Comprensión del cable óptico activo 100G QSFP28: componentes clave y beneficios

En el mundo moderno, es necesario comprender los diferentes medios de transmisión para lograr velocidades de transferencia de datos de alta velocidad en las redes. El AOC (cable óptico activo) QSFP100 de 28G ha permitido velocidades de datos tan altas. Este documento busca brindar una descripción completa de los AOC 100G QSFP28, incluidas sus especificaciones técnicas, partes principales y ventajas de la vida real. Después de terminar este artículo, uno debería tener conocimientos suficientes sobre lo que las tecnologías de cable avanzadas como ésta pueden hacer para mejorar el rendimiento y la eficiencia de las redes.

¿Qué es un cable óptico activo QSFP100 de 28 g?

Definición de cable óptico activo QSFP100 de 28 g

Una conexión de alta velocidad destinada a centros de datos y entornos HPC es el cable óptico activo (AOC) QSFP100 de 28G. Fusiona cuatro carriles independientes de 25 Gbps cada uno, dando así una velocidad de datos total de 100 Gbps a través de fibra óptica. Los componentes eléctricos y ópticos se combinan en el AOC QSFP28 para permitir una transmisión efectiva de datos con una mínima pérdida de señal, así como prevención de interferencias electromagnéticas. Este tipo de cable funciona mejor en interconexiones que se encuentran dentro de racks o entre racks adyacentes que están más juntos; Tiene un bajo consumo de energía, alta densidad y se puede implementar fácilmente.

Características clave de 100 g de AOC QSFP28

Velocidad de datos rápida: Un AOC QSFP100 de 28G puede admitir cien Gb por segundo, ya que tiene una alta velocidad de datos agregada.

El ahorro de energía: El AOC está destinado a ahorrar energía, ya que normalmente consume menos energía que las soluciones tradicionales de cobre.

Prevención de señales ruidosas y EMI: Con partes eléctricas y ópticas en un solo dispositivo, el AOC garantiza una pérdida mínima de señal durante la transmisión de datos y una reducción de la interferencia electromagnética (EMI).

Compacidad: El pequeño tamaño de los módulos QSFP28 permite una mayor cantidad de puertos en los racks del centro de datos, mejorando así la eficiencia del espacio.

Fácil implementación: Estos cables son plug-and-play, lo que significa que no es necesario realizar ninguna configuración antes de su uso, lo que facilita la instalación y la configuración de la red es menos compleja.

Idoneidad para distancias cortas: El AOC 100G QSFP28 es más adecuado para la conectividad dentro o entre bastidores dentro de centros de datos porque funciona bien en distancias cortas.

Cómo funciona el cable óptico activo

Los cables ópticos activos (AOC) funcionan convirtiendo señales eléctricas en señales ópticas para permitir la transmisión de datos a alta velocidad. A continuación se muestra un breve resumen de cómo funcionan según diversas fuentes:

1. Conversión eléctrica a óptica: Los AOC cambian las señales de entrada eléctricas de la fuente de datos a señales ópticas a través de transceptores integrados en su interior. Estos transceptores están formados por un diodo láser para transmitir datos y un fotodiodo para recibirlos.
2. Transmisión óptica: Una vez transformadas en pulsos de luz, estas señales luminosas pasan a través de la fibra óptica que recorre el cable. Las fibras ópticas tienen anchos de banda amplios y pueden enviar información a largas distancias con poca latencia o pérdida de intensidad de la señal.
3. Conversión óptica a eléctrica: Otro grupo de transceptores integrados convierte las señales ópticas recibidas en eléctricas para que el dispositivo receptor pueda entenderlas en formato electrónico.
4. Confiabilidad de los datos: Al utilizar medios ópticos, la susceptibilidad a las interferencias electromagnéticas (EMI), así como la pérdida de señal, se reducen considerablemente, lo que garantiza precisión y eficiencia durante la transmisión de datos.

En pocas palabras, los AOC utilizan la óptica para una transferencia de datos más rápida y confiable, lo cual es muy importante en los entornos modernos de centros de datos y computación de alto rendimiento.

¿Por qué elegir QSFP28 AOC en lugar de otros tipos de cables?

Ventajas de los cables AOC QSFP100 de 28 g

1. Ancho de banda alto: Esto admite la transmisión de datos a velocidades de hasta 100 Gbps, lo que lo hace adecuado para centros de datos y computación de alto rendimiento.
2. Baja latencia: Esto mantiene el retardo de tiempo más corto al enviar señales y, por lo tanto, mejora el procesamiento instantáneo de datos.
3. Alcance extendido: Capaz de enviar datos de manera eficiente a distancias más largas que los cables de cobre convencionales.
4. Resistencia EMI: Este último garantiza un método estable y seguro de transmisión de información al rechazar las interferencias electromagnéticas mejor que otro tipo de sistemas.
5. Eficiencia energética: En comparación con otros enlaces rápidos, este consume menos electricidad, lo que resulta en costos operativos reducidos.
6. Ligero y flexible: Esto los hace más fáciles de manejar e instalar y, al mismo tiempo, reduce el estrés físico en la infraestructura de la red.

Comparación del cable óptico activo con cables de cobre

Los cables ópticos activos (AOC) y los cables de cobre tienen diferentes características para diversos requisitos de red.

• Ancho de banda y velocidad de datos: Los centros de datos, la informática de alto rendimiento y otros entornos con uso intensivo de datos pueden beneficiarse de la capacidad de los AOC para admitir anchos de banda y velocidades de datos más altos que los cables de cobre.
• Estado latente: Las fibras ópticas permiten velocidades de transmisión de señales más rápidas en los AOC, lo que reduce la latencia, que es esencial para el procesamiento de datos en tiempo real, así como para aplicaciones con tiempos de tolerancia bajos para las respuestas.
• Distancia de transmisión: Si bien los cables de cobre solo son capaces de transmitir eficazmente hasta 100 metros, a veces se pueden lograr incluso varios kilómetros sin comprometer el rendimiento utilizando AOC.
• Interferencia electromagnética (EMI): La inmunidad EMI, al ser una cualidad innata de los cables ópticos activos, los hace adecuados para su uso en entornos donde existe una alta actividad electromagnética, mientras que los cables de cobre pueden experimentar este tipo de interferencia que conduce a la degradación o pérdida de señales.
• Consumo de energía: Cuando se comparan entre sí, queda claro que los AOC utilizan menos energía que sus homólogos (cables de cobre), lo que reduce el gasto operativo en toda la infraestructura de la red y mejora su eficiencia energética.
• Características físicas: Además de ser más livianos, los cables de fibra óptica activa también cuentan con una mayor flexibilidad en comparación con los sistemas de cableado metálico tradicionales, como los fabricados con materiales de cobre. Esto simplifica las instalaciones y al mismo tiempo reduce el estrés físico en los componentes de hardware de red, como los conmutadores, entre otros.

En conclusión, si bien todavía son asequibles en distancias cortas, los cables de cobre no pueden igualar a los AOCS en cuanto a factores como ancho de banda, período de latencia, distancia recorrida sin caídas de rendimiento, resistencia a interferencias electromagnéticas (EMI), niveles de consumo de energía y facilidad de configuración, lo que los convierte en opciones superiores utilizadas en redes de comunicación de larga distancia caracterizadas por requisitos de alta velocidad.

Alto rendimiento de 100 g QSFP28

El QSFP28 está diseñado para satisfacer las necesidades de diferentes redes que requieren velocidades de datos más altas. Este transceptor puede admitir velocidades de datos de 100 Gbps y está diseñado para redes de alta densidad y de ancho de banda múltiple. Algunas de sus métricas clave de desempeño incluyen:

1. Ancho de banda eficiente: El QSFP28 puede transmitir a 100 Gbps a través de una única fibra dúplex, lo que lo hace muy eficiente al tratar con aplicaciones que tienen requisitos de ancho de banda elevados pero un hardware mínimo.
2. Retraso mínimo: TEl QSFP100 de 28 g utiliza PAM4 (modulación de amplitud de pulso) entre otras tecnologías avanzadas de modulación de señal para reducir la latencia o el retraso, un factor importante en aplicaciones en tiempo real, así como en centros de datos donde la información debe procesarse rápidamente.
3. Distancia más larga: Admite varias distancias de transmisión, desde unos pocos metros usando DAC (cables de cobre de conexión directa) hasta 10 km a través de fibra monomodo (SMF), brindando así flexibilidad para los requisitos de redes de corta y larga distancia.
4. Ahorro de energía: Se emplean mecanismos de ahorro de energía al diseñar este módulo de manera que normalmente un QSFP3.5 consume menos de 28 vatios, que es mucho menor que sus predecesores, lo que reduce los gastos operativos dentro de los centros de datos.
5. Control de calor: Las capacidades de control de calor más desarrolladas permiten que el producto funcione de manera óptima dentro de rangos de temperatura específicos incluso cuando se implementa en alta densidad, garantizando así la continuidad de los servicios en todo momento.

En resumen, el módulo QSFP100 de 28 g ofrece el gran rendimiento que requieren las exigentes redes actuales, incluido gran ancho de banda, baja latencia, alcance extendido, eficiencia energética y funciones confiables de gestión térmica.

¿Cuáles son las aplicaciones de 100g QSFP28 en los centros de datos modernos?

Casos de uso en centros de datos

1. Transferencia de datos de alta velocidad: El módulo QSFP100 de 28 g es ideal para facilitar la transferencia de datos de alta velocidad entre servidores, sistemas de almacenamiento y dispositivos de red, proporcionando así una transferencia de información fluida.
2. Computación en la nube: El módulo impulsa la infraestructura de la nube con un ancho de banda mejorado y menos latencia para satisfacer las necesidades de aplicaciones y servicios exigentes alojados en la nube.
3. Actualizaciones de red: El QSFP28 facilita mayores velocidades de datos en un espacio más pequeño al tiempo que actualiza la infraestructura de red existente y ofrece escalabilidad competitiva dentro de capacidades físicas limitadas.
4. Computación de borde: Para fines de gestión de volúmenes masivos de datos en entornos informáticos de vanguardia, el QSFP28 garantiza el procesamiento en tiempo real y la comunicación de baja latencia.
5. Entornos de alta densidad: Diseñado para abordar las demandas de entornos de alta densidad, esto da como resultado una mayor densidad de puertos con tasas optimizadas de eficiencia térmica y de energía.

Mejora de la transmisión Ethernet

Hay algunos puntos importantes a considerar al mejorar la transmisión Ethernet con un módulo QSFP100 de 28 g. La primera es que este dispositivo tiene un ancho de banda muy alto y una latencia baja, lo que puede mejorar enormemente el rendimiento en las redes Ethernet al hacer que la transferencia de datos sea más rápida y eficiente. Otra cosa es que utiliza técnicas de modulación avanzadas como PAM4 (Pulse Amplitude Modulation), que permiten enviar mayor cantidad de información a través de un mismo enlace de fibra, maximizando así la infraestructura disponible. Además, las funciones de eficiencia energética y gestión térmica dentro del módulo ayudan a garantizar que funcione de manera consistente en condiciones densas, al tiempo que reducen los costos de operación y mejoran la confiabilidad en toda la red. Todas estas mejoras en conjunto cumplen con los nuevos requisitos establecidos por los centros de datos hoy en día, como velocidades de datos más altas, demoras reducidas y un sólido rendimiento de red escalable.

Aplicación en informática de alto rendimiento

El módulo 100G QSFP28 es muy importante en entornos de computación de alto rendimiento (HPC) porque puede manejar grandes cantidades de datos, como los que se encuentran en simulaciones científicas o cálculos complejos. Este dispositivo tiene capacidades de transmisión de alta velocidad y baja latencia, que son necesarias para análisis en tiempo real y otras tareas que implican mover información rápidamente a través de muchos nodos dentro de un clúster. Además de esto, el procesamiento paralelo se utiliza a menudo en las HPC; por lo tanto, los controles térmicos robustos junto con las técnicas de modulación avanzadas empleadas por los módulos garantizan que siempre funcionen de manera confiable bajo cualquier circunstancia para lograr velocidades de cálculo más rápidas y un procesamiento de datos más eficiente al tiempo que mejoran el rendimiento general del sistema.

¿Cuáles son la compatibilidad y los estándares para el cable óptico activo QSFP100 de 28 g?

Compatibilidad con dispositivos QSFP100 de 28 g

El cable óptico activo AOC 100G QSFP28 se puede utilizar con muchos otros dispositivos que también tienen el mismo puerto 100G QSFP28, como conmutadores, enrutadores y NIC en redes empresariales o incluso en centros de datos. Basado en el Acuerdo de fuentes múltiples (MSA) para QSFP28, el cable admitirá cualquier sistema que siga este estándar, lo que permitirá trabajar incluso con diferentes proveedores.

Descripción general de la compatibilidad del dispositivo:

• Interruptores: Cisco, Juniper y Arista son solo algunos ejemplos entre muchos otros fabricantes líderes que brindan soporte para interfaces como las que se encuentran en los módulos 100G QSFP28; Estos permiten conexiones de alta velocidad tanto entre centros de datos como dentro de redes empresariales más grandes.
• routers: Para una gestión eficiente del tráfico troncal, se pueden construir sistemas utilizando varios tipos de componentes de hardware, incluidos enrutadores de alta capacidad suministrados por Alcatel-Lucent o Huawei que son compatibles con el estándar 100G QSFP28.
• Tarjetas de interfaz de red (NIC): Para establecer enlaces rápidos entre servidores en un entorno DC típico, ahora es una práctica común incorporar adaptadores multipuerto diseñados específicamente para este propósito en los sistemas host; pueden provenir de proveedores tan conocidos como Intel, Mellanox o Broadcom, todos ellos compatibles con 100 GbE sobre cables de cobre/ópticos a través de sus respectivos módulos transceptores QSA+.

Especificaciones técnicas:

• Velocidad de datos: Hasta cien gigabits por segundo.
• Longitud de onda: La mayoría de las veces se identifica como ocho cincuenta nanómetros cuando se habla de fibra óptica multimodo.
• Alcanzar: Hasta cien metros en teoría, pero en la práctica no debería exceder los ochenta metros debido a las limitaciones del presupuesto de energía impuestas por las fibras de grado OM4.
• Tipo de conector: Cuádruple de factor de forma pequeño conectable veintiocho.

Cumplimiento de normas:

• IEEE 802.3bm – Especificaciones de la capa física para conexiones Ethernet de fibra óptica a velocidades superiores a diez Gigabits por segundo utilizando backbones de fibra multimodo.
• SFF-8665 – Interfaces eléctricas, dimensiones mecánicas e interfaces de gestión para módulos transceptores QSFP28.
• RoHS – Directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas (Cumplimiento) 2002/95/EC.

Estas especificaciones técnicas muestran que la capacidad total del AOC 100G QSFP28 no debe exceder los cien gigabits por segundo, lo que se puede lograr mediante el uso de fibra óptica multimodo con la longitud de onda operativa más alta, alrededor de ocho cincuenta nanómetros. Sin embargo, debido a las limitaciones del presupuesto de energía impuestas por este tipo particular de fibras, su alcance máximo puede variar entre ochenta o incluso menos de veinte metros sólo en ciertos casos cuando se trabaja sobre un conjunto de cables OM4. Finalmente, el tipo de conector se conoce como Quad Small Form-factor Pluggable Twenty-Eight.

Comprensión de QSFP28 MSA y sus estándares

El Acuerdo de Fuentes Múltiples (MSA) QSFP28 se refiere a un esfuerzo conjunto de varios fabricantes para establecer módulos transceptores universalmente aceptados. Estas regulaciones son necesarias para garantizar que los equipos de diferentes proveedores sean compatibles y confiables. Las siguientes son las características principales del QSFP28 MSA:

• Factor de forma: Esta especificación define las dimensiones mecánicas de los transceptores QSFP28 para que puedan encajar en racks o ranuras diseñadas para este tamaño.
• Interfaces eléctricas: Los requisitos de señal eléctrica se especifican para garantizar una comunicación efectiva entre los módulos QSFP28 y otros dispositivos de red.
• Consideraciones térmicas: MSA proporciona pautas para la disipación de calor y la gestión térmica, lo que les permite operar de manera confiable en diversas condiciones ambientales durante períodos prolongados.

El cumplimiento de dichos estándares establecidos permite una integración perfecta dentro de la industria, ampliando así las opciones de diseño de redes y al mismo tiempo garantizando un rendimiento uniforme en las redes de comunicación de datos de alta velocidad.

Interoperabilidad con otros transceptores

Para que las redes sean flexibles y escalables, es importante que QSFP28 interopere con otros transceptores, incluidos los módulos SFP+, QSFP+ y CFP. Los módulos QSFP28 admiten varios protocolos de transmisión y velocidades de datos, que pueden funcionar bien con otros transceptores que han sido estandarizados. Esto se logra mediante el cumplimiento de los estándares del Acuerdo de fuentes múltiples (MSA), que definen especificaciones mecánicas, eléctricas y térmicas comunes para su uso en diferentes tipos de transceptores. Para verificar el soporte sin problemas para actualizaciones o expansiones dentro de las infraestructuras de red existentes, los proveedores prueban ampliamente sus módulos QSFP28 en entornos de múltiples proveedores. Por lo tanto, cualquier diseñador puede implementar con confianza cualquiera de las soluciones QSF28 disponibles, con la seguridad de que se combinarán perfectamente con una gama más amplia de tecnologías de transceptores.

¿Cómo se selecciona el cable AOC adecuado para sus necesidades?

Factores a considerar para conjuntos de cables

1. Requisitos de velocidad de datos: ¿Qué cantidad de datos necesitará transferir su red dentro de un período específico?
2. Longitud del cable: ¿A qué distancia deben estar las conexiones para que los cables mantengan la integridad de la señal en el rango deseado?
3. Condiciones ambientales: ¿En qué tipo de entorno, incluidos los niveles de temperatura y humedad, funcionarían más eficazmente los cables con propiedades térmicas y mecánicas adecuadas?
4. Tipo de conector: ¿Qué tipos de conectores se necesitan para combinar transceptores y otros equipos?
5. Limitaciones presupuestarias: ¿Podemos equilibrar los requisitos de rendimiento del sistema con su costo para obtener la mejor solución dentro del presupuesto?
6. Compatibilidad de proveedores: ¿Es seguro que dichos cables puedan funcionar bien con equipos de diferentes proveedores para que su sistema siga siendo abierto y escalable?

Elegir la longitud correcta del cable

Para seleccionar la longitud de cable adecuada, necesita saber a qué distancia están los dispositivos. Debes buscar un cable que sea lo suficientemente largo para cubrir la distancia entre dos puntos sin estirarlo demasiado ni dejar un margen demasiado grande que pueda provocar degradación de la señal o daños materiales también. Además, tenga en cuenta cualquier reconfiguración o expansión futura que pueda requerir rutas de enrutamiento más adaptables. Por lo tanto, determinar la longitud correcta del cable depende de un equilibrio entre la integridad de la señal, las implicaciones de costos y los posibles cambios futuros en la red.

Evaluación de los requisitos de velocidad de datos

Es importante determinar los requisitos de velocidad de datos para optimizar el rendimiento de la red y evitar restricciones de ancho de banda. En primer lugar, es necesario evaluar la velocidad de datos máxima requerida observando qué aplicaciones o servicios se utilizan en una red determinada. Esto puede implicar la transmisión de vídeos de alta definición y la transferencia de archivos de gran tamaño, entre otras cosas, que normalmente exigen velocidades de datos más altas. En segundo lugar, evalúe la infraestructura de su sistema con respecto a su capacidad para manejar los niveles esperados de tráfico; tener en cuenta los equipos disponibles y sus capacidades frente a las velocidades previstas. Por último, se deben considerar aumentos futuros en el flujo de información, seleccionando así cables y dispositivos que puedan transportar cargas más grandes sin requerir grandes actualizaciones. Una planificación adecuada en este punto garantizará que se cumplan las demandas actuales y, al mismo tiempo, dejará espacio para la expansión utilizando el hardware adecuado, como cables y dispositivos.

Fuentes de referencia

Pequeño factor de forma enchufable

100 Gigabit Ethernet

Cable de fibra óptica

Preguntas frecuentes (FAQ)

P: ¿Qué es un cable óptico activo QSFP100 de 28G?

R: El cable óptico activo (AOC) QSFP100 de 28G es un conjunto de cables orientado a aplicaciones de interconexión y comunicación de datos de alta velocidad que ofrece un rendimiento sólido. Para enlazar entre los puertos Ethernet 100G del centro de datos se suele utilizar fibra óptica de menor latencia para la transmisión de datos, consiguiendo así un mayor ancho de banda.

P: ¿Qué comprende un AOC 100G QSFP28?

R: Algunas partes del AOC 100G QSFP28 incluyen circuitos electrónicos necesarios para convertir señales eléctricas en señales ópticas o viceversa, transceptores, cables de fibra de alta calidad y conectores QSFP28, entre otros. Estos componentes funcionan juntos para una transferencia de datos confiable y efectiva.

P: ¿Por qué debería utilizar un AOC QSFP100 de 28G en lugar de otros cables?

R: En comparación con los cables de cobre tradicionales, existen muchas ventajas al utilizar AOC QSFP100 de 28G, que incluyen tener más capacidad de ancho de banda, distancias más largas cubiertas durante la transmisión, bajo consumo de energía y mínima inferencia electromagnética. Por esta razón, estos cables ópticos activos serían perfectos en cualquier centro de datos de alta velocidad donde tanto el rendimiento como la confiabilidad son lo más importante.

P: ¿Son compatibles con ellos los diferentes tipos de equipos de red?

R: Sí, de hecho, están diseñados para funcionar con diferentes tipos de equipos de red, por lo que también se los puede denominar DAC 100G QSFP+ compatibles. Estos se pueden emplear en conmutadores, enrutadores o cualquier otro dispositivo de red que admita interfaces como las basadas en la estandarización de Ethernet de hasta cien gigabits por segundo.

P: ¿Qué distingue entre los AOC 100G QSFP28 y los DAC?

R:La principal diferencia está en el medio utilizado para transmitir señales: mientras que los AOC utilizan fibras ópticas, lo que proporciona un rango de respuesta de frecuencia más amplio a distancias más largas, los DAC utilizan cobre, que generalmente ofrece el menor costo pero un rendimiento menos óptimo en enlaces de corta distancia.

P: ¿Se pueden utilizar AOC 100G QSFP28 en configuraciones de ruptura?

R: Un AOC de ruptura de 100G QSFP28 es un ejemplo de una configuración de ruptura que puede usar AOC de 100G QSFP28. Esto permite dividir un único puerto de 100G en varios puertos con velocidades más bajas y puede ayudar a diseñar redes de manera flexible mientras se utiliza el ancho de banda disponible de manera más eficiente.

P: ¿Cuál es la distancia de transmisión máxima para los AOC 100G QSFP28?

R: La distancia de transmisión máxima admitida por los AOC 100G QSFP28 depende de varios factores, como el ensamblaje del cable y la calidad de la fibra. Sin embargo, generalmente pueden soportar distancias de hasta 100 metros o más, lo que los hace adecuados para la mayoría de las aplicaciones de centros de datos.

P: ¿En qué se diferencian los cables ópticos activos paralelos 100G QSFP28 de otros tipos de AOC?

R: Los cables ópticos activos paralelos 100G QSFP28 son únicos porque permiten transmitir múltiples flujos de datos al mismo tiempo a través de diferentes fibras ópticas paralelas, lo que brinda un mayor ancho de banda acumulativo que los AOC en serie, lo que resulta en un mejor rendimiento. Esto los hace perfectos para aplicaciones donde se requieren velocidades de datos muy altas.

P: ¿Qué son los conjuntos de cables personalizados? ¿Están disponibles para AOC 100G QSFP28?

R: Los conjuntos de cables personalizados se refieren a cables fabricados específicamente de acuerdo con requisitos o especificaciones determinados; Estos también se conocen como cables a medida. Están disponibles para su uso con AOC QSFP100 de 28G, lo que permite a los usuarios seleccionar las longitudes y tipos de conectores deseados, entre otras características, para satisfacer sus necesidades de red únicas.