große Rechencluster hinweg erfordern, bei denen jeder Knoten unterschiedliche Teile der gesamten Simulationsaufgabe berechnen kann, aber Ergebnisse von allen anderen Knoten benötigt, bevor er mit der/den Abschlussphase(n) fortfahren kann. Darüber hinaus verbessert die Unterstützung einer Geschwindigkeit von 200 Gb/s die Computereffizienz erheblich und ermöglicht auch schneller viel detailliertere Ergebnisse.

Upgrades für Unternehmensnetzwerke

Für Unternehmen, die ihre Netzwerkinfrastruktur aufrüsten, gibt es keine bessere Wahl als diese Transceiver, da sie Skalierbarkeitsoptionen bieten, die in Wachstumsphasen erforderlich sind. Sie sind außerdem abwärtskompatibel mit früheren Typen, sodass ein Unternehmen die Leistung aufrüsten kann, ohne das gesamte Netzwerksystem überholen zu müssen. Das bedeutet, dass QSFP56 eine kostengünstige Möglichkeit darstellt, die Netzwerkkapazität und das Gesamtleistungsniveau eines Unternehmens effizient zu steigern.

Cloud-Dienste

Bei der Bereitstellung von Cloud-Diensten ist die Geschwindigkeit von großer Bedeutung, insbesondere wenn große Datenmengen aus verschiedenen Quellen gleichzeitig verarbeitet werden müssen. Hier kommen die hohen Geschwindigkeiten und Kapazitäten von QSFP56 ins Spiel. Diese Geräte ermöglichen eine schnelle Ressourcen- und Servicezuweisung, was dazu beiträgt, die Servicebereitstellung in hoher Qualität innerhalb solcher Cloud-Anwendungen aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus stellt die Verarbeitung von Raten von bis zu 200 Gbit/s sicher, dass diese Netzwerke aufgrund ihrer wachsenden Nachfrage jederzeit nach Bedarf skaliert werden können.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass wir auf die Vielseitigkeit oder hohe Leistung von QSFP56-Transceivern nicht verzichten können, da sie in verschiedenen Bereichen, in denen sehr schnelle Netzwerke erforderlich sind, so nützlich sind. Ob Sie sie für DC-Verbindungen, HPC-Anforderungen, EN-Upgrades oder sogar CS-Zwecke benötigen – wissen Sie einfach, dass Ihnen die Verwendung dieser Geräte immer mehr Bandbreite als zuvor bietet, wodurch die Latenzen verringert und der Stromverbrauch während des Betriebs reduziert wird, sodass sie heute zu einem wichtigen Bestandteil jeder modernen optischen Netzwerklösung werden.

Formfaktor und Kompatibilität

Die QSFP56-Transceiver arbeiten mit dem Quad Small Form-factor Pluggable (QSFP)-Formfaktor, der ihren kleinen und praktischen Einsatz in Netzwerkgeräten ermöglicht. Diese Transceiver sind mit früheren Versionen von QSFP- und QSFP+-Ports kompatibel, sodass Benutzer problemlos aufrüsten können, ohne viel an der bereits vorhandenen Hardware-Infrastruktur ändern zu müssen. Dies kommt insbesondere Rechenzentren und Unternehmen zugute, die ihre Netzwerkkapazität schrittweise erhöhen möchten.

Darüber hinaus sind Module dieser Art Hot-Plug-fähig, d. h. sie können installiert oder ausgetauscht werden, ohne dass ein angeschlossenes Gerät ausgeschaltet werden muss. Auf diese Weise werden Unterbrechungen reduziert und Netzwerke können auf höchstem Leistungsniveau verwaltet werden. Dies steigert auch die Betriebseffizienz, da es die für Hochleistungsnetzwerkumgebungen erforderliche Dynamik unterstützt.

Was sind die Unterschiede zwischen QSFP28 und QSFP56?

Vergleich von Geschwindigkeit und Datenrate

Was QSFP28 von QSFP56 unterscheidet, ist die Geschwindigkeit und die Datenrate. Durch die Verwendung von vier Spuren mit jeweils 25 Gbit/s, QSFP28-Transceiver unterstützen Datenraten von bis zu 100 Gbit/s. Für unterschiedliche Netzwerkanforderungen bieten sowohl QSFP28- als auch QSFP56-Module Optionen, die flexibel genug sind. Dank dieser Funktionen können diese Produkte in vielen Hochgeschwindigkeitsnetzwerkanwendungen eingesetzt werden, beispielsweise in Unternehmensumgebungen oder Rechenzentren, in denen große Datenmengen schnell und ohne zu große Komplikationen oder Kosten übertragen werden müssen.

Andererseits unterstützt der QSFP56-Transceiver höhere Geschwindigkeiten mit einer Höchstgrenze von 200 Gbit/s. Dies wird durch vier Spuren erreicht, die jeweils 50 Gigabyte pro Sekunde (Gbit/s) übertragen und fortschrittlichere Modulationstechniken wie PAM4 (Pulsamplitudenmodulation 4-stufig) verwenden. Daher kann man sagen, dass die erhöhte Fähigkeit zur Übertragung von Informationen mit höheren Geschwindigkeiten dieses Produkt für den Einsatz in Bereichen mit intensivem Bandbreitenverbrauch geeignet macht, die geringe Latenz und einfachere Erweiterung erfordern, einschließlich, aber nicht beschränkt auf HPC-Systeme (High-Performance Computing) und Cloud-Dienste der nächsten Generation, um nur einige zu nennen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Qsfp-56, obwohl es eine entscheidende Rolle für die Funktion optischer Netzwerke spielt, Qsfp-28 überlegen ist, da es höhere Geschwindigkeiten in Verbindung mit den größeren Datenübertragungskapazitäten bietet, die von modernen Hochgeschwindigkeits-Netzwerkinfrastrukturen benötigt werden.

Spezifikationen der elektrischen Schnittstelle

Beide Netzwerkgeräte können auf Hardwareebene mit QSFP28- und QSFP56-Transceivern integriert werden, ihre elektrischen Schnittstellenspezifikationen sind jedoch unterschiedlich, da sie mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten arbeiten und Datenraten unterschiedlich verarbeiten.

QSFP28 Elektrische Schnittstelle:

Mit insgesamt 100 Gbit/s verwendet QSFP28 eine elektrische Schnittstelle mit 4×25 Gbit/s. Es ist nach IEEE-Standards wie IEEE 802.3bj konzipiert, was die Kompatibilität mit Ethernet- und Fiber Channel-Anwendungen gewährleistet. NRZ (Non-Return to Zero) wird häufig als Signalmethode für diese Spezifikation verwendet, da es die Signalintegrität über kürzere Distanzen verbessert und gleichzeitig die Verarbeitungsanforderungen vereinfacht.

QSFP56 Elektrische Schnittstelle:

Allein im Hinblick auf 200G QSFP56-Transceiver-Anwendungen besteht Bedarf an zusätzlichen Funktionen durch die Nutzung einer verbesserten elektrischen Schnittstelle mit 4×50 Gbps durch QSFP56. Höhere Datenraten können durch PAM4 unterstützt werden, eine komplexere Modulationstechnik als alle anderen bisher verwendeten Verfahren, und dies hätte erreicht werden können, ohne die Signaltreue zu gefährden. Mit anderen Worten: PAM4 verdoppelt die Kapazität, indem es zwei Bits pro Symbol statt nur einem darstellt, und untermauert damit den IEEE-Standard 802.3cd, der auf Datenübertragungen mit hoher Bandbreite ausgerichtet ist. Das bedeutet, dass solche verfeinerten Kommunikationsmethoden eine breitere Bandbreitenabdeckung und eine höhere Effizienz ermöglichen würden. Es besteht jedoch möglicherweise auch Bedarf an ausgefeilteren Fehlerkorrekturmethoden, die die Integrität während der Übertragung gewährleisten sollen.

Die oben angegebenen Beschreibungen dieser beiden Arten optischer Module zeigen uns, was jedes Modul am besten kann und wie gut es im Vergleich zu seinen Mitbewerbern in derselben Kategorie hinsichtlich Leistungsniveau und technologischer Fortschritte abschneidet. Während NRZ, das von QSF28 eingesetzt wird, problemlos mit 100 Gbit/s arbeiten kann, ermöglicht der PAM4-basierte Ansatz von QSF56 bis zu 200 Gbit/s, wodurch sie für unterschiedliche Netzwerkumgebungen geeignet sind, je nach Bandbreitenbedarf oder der zur Unterstützung erforderlichen Infrastruktur.

Rückwärtskompatibilität

Die Verwendung neuer Systeme ist nur möglich, wenn sie mit den alten kompatibel sind (Abwärtskompatibilität). Normalerweise können QSFP56-Module mit QSFP28-Ports verwendet werden, die in älteren Geräten verwendet werden. Dies hängt jedoch vom jeweiligen Transceiver und Systemdesign ab. Bei der Erstellung von Netzwerkplänen ist es wichtig, QSFP56 und QFSP28 zu vergleichen. Ein QSFP56-Transceiver arbeitet mit einer niedrigeren Datenrate (100 Gbit/s) als der, für die er ausgelegt ist (200 Gbit/s), wenn er in einen QSFP28-Steckplatz eingesteckt wird, behält aber seine Leistung durch das NRZ-Modulationsschema bei. Die hier verwendeten NRZ-Schemata ermöglichen es Dienstanbietern, inkrementelle Infrastrukturupgrades durchzuführen, ohne alles auf einmal zu ändern oder die Dienstbereitstellung zu unterbrechen, während sie auf schnellere Netzwerke umsteigen.

Wie schneidet QSFP56 im Vergleich zu QSFP-DD ab?

Technologische Fortschritte

QSFP56 und QSFP-DD (Quad Small Form-factor Pluggable – Double Density) wurden entwickelt, um dem aktuellen Bedarf an mehr Bandbreite in Rechenzentren und Hochleistungsrechnerumgebungen gerecht zu werden. Um 200 Gbit/s über vier Spuren zu erreichen, basiert QSFP56 auf QSFP28, nutzt aber PAM4 (Pulsamplitudenmodulation). Andererseits ermöglicht die Achtspurkonfiguration von QSFP-DD viel höhere Kapazitäten; sie verdoppelt sie auf bis zu 400 Gbit/s pro Sekunde, weshalb wir QSFP-DD mit 200-Gbit/s-QSFP-DD vergleichen sollten, wenn es um schnell reagierende Anforderungen geht.

Der physische Formfaktor und die elektrische Schnittstelle sind einige der Hauptunterschiede zwischen diesen beiden Produkten: Während QSF DD Reihen elektrischer Kontakte hinzufügt, die schnellere Übertragungsraten unterstützen, verwendet es Hybridanschlüsse, um die Kompatibilität mit vorhandenen Infrastrukturen auf Basis von QSP-Modulen nicht zu beeinträchtigen und gleichzeitig bei Bedarf eine einfache Migration von einem Typ zum anderen zu ermöglichen. Darüber hinaus wurde das Wärmeableitungsmanagementsystem in QSFPDD im Vergleich zu den in QSFP+-Geräten implementierten Systemen verbessert, da es den durch den höheren Datendurchsatz verursachten Anstieg des Stromverbrauchs berücksichtigt und so die Zuverlässigkeit während des Betriebs gewährleistet.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass, obwohl es immer noch auf PAM4-Technologie basiert, um doppelt so viele Bits pro Sekunde zu liefern wie sein Vorgänger, dies lediglich bedeutet, dass die hier verwendete Double-Density-Architektur eine neue Messlatte für die Netzwerkanforderungen der nächsten Generation setzt, bei der 400 Gbit/s Realität werden, im Gegensatz zu früheren Versionen, die sich auf 200 Gbit/s beschränkten, was nicht ausreichend war.

Anwendungsfälle in Rechenzentren

Rechenzentren verlassen sich auf QSFP56 und QSFP-DD-Module für schnelle Verbindungen mit hoher Kapazität und geringer Latenz. Wenn beispielsweise mittlere bis hohe Datenraten erforderlich sind, die vorhandene QSFP-Infrastruktur aber weiterhin genutzt werden soll, um den Upgrade-Prozess zu vereinfachen, können Spine-Leaf-Architekturen, Systeme für Hochfrequenzhandel und Cluster von Hochleistungsrechnern, die eine Konnektivität von 200 Gbit/s erfordern, von QSFP56 profitieren.

Im Gegenteil, wenn es um Umgebungen geht, die die maximal mögliche Bandbreite erfordern, wie z. B. große Cloud-Service-Provider, Content Delivery Networks (CDNs) oder Telekommunikations-Rechenzentren, sollte man den Einsatz von QSFP-DDs in Betracht ziehen. Mit einer Kapazität von 400 GB/s wird dieses Modul unverzichtbar, um den Betrieb jedes Unternehmens in Bezug auf die Geschwindigkeit zukunftssicher zu machen, da es ultraschnelle Datenübertragungsraten ermöglicht, die dem exponentiellen Verkehrswachstum durch neue Technologien wie KI, IoT und 5G gerecht werden können. In diesen anspruchsvollen Szenarien, in denen Leistung alles ist, muss jedoch noch viel mehr Effizienz freigesetzt werden, während die Skalierbarkeit berücksichtigt wird, was die Verfügbarkeit von 400G QSFP56-DD-Modulen erfordert.

Vergleich von 200g QSFP56 und 400g QSFP-DD

Der Hauptunterschied zwischen QSFP56 und QSFP-DD ist die höhere Datenkapazität. QSFP56 kann bis zu 200 Gbit/s erreichen, was durch die PAM4-Technologie möglich wird. Dies bedeutet, dass es für Anwendungen mit höheren Bandbreiten verwendet werden kann und dennoch mit Systemen kompatibel ist, die auf QSFP basieren. Aus diesem Grund bietet es einen nahtlosen Upgrade-Pfad für Infrastrukturen, die mehr Geschwindigkeit erfordern, ohne alles zu ändern.

QSFP-DD oder Double Density hingegen ist darauf ausgelegt, eine bessere Leistung bei 400 Gbit/s zu liefern. Dies wird durch eine Architektur erreicht, die die Dichte verdoppelt und so die Aufnahme zusätzlicher elektrischer Leitungen wie beim 400G QSFP56-DD-Design ermöglicht. Rechenzentren mit hoher Kapazität der nächsten Generation werden durch QSPF-DD unterstützt, das entsprechend den Anforderungen von Cloud-Anbietern im großen Maßstab, Telekommunikationsbetreibern und anderen Branchen, die eine ultrahohe Bandbreite zusammen mit geringer Latenz benötigen, skaliert werden kann und gleichzeitig zukünftige Ratenanforderungen erfüllt, die durch Fortschritte in den Bereichen KI, 5G und IoT entstehen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es angesichts der aktuellen Anforderungen an hohe Leistung und der Systemkompatibilität eine gute Entscheidung für QSPF56 ist. Angenommen, Sie möchten Ihr Rechenzentrum jedoch mit mehr Bandbreite und Kapazität ausstatten, um für die Anforderungen von morgen gerüstet zu sein. In diesem Fall sollten Sie sich für QSPFDD entscheiden, da dies den Weg für Netzwerkleistung und Skalierbarkeit der nächsten Generation ebnet.

Was sind die wichtigsten Anwendungen von QSFP56-Modulen in Rechenzentren?

High-Speed-Ethernet-Verbindungen

In heutigen Rechenzentren sind QSFP56-Module für Hochgeschwindigkeits-Ethernet-Verbindungen erforderlich. Diese ermöglichen die Einrichtung von 200-Gigabit-Ethernet-Verbindungen, die für Anwendungen und Dienste mit großen Datenmengen erforderlich sind. Zu den Hauptanwendungen von QSFP56-Modulen gehört das Zusammenführen vieler 25G- oder 50G-Verbindungen, um die Netzwerkleistung zu verbessern und die Latenz zu verringern. Darüber hinaus unterstützen sie auch schnelle Uplinks zwischen Core-Switches und Distribution-Switches, sodass ein reibungsloser Informationsfluss im gesamten Rechenzentrum gewährleistet ist. Darüber hinaus ermöglichen QSFP56-Module die problemlose Integration zukünftiger Hardware und ermöglichen so die Flexibilität bei der Skalierung von Rechenzentren bei gleichzeitiger Optimierung der Infrastrukturinvestitionen durch Aufrechterhaltung der Abwärtskompatibilität.

Interoperabilität mit bestehenden Netzwerken

Das ultimative Ziel von QSFP56-Modulen ist es, eine einfache Integration in bereits vorhandene Netzwerkstrukturen zu ermöglichen. Diese Geräte sind außerdem so konzipiert, dass sie austauschbar mit QSFP28-Schnittstellen verwendet werden können, was bedeutet, dass beim Übergang von 100G-Verbindungen zu 200G-Verbindungen nichts geändert oder größere Modifikationen vorgenommen werden müssen. Ein weiterer Vorteil dieser Geräte besteht darin, dass sie allgemein anerkannten Standards entsprechen, sodass sie sehr einfach mit Legacy-Systemen sowie aktuellen Hochgeschwindigkeitsverbindungen zusammenarbeiten können, was sie zu einer idealen Wahl für die Aufrüstung von Rechenzentren macht. Darüber hinaus funktionieren diese Geräte gut mit gängigen Netzwerktopologien wie Leaf-Spine-Architekturen, was Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit bei der Leistungsverbesserung gewährleistet, ohne den bestehenden Netzwerkbetrieb zu beeinträchtigen.

Auswirkungen auf die Leistung des Rechenzentrums

Führenden Quellen zufolge können Rechenzentren durch den Einsatz von QSFP56-Modulen höhere Geschwindigkeiten und geringere Verzögerungen erreichen, die für die Verwaltung datengesteuerter Aufgaben erforderlich sind. Diese Module ermöglichen schnellere Informationsübertragungsraten, die den Gesamtdurchsatz und die Effizienz der Netzwerke verbessern. Durch die Aktivierung von 200G-Ethernet-Verbindungen erleichtern QSFP56-Module die Kombination vieler Verbindungen mit niedrigeren Geschwindigkeiten, wodurch Staus reduziert und der Informationsfluss optimiert werden. Neben der Unterstützung einer hohen Erhöhung der Portdichte fördern ihre fortschrittlichen Designs auch die Energieeinsparung, senken die Betriebskosten und minimieren gleichzeitig die Umweltbelastung. Solche Vorteile tragen dazu bei, stärkere und skalierbarere Infrastrukturen in Rechenzentren zu schaffen, um den zukünftigen technologischen Anforderungen gerecht zu werden und gleichzeitig zukünftige Investitionen zu sichern.

Informationen zu optischen 200g-QSFP56- und DAC-Kabeln

Eigenschaften optischer Module

Die optischen 200G QSFP56-Module für Hochleistungs-Rechenzentrumsumgebungen weisen zahlreiche wichtige Eigenschaften auf. Erstens wurden in diesen Modulen Signaltechnologien wie PAM4 (Pulsamplitudenmodulation) verwendet, um höhere Datenübertragungsraten über eine einzelne Glasfaser zu ermöglichen. Zweitens arbeiten sie normalerweise mit verschiedenen Entfernungen: Kurzstreckenkonfigurationen auf Multimode-Fasern (bis zu 100 Meter) oder Langstreckenlösungen auf Singlemode-Fasern (bis zu 10 Kilometer oder mehr), je nachdem, was die Infrastruktur erfordert.

Ein weiteres wichtiges Merkmal ist die Einhaltung anerkannter Industriestandards wie IEEE und MSA (Multi-Source Agreements). Dadurch können sie mit allen aktuellen Netzwerkgeräten zusammenarbeiten und Upgrades problemlos durchführen. Die meisten optischen 200G QSFP56-Module verfügen über Digital Diagnostic Monitoring (DDM), das die Überwachung verschiedener Parameter eines optischen Transceivers in Echtzeit ermöglicht, darunter Temperatur, Spannung, Laser-Bias-Strom und optische Ausgangs-/Eingangsleistung, um nur einige zu nennen.

Darüber hinaus ist die Energieeffizienz ein Bereich, in dem diese optischen Module wirklich hervorstechen. Die Designverbesserungen der QSFP56-Module senken den Stromverbrauch pro Bit, senken so die Betriebskosten und machen Rechenzentren umweltfreundlicher. Sie sind nicht nur Hot-Swap-fähig, sondern auch so konzipiert, dass sie eine einfache Wartung und Aufrüstung ermöglichen, ohne den Netzwerkbetrieb zu beeinträchtigen. All diese Eigenschaften zusammen machen sie perfekt für den Einsatz, wenn die Bandbreitenkapazität erweitert werden muss, während die Robustheit im Betrieb in Rechenzentren erhalten bleibt, die bereits effizient genug sind.

Merkmale des Direct Attach Copper (DAC)-Kabels

Direct Attach Copper (DAC)-Kabel sind eine kostengünstige und unkomplizierte Möglichkeit, Daten über kurze Distanzen in Rechenzentren und Hochleistungsrechnerumgebungen zu übertragen. Sie bestehen aus zweiachsigen Kupferkabeln und Transceivermodulen, die an jedem Ende als eine einzige feste Baugruppe fest miteinander verbunden sind. Dies bedeutet, dass sie sehr schnelle Datenübertragungsraten unterstützen können – 10 Gbit/s, 25 Gbit/s, 40 Gbit/s und sogar 100 Gbit/s – und sich daher für Anwendungen eignen, die schnelle und stabile Verbindungen benötigen.

Der Hauptgrund für die Verwendung von DAC-Kabeln ist ihre geringe Latenz, die bei Anwendungen mit schnellem Datenaustausch von entscheidender Bedeutung ist. Außerdem sorgt das Twinax-Design dank der robusten Abschirmung und der geringen elektromagnetischen Interferenz (EMI) für eine gute Signalintegrität. Auch technisch sind sie anderen Optionen überlegen: DAC-Kabel verbrauchen weniger Strom als entsprechende Glasfaserkabel und sind daher energieeffizienter.

DAC-Kabel benötigen im Gegensatz zu optischen Transceivern keine zusätzlichen optischen Komponenten. Sie sparen daher Zeit bei der Installation und Geld beim Kauf zusätzlicher Teile. Darüber hinaus sind DAC-Kabel Hot-Swap-fähig und Plug-and-Play-fähig, sodass sie einfach zu installieren und zu warten sind, ohne dass es zu Netzwerkausfällen kommt. Aus diesem Grund eignen sich DAC-Kabel perfekt für Hochgeschwindigkeitsverbindungen über kurze Distanzen, bei denen Sie die zuverlässigste Leistung aus Ihrer modernen Rechenzentrumsumgebung herausholen möchten.

Auswahl zwischen optischen und Kupferlösungen

Bei der Entscheidung zwischen Kupfer- und optischen Lösungen müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden, wie z. B. Entfernungsanforderungen, Bandbreitenbedarf und Umgebungsbedingungen. Glasfaserkabel oder optische Lösungen eignen sich am besten für die Datenübertragung über große Entfernungen mit hoher Bandbreite. Sie unterstützen Datenraten von über 100 Gbit/s bei nahezu keinem Signalverlust und sind unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen (EMI), was sie perfekt für große Rechenzentren und Telekommunikationsinfrastrukturen macht.

Innerhalb eines Rechenzentrums oder zwischen benachbarten Racks hingegen sollte man sich für Direct-Attach-Kupferkabel (DAC) entscheiden, die für Anwendungen über kurze Distanzen verwendet werden. Diese Kabel bieten geringere Latenz, sind kostengünstiger und verbrauchen weniger Strom als ihre optischen Gegenstücke. Darüber hinaus ist die Installation viel einfacher, da Kupfer Plug-and-Play ermöglicht, was auch den Wartungsaufwand reduziert und somit die Betriebskosten senkt.

Letztendlich kommt es darauf an, welche genauen Anforderungen Ihr Netzwerk stellt. Wenn Sie kürzere Entfernungen zu geringeren Preisen überbrücken möchten, sollten Sie sich für DAC-Kupferkabel entscheiden. Wenn Sie jedoch größere Entfernungen und höhere Datenraten überbrücken müssen, sind optische Lösungen besser geeignet.

Was sind die Standards und Spezifikationen für QSFP56?

Konformität mit IEEE 802.3bs

Der QSFP56-Standard wurde in Übereinstimmung mit der IEEE 802.3bs-Spezifikation entwickelt, die die physikalische Schicht und Verwaltungsparameter für 200 Gb/s und 400 Gb/s Ethernet definiert. Er erfüllt alle diese Anforderungen, indem er sicherstellt, dass Module durch effiziente Signalübertragung und minimale Fehlerraten Datengeschwindigkeiten von bis zu 200 Gbps bewältigen können. Um die Kompatibilität zwischen verschiedenen Arten von Netzwerkgeräten zu fördern, legt dieser Standard unter anderem bestimmte Regeln bezüglich elektrischer Schnittstellen, Modulationsschemata und physikalischer Medien fest. Daher kann jedes Gerät, das nach dieser Richtlinie hergestellt wird, mit Geräten anderer Hersteller zusammenarbeiten und so eine Umgebung schaffen, in der verschiedene Geräte harmonisch als Teile eines Netzwerksystems koexistieren können, das eine dichte Hochgeschwindigkeitsdatenkommunikation unterstützt.

QSFP-DD MSA Übersicht

Das Multi-Source Agreement (MSA) QSFP-DD (Quad Small Form-Factor Pluggable Double Density) legt die Richtlinien für eine doppelt dichte Hochgeschwindigkeitsschnittstelle für moderne Datenkommunikationsnetzwerke fest. Mit seiner elektrischen Schnittstelle mit acht Spuren kann es einen Datendurchsatz von bis zu 400 Gbit/s unterstützen; jede Spur hat eine Kapazität von 50 Gbit/s. Dieser Standard erreicht Abwärtskompatibilität mit vorhandenen QSFP-Modulen und doppelt so viele Verbindungen im gleichen Bereich bei gleichzeitiger Verbesserung der Gesamtbandbreiteneffizienz. Das MSA definiert mechanische, elektrische und thermische Parameter, die einen zuverlässigen Betrieb in Umgebungen mit hoher Dichte gewährleisten – wie etwa Rechenzentren oder Unternehmensnetzwerken. Die Interoperabilität zwischen verschiedenen Geräten wird durch die Einhaltung des QSFP-DD MSA ermöglicht, wodurch es anbieterneutral und skalierbar für die Netzwerkanforderungen der nächsten Generation wird.

Wichtige Spezifikationen und Parameter

1. Datenrate: Das QSFP-DD ermöglicht eine Gesamtdatenrate von 400 Gbit/s. Dies wird durch acht Wege erreicht, die jeweils mit 50 Gbit/s übertragen.
2. Modulation: Die Module verwenden PAM4 (Pulse Amplitude Modulation). Dadurch wird die Datenrate verdoppelt, ohne den Bandbreitenbedarf wesentlich zu erhöhen.
3. Formfaktor: Module bleiben mit früheren QSFP-Formfaktoren kompatibel und gewährleisten so eine einfache Integration und Rückwärtskompatibilität. Dadurch wird die Portdichte von Standard-QSFP-Konfigurationen verdoppelt.
4. Elektrische Schnittstelle: Die Schnittstelle verfügt über doppelte Dichte und umfasst eine 76-polige elektrische Schnittstelle, die strenge Standards für die Unterstützung von Datenübertragungen mit hoher Geschwindigkeit, geringer Latenz und minimalen Fehlern erfüllt.
5. Stromverbrauch: Diese Module sind für einen effizienten Betrieb in hochdichten Rechenzentrumsumgebungen ohne Beeinträchtigung der Wärmeleistung konzipiert und verbrauchen zwischen 12 und 15 W Strom.
6. Anwendungen: Diese Module werden häufig in Rechenzentren, HPC-Netzwerken und Unternehmen verwendet, in denen geringe Latenz, hohe Bandbreite und Skalierbarkeit entscheidend sind.
7. Einhaltung von Standards: Konform mit IEEE802.3bs, um zuverlässige Interoperabilität und Leistung zwischen Geräten verschiedener Hersteller sicherzustellen und so die Standardisierung im Hochgeschwindigkeitsnetzwerk zu fördern.

Referenzquellen

Transceiver

Kleiner Formfaktor steckbar

Glasfaser

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F: Was ist der Unterschied zwischen QSFP56 und QSFP28?

A: Die wichtigsten Unterschiede liegen in den Datenraten und Modulationstechniken. Beispielsweise unterstützt es NRZ-Modulation mit Datenraten bis zu 100 G, während PAM4-Modulation mit Datenraten bis zu 200 G unterstützt wird.

F: Wie ist QSFP56 im Vergleich zu QSFP-DD?

A: Wenn wir über die Quad Small Form-Factor Pluggable Double Density (QSFP-DD)-Funktionen sprechen, hat es höhere Datenraten als QSFP56, das bis zu 400G erreichen kann. Es verwendet eine ähnliche PAM4-Modulationstechnik, aber doppelte Spuren, verglichen mit QSFP56, das hauptsächlich für 200G-Anwendungen verwendet wird. Allerdings könnten sowohl 200G als auch 400G von QSFP-DD unterstützt werden.

F: Welcher Modulationstyp wird in QSFP56-Transceivern verwendet?

A: Die QSFP56-Transceiver verwenden Pulsamplitudenmodulation mit vier Stufen (PAM4), um höhere Datenraten wie 100G und 200G zu erreichen. Es ist zu beachten, dass PAM4 die Übertragung von mehr Informationen über eine bestimmte Bandbreite ermöglicht als NRZ, das zuvor in älteren Versionen dieses Produkts eingesetzt wurde.

F: Können QSFP56-Module in vorhandenen QSFP-Ports verwendet werden?

A: Ja, sie sind abwärtskompatibel, sodass sie mit Switches oder Routern der aktuellen Generation funktionieren, die über diese Art von Ports verfügen. Wenn Sie jedoch Höchstgeschwindigkeiten wie 200 Gigabit pro Sekunde (Gbit/s) erreichen möchten, muss das Gerät bestimmte von diesem Standard geforderte Funktionen unterstützen.

F: Sind optische QSFP56-Transceiver für 200G-Ethernet geeignet?

A: Auf jeden Fall! Diese Geräte wurden speziell für Anwendungen wie hochdichte Serververbindungen entwickelt, bei denen in einem Rack oder einer Reihe möglicherweise nicht genügend Platz für mehrere Verbindungen mit niedrigeren Geschwindigkeiten vorhanden ist. Daher sind sie die perfekte Lösung für Hochleistungscomputerumgebungen.

F: Welche Anschlüsse werden bei QSFP56-Modulen verwendet?

A: Normalerweise verwenden optische Ports an QSFP56-Modulen LC-Anschlüsse und können auch mit verschiedenen Arten von Kupferkabelverbindungen genutzt werden. Dies ist notwendig, um die Leistung und Zuverlässigkeit des Transceivers in Konfigurationen wie 200G QSFP-DD oder 400G QSFP56-DD aufrechtzuerhalten.

F: Warum sollte ich QSFP56 anstelle anderer Transceiver verwenden?

A: Zu den Vorteilen eines QSFP56 gegenüber anderen Transceivertypen gehören höhere Datenraten (bis zu 200G), effiziente PAM4-Modulation, Kompatibilität mit QSFP-Ports der vorherigen Generation und geringerer Stromverbrauch. Diese Eigenschaften machen sie für moderne Rechenzentren sowie andere Anwendungen mit hoher Bandbreite sehr geeignet.

F: Wie unterscheidet sich PAM4 von der NRZ-Modulation?

A: Die Pulsamplitudenmodulation verwendet vier Signalpegel, während Non-Return-to-Zero nur zwei Pegel zur Darstellung von Daten verwendet. Dadurch kann PAM4 im gleichen Frequenzbereich doppelt so viele Informationen übertragen, was es perfekt für Hochgeschwindigkeitsanwendungen wie 100G- oder 200G-Ethernet macht, das im Vergleich zwischen herkömmlichen Transceivern und QSFP-DD verwendet wird. Im Gegensatz dazu sollte NRZ bei langsameren Geschwindigkeiten verwendet werden.

F: Was bedeutet „konform“ im Zusammenhang mit QSFP56-Transceivern?

A: Konformität bedeutet, dass diese Geräte Industriestandards wie IEEE802.3bs oder QSFP-DD MSA-Spezifikationen entsprechen. Dies garantiert die Interoperabilität zwischen Produkten verschiedener Hersteller und stellt die Leistung und Zuverlässigkeit der Module sicher.

F: Wie unterscheidet sich QSFP56-DD von QSFP56?

A: Double Density (QSFP-DD), auch bekannt als QSFP56-DD, hat im Vergleich zu seinem Vorgänger die doppelte Anzahl an elektrischen Leitungen. Somit unterstützt es höhere Datenraten von bis zu 400 Gbit/s, im Gegensatz zu seinem Vorgänger, der nur bis zu 100 Gbit/s unterstützt. Dadurch ist es besser geeignet, um höhere Bandbreiten in Rechenzentrumsnetzwerken zukunftssicher zu machen.