La guía definitiva para los módulos transceptores ópticos Cisco QSFP

La transmisión de datos eficiente y consistente es importante en el entorno tecnológico que cambia rápidamente. Sin duda, en entornos de redes de alta velocidad, los módulos transceptores ópticos Cisco QSFP (Quad Small Form-Factor Pluggable) son esenciales. Esta guía tiene como objetivo brindarle una idea completa de los distintos tipos de módulos Cisco QSFP y sus características y usos. Si usted es un profesional de TI que intenta mejorar el rendimiento de sus centros de datos o un ingeniero de redes que necesita especificaciones técnicas más detalladas, esta guía le ayudará a adquirir conocimientos suficientes sobre la mejor manera de tomar decisiones relativas a los transceptores ópticos de Cisco. Cuando terminemos de leer este artículo, sabremos mejor lo que se puede lograr implementando Cisco QSFP en nuestra infraestructura de red.

¿Qué es un módulo transceptor óptico Cisco QSFP?

Comprender el formato Cisco QSFP

El estándar QSFP fue seguido por los módulos transceptores ópticos QSFP de Cisco, que fueron creados para una transmisión rápida de datos. El QSFP+ puede funcionar con 100 Gbps y más porque admite velocidades de datos de hasta 100 Gbps y más. Esto hace que el formato sea apropiado para entornos de redes de alto rendimiento. Existen diferentes tipos de módulos Cisco QSFP, como: QSFP+, QSF28 y QSFP-DD, cada uno con capacidades que coinciden con diversos requisitos de red. Los módulos permiten el intercambio en caliente, lo que significa que pueden instalarse o reemplazarse rápidamente sin afectar ninguna operación en la red. Además de esta característica, la mayoría de los Cisco QSFP admiten múltiples protocolos como Ethernet, Fibre Channel, Infiniband, etc., lo que los hace lo suficientemente versátiles para su uso en diferentes escenarios de redes donde puede existir heterogeneidad entre otros dispositivos que se conectan a través del mismo enlace/infraestructura de red. segmento.

Características clave de un módulo transceptor QSFP

Los módulos transceptores QSFP son conocidos por sus sólidas capacidades y confiabilidad en los sistemas de redes actuales. Estas características avanzadas incluyen:

1. Rendimiento rápido de datos: para hacer frente a la creciente necesidad de aplicaciones con uso intensivo de datos, los QSFP admiten anchos de banda muy altos que van desde 40 Gbps (QSFP+) hasta 400 Gbps (QSFP-DD).
2. Funcionalidad intercambiable en caliente: sin apagar el sistema, se pueden insertar o quitar, lo que garantiza un tiempo de interrupción mínimo y un funcionamiento continuo de la red.
3. Compatibilidad con varios dispositivos: Ethernet, Fibre Channel, InfiniBand entre otros protocolos pueden funcionar eficazmente con transceptores QSFP permitiendo así su uso en diferentes aplicaciones.
4. Capacidad de ahorro de energía: el bajo consumo de energía de estos dispositivos ayuda a reducir los costos operativos sin comprometer los niveles de rendimiento.
5. Mejores opciones de conectividad y distancia de alcance: este tipo de módulo admite enlaces cortos a través de fibra multimodo (MMF), así como enlaces largos a través de fibra monomodo (SMF).
6. Integración de factor de forma: con sus tamaños pequeños y peso liviano, los módulos QSFP pueden caber fácilmente en redes densamente pobladas y dejar suficiente espacio para otros componentes.

Usos típicos en centros de datos y computación de alto rendimiento

Para lograr transferencias de datos rápidas y un rendimiento sólido de la red, los módulos transceptores QSFP son necesarios en centros de datos y entornos de computación de alto rendimiento (HPC). Estos tipos de módulos comúnmente se utilizan en las aplicaciones que se enumeran a continuación:

1. Conmutación Top-of-Rack (ToR): Empleados dentro de las configuraciones de conmutadores ToR, facilitan la interconectividad entre servidores, así como conmutadores de red central a velocidades muy altas, contribuyendo así al movimiento efectivo de información entre varias partes de un centro de datos determinado.
2. Interconexiones de alta velocidad: para tareas como simulaciones a gran escala o cálculos científicos donde es necesario una transferencia rápida de datos de baja latencia entre diferentes nodos; Esto solo puede ser posible mediante el uso de un sistema HPC con este tipo de conectividad proporcionada por el módulo QSFP.
3. Infraestructura de computación en la nube: para lograr soluciones de red flexibles y escalables que permitan compartir recursos sin problemas entre entornos virtuales alojados en servicios de nube, los centros de datos deben estar equipados con este tipo de transceptores para que puedan soportar dichas estructuras de red.
4. Redes de área de almacenamiento (SAN): los dispositivos de almacenamiento necesitan una velocidad de acceso y un rendimiento de almacenamiento mejorados, por lo que los módulos QSFP desempeñan un papel importante al proporcionarles una conexión de mayor ancho de banda, lo que mejora su eficiencia general cuando se usan junto con servidores, especialmente aquellos ubicados muy separados.
5. Agregación de red: en escenarios en los que se combinan varios canales de bajo ancho de banda en una ruta de alto ancho de banda para aumentar la eficiencia y el rendimiento total de la red; dicha optimización requerirá transceptores QSFP.

¿Cómo funciona un módulo Cisco QSFP-40G-SR4?

Principios operativos de los transceptores de 850 nm y 150 m

El módulo Cisco QSFP-40G-SR4 funciona según el principio de comunicación óptica de corta distancia con una longitud de onda de 850 nm. Este transceptor para fibras multimodo está diseñado para la transmisión de datos hasta 150 metros a través de tipos de fibra OM3 u OM4. El módulo tiene cuatro canales independientes full-duplex, cada uno capaz de transmitir a 10 Gbps, lo que suma una velocidad de datos total de 40 Gbps.

El proceso comienza cuando las señales de entrada eléctricas se convierten en señales ópticas mediante láseres emisores de superficie de cavidad vertical (VCSEL) que emiten luz a 850 nm, que luego se transmite a través de un cable de fibra óptica. En el extremo receptor, los fotodetectores convierten las señales ópticas nuevamente en eléctricas, lo que garantiza una comunicación de datos eficiente y de alta velocidad. Dicha arquitectura permite transferencias de baja latencia y alto rendimiento entre diferentes puntos de presencia dentro de centros de datos o entornos HPC donde se requieren dichas capacidades.

Compatibilidad con Fibra Multimodo (MMF)

El módulo Cisco QSFP-40G-SR4 admite fibra multimodo (MMF), como OM3 y OM4. Este tipo de fibras se utilizan para transmitir datos en distancias cortas donde una fibra OM3 puede alcanzar hasta 100 metros mientras que una fibra OM4 puede alcanzar 150 metros a una velocidad de 40 Gbps. Esta característica garantiza un rendimiento óptimo y rentabilidad en centros de datos o redes empresariales con espacios reducidos que requieren conexiones de gran ancho de banda cercanas entre sí. El uso de MMF reduce los gastos de infraestructura pero mantiene una comunicación rápida porque aún admite datos de alta velocidad a través de la longitud de onda de 40 nm del módulo QSFP-4G-SR850.

Comprensión de las opciones de conectividad Ethernet 40G

Para comprender las opciones de conectividad Ethernet 40G, es importante considerar diferentes módulos transceptores y estándares de cableado. Las opciones incluyen cables de cobre de conexión directa, cables ópticos activos (AOC) y varios transceptores ópticos, como los módulos QSFP+.

• Direct Attach Copper (DAC): Son soluciones rentables y energéticamente eficientes que se utilizan principalmente para conexiones de corto alcance de hasta 7 metros entre racks o tipos de equipos adyacentes en centros de datos.
• Cables Ópticos Activos (AOC): Llevan transceptores incorporados que les permiten cubrir distancias mucho más largas que los DAC, llegando hasta los 100 metros; Los AOC son más adecuados cuando se requiere una alta flexibilidad con alcance extendido dentro de un entorno de centro de datos.
• Transceptores ópticos QSFP+: estos transceptores son compatibles con fibras monomodo y multimodo y ofrecen flexibilidad para diferentes distancias. Por ejemplo, el QSFP-40G-SR4 funciona con fibras OM3 y OM4 y permite hasta 150 metros con baja latencia, lo que lo hace ideal para centros de datos de alta densidad.

Cada opción tiene sus propios beneficios dependiendo de las necesidades de la aplicación específica, proporcionando así conexiones Ethernet 40G confiables diseñadas para diversos escenarios de redes.

¿Cuáles son los beneficios de utilizar transceptores Cisco QSFP?

Rendimiento mejorado en redes empresariales y de distribución

Los transceptores Cisco QSFP garantizan un mejor rendimiento en las áreas de distribución y núcleo de una red corporativa al ofrecer conexiones de baja latencia y gran ancho de banda necesarias para las aplicaciones actuales de uso intensivo de datos. Esta variedad de transceptores admite diferentes velocidades de transferencia de datos, así como protocolos, de modo que se pueden integrar fácilmente en cualquier infraestructura sin disminuir la interoperabilidad entre sistemas. Los transceptores Cisco QSFP funcionan en base a tecnologías ópticas avanzadas que garantizan una conexión fuerte y estable con poca pérdida de señal, lo que es muy importante para el funcionamiento eficiente de toda la red al mantener la integridad de la información transmitida a través de ella. Además de esto, existen otras funciones útiles, como la Monitorización Óptica Digital (DOM), gracias a la cual los administradores pueden controlar de manera más efectiva sus redes al detectar problemas en tiempo real y resolverlos rápidamente, reduciendo así los costos operativos y optimizando el rendimiento general. Dispositivos como los producidos por Cisco son necesarios para entornos empresariales porque brindan escalabilidad a varios niveles, incluida la resiliencia dentro de grandes organizaciones con muchas sucursales o subsidiarias, todas conectadas entre sí a través de redes de área amplia (WAN).

Conectividad de alta densidad para centros de datos

Para conservar espacio en los centros de datos y simplificar la administración de cables, los transceptores Cisco QSFP permiten conectividad de alta densidad. Estos transceptores permiten la combinación de múltiples enlaces de 10G en un enlace de 40G, lo que reduce la cantidad total de conexiones físicas necesarias. Esto reduce el riesgo de errores de cableado y facilita el mantenimiento y la escalabilidad. Es posible implementarlos de manera flexible en diferentes topologías de red porque el factor de forma QSFP es compacto y modularizado. Además, los transceptores Cisco QSFP pueden funcionar con una variedad de plataformas de conmutadores y enrutadores, lo que garantiza que exista interoperabilidad para entornos de centros de datos dinámicos y en evolución. En consecuencia, los servicios en la nube, así como las tecnologías de virtualización, requieren este tipo de conexiones para satisfacer sus crecientes necesidades de ancho de banda y al mismo tiempo mantener la latencia en niveles mínimos, lo que conduce a velocidades de procesamiento de información más rápidas dentro de estas instalaciones.

Ventajas de la óptica QSFP en informática de alto rendimiento

En entornos de informática de alto rendimiento (HPC), la óptica QSFP aporta muchos beneficios. En primer lugar, tiene amplias capacidades de ancho de banda que pueden admitir velocidades de datos de hasta 100 Gbps, lo cual es necesario para la alta demanda de transferencia de datos común con las aplicaciones HPC. En segundo lugar, la eficiencia energética se mejora mediante el uso de transceptores QSFP; Esto se logra mediante el uso de tecnologías avanzadas para reducir el consumo de energía en comparación con los modelos de transceptores más antiguos. El resultado ofrece ahorros significativos en los costos operativos y menos daños al medio ambiente causados ​​por dichas reducciones en el uso de energía. En tercer lugar, estos módulos están diseñados lo suficientemente pequeños como para ocupar menos espacio dentro del equipo de red pero aún conservan la modularidad, lo que aumenta la cantidad de puertos por dispositivo, lo que conduce a una mejor utilización del espacio y una infraestructura de cableado simplificada en todas las redes. En cuarto lugar, estos dispositivos muestran cifras de latencia bajas, que son factores cruciales para mantener un buen rendimiento computacional, ya que se espera que dichos sistemas procesen datos y ejecuten aplicaciones con niveles bajos de tolerancia a los retrasos. Finalmente, su interoperabilidad junto con su escalabilidad garantiza una integración sin esfuerzo en cualquier marco de red existente, lo que permite capacidades de expansión fluidas y al mismo tiempo garantiza la adaptabilidad de los clústeres de HPC frente a los requisitos cambiantes en términos de potencia de cálculo necesaria a lo largo del tiempo.

¿Cómo elegir el módulo transceptor óptico Cisco QSFP adecuado?

Criterios para seleccionar módulos QSFP compatibles

Para garantizar que su infraestructura de red funcione de manera óptima, debe tener en cuenta algunos puntos al elegir módulos QSFP que puedan trabajar juntos entre sí:

1. Requisitos de velocidad de datos: determine si el módulo QSFP admite la velocidad de datos que su aplicación necesita, como 40 Gbps o 100 Gbps, para satisfacer los requisitos de ancho de banda de su red.
2. Distancia y tipo de fibra: compruebe si se puede utilizar sobre cables de fibra monomodo o multimodo observando la distancia de transmisión admitida. Esto le ayudará a hacer coincidir este transceptor con el diseño físico y los requisitos de distancia de su red.
3. Compatibilidad entre módulos de diferentes proveedores: asegúrese de que no haya degradación del rendimiento al utilizar módulos de varios proveedores en un entorno; deben trabajar juntos sin ningún problema.
4. Consumo de energía: evalúe cuánta energía consumen estos dispositivos, ya que los modelos de bajo consumo ahorran dinero en operaciones y reducen la generación de calor en los CC.
5. Presupuesto y rentabilidad: considere las inversiones iniciales frente a los ahorros futuros en el uso de energía y la confiabilidad operativa al seleccionar módulos asequibles pero confiables.
6. Compatibilidad del módulo QSFP: verifique si se conecta fácilmente con otros dispositivos, como conmutadores, enrutadores, etc., que ya están instalados dentro de una configuración existente, evitando así problemas de conectividad durante el proceso de integración.

Estas organizaciones establecen ciertos estándares, a saber, la serie ANSI TIA/EIA-568-C (EE. UU.) e ISO/IEC 11801 Ed2 (internacional).

Consideraciones para diferentes opciones de conectividad Ethernet

Cuando analizo las muchas formas en que se puede conectar Ethernet a una red, hay algunas cosas clave en las que pienso para hacer mi elección lo más informada posible. Una de las primeras cosas que hago es evaluar las necesidades de velocidad de mi aplicación observando diferentes velocidades de datos y su disponibilidad: 10 GbE, 25 GbE o incluso hasta 100 GbE si es necesario. Una vez que este paso se ha completado con éxito, viene la decisión sobre los tipos de medios físicos, que pueden incluir cables de cobre o cables de fibra óptica, dependiendo de qué funcionará mejor con los niveles de rendimiento deseados junto con los requisitos de distancia (la fibra suele ser más rápida en distancias más largas). Otra cosa que vale la pena considerar es si una solución Ethernet es compatible con mi infraestructura actual porque podría significar tener que comprar nuevos dispositivos que admitan estos estándares o no poder usarlos por completo. Sin embargo, para agregar a este punto, también se debe verificar el soporte de estandarización de la industria y la compatibilidad entre los equipos de diferentes proveedores, para que todo funcione sin problemas sin que surjan problemas posteriores debido a combinaciones incompatibles de hardware/software. Todos estos factores tomados de varias fuentes en línea acreditadas deberían ayudarme a descubrir qué opción sería la más adecuada para mejorar la confiabilidad en todas las redes y al mismo tiempo garantizar que se realicen mejoras en la red siempre que sea posible en función de los recursos disponibles.

Cumplimiento de MMSA y especificaciones ópticas

Para responder a la pregunta sobre el cumplimiento de MMSA y las especificaciones ópticas, debe estar interesado en ciertas cosas. El número uno es asegurarse de que cumpla con los estándares de acuerdos de múltiples fuentes, que tienen que ver con la compatibilidad entre productos de diferentes fabricantes. Esto debería incluir verificar si también cumple con otras especificaciones relevantes como SFP+ para 10GbE, QSFP+ para 40GbE y QSFP28 para 100GbE.

Evalúe especificaciones ópticas detalladas, como longitud de onda, distancia de transmisión y presupuesto de energía, en función de las necesidades de su red. Además, tenga en cuenta el factor de forma, el rango de temperatura y la capacidad de monitoreo de diagnóstico digital, que proporciona monitoreo en tiempo real de parámetros como la potencia de salida óptica, la corriente de polarización del láser o la temperatura.

Es esencial garantizar la confiabilidad y eficiencia en la implementación de transceptores ópticos dentro de nuestra infraestructura de red siguiendo los requisitos de cumplimiento de MMSA y examinando minuciosamente las propiedades de la fibra óptica.

¿Cuál es el papel de Cisco QSFP-4X10G-LR-S en las redes modernas?

Descripción general del módulo QSFP-4X10G-LR-S

El módulo Cisco QSFP-4X10G-LR-S es importante en los diseños de redes contemporáneos por su capacidad para enviar datos rápidamente a largas distancias. Este módulo cuádruple conectable de factor de forma pequeño (QSFP) admite 40 Gigabit Ethernet (40 GbE) a través de cuatro carriles independientes de 10 GbE, lo que significa que puede escalarse fácilmente y funcionar mejor que la mayoría de los demás. Normalmente se utiliza para enlaces entre conmutadores, centros de datos y redes informáticas de alto rendimiento.

El QSFP-4X10G-LR-S es un transceptor de larga distancia que funciona con fibra monomodo (SMF) hasta 10 km, por lo que es adecuado para grandes instalaciones. Cumple con el estándar IEEE 802.3ae 10GBASE-LR/LW y 40GBASE-LR4; esto garantiza la compatibilidad con las infraestructuras actualmente implementadas. Además de estas características, el módulo consume menos energía y tiene potentes funciones de diagnóstico, a la vez que cumple con los requisitos de la industria, lo que lo hace confiable cuando hay grandes volúmenes de tráfico en las redes.

Ventajas y Aplicaciones en Centros de Datos

En los centros de datos, el módulo Cisco QSFP-4X10G-LR-S tiene varias ventajas. En primer lugar, puede admitir de manera flexible carriles de 40 GbE y 10 GbE, lo que garantiza que la infraestructura de red sea lo suficientemente escalable para satisfacer las crecientes necesidades de ancho de banda en diferentes momentos. En segundo lugar, al utilizar un cable de fibra óptica monomodo (SMF), este módulo puede alcanzar hasta 10 kilómetros, posibilitando así la interconexión entre áreas geográficas distantes, lo que a su vez permite agilizar las operaciones y reducir la latencia.

En cuanto a las aplicaciones, el QSFP-4X10G-LR-S es muy útil para la conectividad entre conmutadores porque proporciona conexiones rápidas entre los conmutadores de agregación y centrales. Esto ayuda a mejorar el rendimiento general de las redes al tiempo que mejora la gestión del flujo de datos. Además, su cumplimiento de los estándares IEEE significa que puede integrarse en otros sistemas sin ningún problema, facilitando la compatibilidad entre varios dispositivos utilizados dentro de una organización o incluso entre diferentes instituciones si es necesario. Además, la eficiencia energética ahorra energía, lo que reduce los costos incurridos, especialmente cuando se ejecutan centros de datos a gran escala. También considera las preocupaciones ambientales ya que se desperdiciará menos electricidad durante los períodos de operación.

Comprensión de los tipos de conectores y cables de conexión

La infraestructura del centro de datos se puede configurar y optimizar mediante cables multiconector y tipos de conectores. Normalmente, el módulo QSFP-4X10G-LR-S utiliza conectores LC para interactuar con fibra monomodo (SMF). Estos conectores LC de pequeño tamaño permiten más espacio para equipos de red.

Por el contrario, los cables multiconector dividen una única conexión de alto ancho de banda en varias conexiones de menor ancho de banda. Para módulos QSFP-4X10G-LR-S, un QSFP+ a 4x SFP+ cable de ruptura se aplica comúnmente. En esta configuración, una conexión de 40 GbE se puede separar en cuatro conexiones de 10 GbE, lo que permite diseñar redes de manera flexible y ampliarlas o reducirlas según sea necesario.

Los centros de datos pueden optimizar el rendimiento general de su red y sus instalaciones de alta densidad mediante el uso de cables de conexión y tipos de conectores adecuados. Esto permite que las redes se ajusten según las diferentes necesidades de ancho de banda sin dejar de funcionar de manera confiable en niveles máximos.

Fuentes de referencia

Pequeño factor de forma enchufable

100 Gigabit Ethernet

Fibra óptica multimodo

Preguntas frecuentes (FAQ)

P: ¿Qué es un módulo transceptor óptico Cisco QSFP?

R: El transceptor óptico Cisco QSFP es un módulo compacto para aplicaciones de comunicaciones de datos que se puede conectar en caliente y es producido por Cisco. Proporciona opciones de conectividad de alta velocidad en centros de datos de alta densidad, incluidas opciones de Ethernet para datos.

P: Explique la abreviatura QSFP.

R: Significa Quad Small Form-Factor Pluggable, un tipo de módulo transceptor óptico diseñado para admitir velocidades de datos más altas y entornos de red más densos.

P: Dé ejemplos de algunos tipos de módulos Cisco QSFP ampliamente utilizados.

R: Los siguientes se encuentran entre los tipos más utilizados; Módulos 40GBASE-SR4 QSFP compatibles con Cisco QSFP-40G-SR4, QSFP, 40G y QSP compatibles con Cisco QSFP-4G-SR40. Estos módulos proporcionan varias opciones de conectividad Ethernet de alta densidad.

P: Diferenciar entre módulos transceptores ópticos MMF y SMF.

R: Los módulos transceptores ópticos MMF (fibra multimodo), como los transceptores ópticos 40G, están diseñados para distancias más cortas de hasta 150 metros utilizando fibra multimodo OM4. En comparación, los transceptores SMF (fibra monomodo) admiten distancias más largas que los cables de fibra monomodo.

P: ¿Existen estándares industriales que sigan los módulos Cisco Qsfp?

R: Sí, cumplen con los estándares MSA (Acuerdo de fuentes múltiples) para funcionar con otros transceptores y dispositivos de red compatibles fabricados por diferentes fabricantes.

P: ¿Qué tipos de velocidades de datos admiten los transceptores Cisco QSFP?

R: Los transceptores Cisco QSFP admiten varias velocidades de datos, como 40 Gbps para módulos QSFP 40GBASE-SR4. Esto ofrece a los clientes una amplia gama de opciones de conectividad Ethernet de alta densidad para sus aplicaciones de centro de datos.

P: ¿Cómo podemos conectar dispositivos de red con transceptores QSFP?

R: Generalmente, colocamos transceptores QSFP en puertos QSFP en conmutadores de red. La conexión directa entre dispositivos QSFP se puede realizar a través de cables de conexión directa de cobre QSFP a QSFP en distancias más cortas y enlaces ópticos en distancias más largas.

P: ¿Qué se entiende por longitudes de enlaces de soporte en un módulo QSFP?

R: Las longitudes de los enlaces de soporte muestran la distancia máxima que el módulo puede cubrir mientras transmite datos de manera confiable. Por ejemplo, ciertos tipos de módulos QSFPS admiten longitudes de enlace de hasta 100 metros a través de fibra multimodo OM4.

P: ¿Hay transceptores QSFP 40G compatibles disponibles?

R: Sí, Cisco ofrece diferentes transceptores 40G QSFP compatibles, incluido Cisco 40GBASE-QSFP y otros transceptores compatibles, para diversas opciones de conectividad.

P: ¿Por qué debería utilizar módulos QSFP de alta densidad?

R: Los módulos QSFP de alta densidad permiten a las organizaciones aprovechar al máximo su espacio limitado en los centros de datos y, al mismo tiempo, brindan opciones de conectividad Ethernet sólidas y escalables para datos. Esto ayuda a mejorar el rendimiento general y la eficiencia de las redes.