QSFP56-DD と他のトランシーバーモジュールの違いを理解する: 400G QSFP-DD テクノロジーのガイド

2024 年 9 月 8 日

キャサリン

光通信エンジニア

高速ネットワークの世界では、すべてが常に変化しています。人々はより高速で遅延の少ない接続を求めており、そのため、以前よりもはるかに優れたトランシーバーが開発されています。 QSFP56-DD (Quad Small Form-factor Pluggable Double Density) トランシーバーモジュールは、大きな進歩を示す 400G ネットワークソリューションの一例です。この記事では、その技術仕様、利点、制限、および現在入手可能な他のトランシーバーモジュールについて説明します。これにより、読者は他の類似製品と比較したトランシーバーモジュールの位置付けを理解し、大容量ネットワークを設定する際に適切な決定を下すことができます。

QSFP-DD とは何ですか? QSFP56 とどう違うのですか?

QSFP56-DD を理解する: 主な機能と利点

QSFP56-DD トランシーバーモジュールは、高密度ネットワーク環境でパフォーマンスを向上させるために作られています。その機能の 400 つは、それぞれ 50 Gbps で動作する 56 つのレーンで送信できる密度構成を介して XNUMXG のデータレートをサポートすることです。この設計により帯域幅が広がり、同時にデータセンター内のスペース要件が縮小されます。さらに、このタイプの他のモジュールとの互換性もあります。既存のネットワークインフラストラクチャにシームレスに統合できるため、現在の QSFP-DD アプリケーションとの下位互換性も可能になります。これらのデバイスで使用されている高度な熱管理テクノロジにより、より高い電力効率と運用信頼性が実現されます。一般的に言えば、QSFPXNUMX-DD は、現代のネットワーク展開における高速化、高密度化、および効率性の向上に対する高まる需要を満たすため、トランシーバーテクノロジにとって重要な一歩を踏み出したと言えます。

QSFP-DD と QSFP56 の比較: 違いは何ですか?

アーキテクチャ構成とデータ伝送容量が主な違いです。 QSFP56 および QSFP-DD です。ただし、帯域幅は同じではありません。QSFP56 は、それぞれ 50 Gbps の能力を持つ 200 つのレーンを使用して XNUMXG のデータレートを実現しますが、その後継モデルは XNUMX つの拡張レーンを使用してその XNUMX 倍のレートを実現します。チャネル数の増加は、使用可能な帯域幅を増やすだけではありません。特に、小さな領域に多数の接続が詰め込まれている環境では、スペースと電力を大幅に節約します。さらに、QSFP-DD では熱管理が改善され、信号の整合性を向上させるその他の機能も改善されているため、より高い効率も求められる最新のインフラストラクチャ内の高性能ネットワークにより適しています。

データセンターにおけるQSFP56-DDのアプリケーション

QSFP56-DD トランシーバーは、データセンターのさまざまなアプリケーションに非常に役立ちます。400G の高データレートにより、バックボーンネットワーク接続に最適です。バックボーンネットワーク接続は、コアネットワークアーキテクチャスイッチとルーター間でデータを効率的に切り替えることができます。さらに、このデバイスは、高速処理と大量の情報転送が必要な高性能コンピューティング (HPC) クラスターで広く使用されています。このトランシーバーにより、スケーラビリティと帯域幅の割り当てが向上し、データセンターはビッグデータ分析、人工知能、クラウドコンピューティングサービスなどの重いワークロードを処理できるようになります。さらに、現在のインフラストラクチャで動作するため、アップグレードが容易になり、施設はオーバーホールを完了することなく、変化する技術的要求に対応できます。したがって、QSFP56DD は、データセンターの最新の運用における有効性と効率性の向上に大きく貢献します。

QSFP-DD は QSFP28 や OSFP などの他のトランシーバーモジュールとどのように比較されますか?

QSFP-DD と QSFP28: どちらを使用すべきですか?

QSFP-DD トランシーバーと QSFP28 トランシーバーのどちらにするかを決める際には、考慮すべき点もいくつかあります。100g QSFP28 は、従来のネットワークアプリケーションには最適ですが、データニーズがますます増大する将来を見据えた環境ではうまく機能しない可能性があります。一方、400G QSFP-DD は、帯域幅を大量に消費する要件に対応し、ネットワーク全体の効率を高めることができる、はるかに高い容量を提供します。さらに、これらのモジュールは既存の QSFP28 アプリケーションとの下位互換性も備えているため、インフラストラクチャの変更をあまり必要とせずにスムーズに移行できます。したがって、現在一般的に認識されているアプリケーションには最適ですが、組織が時間の経過とともに伝送速度の大幅な増加を期待している場合は、qsfp-dd を使用すると、より優れたネットワークパフォーマンスが保証されます。最終的に、どのタイプのトランシーバーを購入すべきかは、個々の運用要件、予想される成長率、および財務上の制約によって異なります。

QSFP-DD と OSFP: フォームファクタとパフォーマンスの違い

QSFP-DD トランシーバーと OSFP トランシーバーを並べて見ると、フォームファクターとパフォーマンスの点で両者の間にいくつかの違いがあることがわかります。Quad Small Form-factor Pluggable Double Density (QSFP-DD) は、パフォーマンスを犠牲にすることなく、同じスイッチまたはルーターにより多くのポートを配置できるコンパクトなソリューションとして作成されています。QSFP28 と互換性があるため、データセンターは既存のインフラストラクチャを使用して、最大 400Gbps のより高いデータレートを活用しながら、以前のバージョンでも動作できます。

一方、各レーンが 25Gbps をサポートし、400 つのレーンを持つ Octal Small Form-factor Pluggable (OSFP) は QSFP-DD に比べて大きく、最大合計容量は XNUMXGbps になります。さらに、サイズが大きいため放熱性も向上し、効率的な冷却が求められる高電力アプリケーションに適しています。

どちらも 400 ギガビットイーサネットアプリケーションをサポートできますが、この XNUMX つのタイプはいつ選択すればよいのでしょうか。スペースが限られている状況では、熱性能とともに必要な電力管理機能などに応じて、OSFP よりも QSFP-DD を使用する方がよい場合もあれば、その逆の場合もあります。

QSFP-DDと他のトランシーバーとの互換性

QSFP-DD トランシーバーは、以前のバージョンでも動作し、既存のネットワークインフラストラクチャにスムーズに組み込めるように設計されています。以前の QSFP28 トランシーバーモジュールと互換性があるため、一緒に使用できます。つまり、アップグレード時にスイッチやルーターを変更する必要がありません。この機能は、多額の費用をかけずに帯域幅を増やしたいデータセンターにとって重要です。

さらに、QSFP-DD は、マルチモードおよびシングルモードアプリケーション用に設計されたものを含め、さまざまな種類の光モジュールと電気モジュールをサポートしています。したがって、オペレータは、ニーズに応じてこのテクノロジを展開できる場所の選択肢が増え、既存のケーブルやコネクタを使用してリソースを最大限に活用することもできます。さらに、QSFP-DD を使用するネットワークシステムは、複数のプロトコルとデータレートに対応できるため、ネットワーク投資が将来にわたって有効であることを確保しながら、変化するテクノロジ標準に対応できるほどの汎用性があります。

QSFP56-DD の技術仕様は何ですか?

QSFP56-DD のデータレートとパフォーマンス

56 つのチャネルすべてを使用すると、QSFP56-DD トランシーバーはチャネルあたり 400 Gbps のデータレートを提供でき、合計 5 Gbps の帯域幅が得られます。この高いデータレートを実現するために、より高度な変調方式と、大容量データセンター相互接続や XNUMXG アプリケーションに適した優れた信号整合性が採用されています。また、従来の製品よりも熱性能が向上し、消費電力も低減されているほか、イーサネット、ファイバーチャネル、InfiniBand などのさまざまなトランスポートプロトコルをサポートしているため、さまざまなネットワーク環境にわたって柔軟性を確保できます。そのため、この高速互換性により、現代のあらゆるネットワークアーキテクチャに不可欠な要素となっています。

QSFP56-DDモジュールで使用されるコネクタタイプ

QSFP56-DDモジュールは、高速データ転送のためにさまざまなコネクタタイプを使用します。標準コネクタには、 MPO （マルチファイバープッシュオン）コネクタは、マルチモードファイバーアプリケーションで最も人気のあるものです。これにより、より高い周波数が可能になります。データセンター内の接続スペースを無駄にすることなく、より小型の LC (Lucent Connector) タイプをシングルモードアプリケーションに採用し、長距離でも弱い信号が途切れないようにすることができます。さらに、QSFP56-DD は以前のバージョンとの下位互換性があり、異なるフォーマットを使用して構築された既存のネットワーク全体でより適切に機能します。とりわけ、これらのコネクタは、適用可能なさまざまな最新のネットワーク環境下で QSFP56-DD モジュールの柔軟性と信頼性を保証します。

QSFP4-DD における PAM56 変調: 知っておくべきこと

QSFP56-DDモジュールにとって、PAM4（4レベルパルス振幅変調）は、同じ光インフラストラクチャを介してより高速なデータレートを実現するための重要な技術です。PAM5では、各ビットをXNUMXつの電圧レベルで表すNRZ（非ゼロ復帰）とは異なり、XNUMXビットがシンボルごとにXNUMXつの異なる振幅レベルで表されます。この効率向上により、周波数を増やすことなく帯域幅の使用率がXNUMX倍になり、XNUMXGネットワークや、データセンター相互接続。

さらに、長距離でのパフォーマンスをサポートするため、QSFP4-DD モジュールで PAM56 変調を実装する場合は、ノイズが強く信号整合性機能を備えた信号処理技術を使用する必要があります。このため、PAM4 をサポートするほとんどの機器では、エラー訂正およびイコライゼーションアルゴリズムが高度に洗練されています。一般的に、これらの信号を通じて、より長い距離でより多くのデータを通信できると言えます。そのため、光通信システムを容量に関してそのようなタスクに適したものにするには、それらが必要になる可能性があり、そのため、現代のネットワークは QSFP56-DD モジュールを構成要素として大きく依存しています。

400G QSFP56-DD トランシーバーを使用する利点は何ですか?

高速ネットワークにおける400G QSFP56-DDの利点

400G QSFP56-DD トランシーバーは、いくつかの理由から高速ネットワーク環境に必須です。まず、最大 400 Gbps の高速データレートを処理できるため、クラウドコンピューティング、データセンターの相互接続、5G 通信のニーズを満たします。そのため、追加のインフラストラクチャをインストールすることなく、システム間でより多くの情報をより高速に転送できます。

56 つ目は、QSFP100-DD モジュールは 200G および XNUMXG モジュールを備えた現在のネットワークと下位互換性があるため、組織が段階的にネットワーク機能を拡張する際に、一度に大規模な変更を必要とせずにスムーズな統合が可能になります。

4 つ目は、信号の完全性が向上し、消費電力が削減されたため、これらのデバイスは将来を見据えたネットワーク設計に持続可能になりました。つまり、PAMXNUMX 変調によって発生する熱によりパフォーマンスが通常大幅に低下する厳しい条件でも、他の高度な機能とともに、実装された効果的な熱管理により、最新の高速ネットワークに必要な信頼性と効率が実現されます。

QSFP56-DD の消費電力と効率

ネットワークインフラストラクチャの効率と全体的な影響は、400G QSFP56-DD トランシーバーの消費電力に大きく影響されます。これらのトランシーバーは、以前のバージョンよりも優れたエネルギー効率で設計されています。通常、このようなトランシーバーは、モデルやアプリケーションに応じて平均 6 ～ 8 ワットを消費します。これは、同じデータレートを実現するために複数の低速トランシーバーを使用した場合に必要となる電力よりもはるかに低い値です。

また、スループット容量を向上できる他の要素の中でも、これらのデバイスに統合された PAM4 変調技術は、電力の節約にも役立ちます。送信に必要な電力が少なくなると、施設は運用コストを削減し、環境汚染を減らすことができます。さらに、QSFP56-DD 設計に採用されている効果的な熱管理機能は、安定したパフォーマンスを保証するだけでなく、動作中に温度を推奨範囲内に保つことで電気エネルギーの無駄を防ぎます。最小限の電力使用と最大限の効率性に重点が置かれているため、持続可能な大規模ネットワークソリューションに適しています。

400G QSFP56-DDがデータセンターのパフォーマンスを向上させる方法

400G QSFP56-DD を使用したトランシーバーの導入により、帯域幅の拡大とリソースの最適化により、データセンターのパフォーマンスが大幅に向上します。これらのトランシーバーは、クラウドコンピューティング、人工知能、ビッグデータ分析などの最新のアプリケーションをサポートするために不可欠な、より高いスループットレートを可能にすることで、データ転送の高速化とレイテンシの短縮を実現します。さらに、QSFP56-DD のコンパクトな設計により、高密度構成が可能になり、データセンターのスペース利用率を最大化し、ケーブルの乱雑さを最小限に抑えることができます。

さらに、PAM4 変調などの高度なシグナリングテクノロジにより、大規模なアップグレードを必要とせずに、既存のインフラストラクチャ上でより効率的なデータ伝送が保証されます。この機能により、データセンターは運用をより適切に拡張できるため、全体的な柔軟性が向上し、変化する帯域幅のニーズに対する応答性が向上します。これらの考慮事項により、パフォーマンスや信頼性を損なうことなくワークロードを拡張できる環境がデータセンター内に作成されます。

既存のシステムで QSFP56-DD の互換性と統合を確保するにはどうすればよいでしょうか?

QSFP56-DD モジュールの下位互換性

QSFP56-DD トランシーバーは下位互換性を持つように設計されているため、既存のシステム内の古いバージョンのモジュールで動作します。これらのシステムには、QSFP28 と QSFP+ の両方が含まれます。つまり、ネットワークオペレーターはシステム全体をオーバーホールする必要はなく、インフラストラクチャを徐々にアップグレードできます。QSFP56-DD トランシーバーを使用すると、100G および 40G ネットワーク構成を引き続き使用できるため、容量を簡単に増やしてパフォーマンスを最適化することができます。また、これらのモジュールはマルチレート機能を持つように設計されているため、柔軟な接続オプションが可能になります。これにより、ネットワーク内で効率的な通信パスを維持しながら、異なる速度で動作するデバイスとの接続が可能になります。このような適応機能により、ネットワークへの長期投資が強化され、組織が変化するデータニーズに迅速に対応できるため、ネットワークが長期にわたって持続可能になります。

既存のQSFPシステムとの統合

QSFP56-DD モジュールが現在の QSFP システムで適切に動作することを確認するには、体系的な方法を使用する必要があります。考慮すべき主な要素の XNUMX つは、物理的および電気的インターフェイスです。これらの要素は、より高速なデータ速度を提供する一方で、以前のものと同じ形状であるため、既存の QSFP ポートに簡単にインストールできます。最も信頼できる情報源によると、統合時に最初に行う必要があるのは、現在のネットワークデバイスのファームウェアがこの種の機能をサポートしているかどうかを確認することです。これは、相互運用性に大きく影響する可能性があるためです。

さらに、IEEE 802.3bs などの最新の業界標準に準拠した光トランシーバーを利用することも重要です。これは、パフォーマンスの向上とレイテンシの削減に役立ちます。これには、統合フェーズですべてのハードウェアおよびソフトウェアコンポーネントを厳密にテストして、互換性の問題を早期に発見することが含まれます。さらに、段階的な導入戦略を採用して、管理者が高度なモジュールをネットワークに徐々に導入することで、中断の可能性を最小限に抑えながら、移行によってシステムの強度や効率が損なわれないようにすることができます。このような細心の注意を払うことで信頼性が向上し、インフラストラクチャ自体の拡張性が必要になる可能性のある将来のデータニーズの増大に備えることができます。

シームレスな操作のための設定のヒント

QSFP56-DD モジュールを統合しながらシームレスな操作を確保するには、適切な構成が必要です。まず、すべてのネットワークデバイスを最新のファームウェアに更新してください。これにより、QSFP56-DD がサポートされるだけでなく、パフォーマンスとセキュリティも強化されます。ベンダーのドキュメントと業界のベストプラクティスに従ってリンクアグリゲーション設定を構成し、複数の接続を XNUMX つの論理リンクとして機能させ、帯域幅と復元力を高めます。

他に実行する必要があることは、リンクの健全性とパフォーマンスメトリックを監視するための光監視機能を設定することです。これは、プロアクティブなメンテナンスに役立ちます。最小および最大 TX 電力などの一部のパラメータも、信号劣化を減らし、長距離での伝送を最適化するために調整する必要がある可能性があります。

さらに、統合後にネットワークパフォーマンスを評価するために包括的な監視ツールを使用することも考えられます。これにより、潜在的な問題を可視化し、迅速に対処してシステムのスムーズな実行を確保できます。これらは、ネットワーク内の変化する需要に基づいて常に定期的にレビューする必要があり、信頼性とともに継続的な最適化を実現できます。

参照ソース

トランシーバ

光ファイバ

コンピュータネットワーク

よくある質問（FAQ）

Q: 他のトランシーバーモジュールと QSFP56-DD の違いは何ですか?

A: 他の QSFP モジュールと比較して、QSFP56-DD は、倍密度 (DD) 機能を備えた高度な光トランシーバーモジュールです。400G イーサネットをサポートし、より高いデータレートと優れた効率を実現します。これらのモジュールは QSFP-DD MSA 標準に準拠しており、拡張された電気インターフェイスとフォームファクターを備えているため、パフォーマンスが向上しています。

Q: QSFP-DD と QSFP56 を比較するとどうなりますか?

A: QSFP-DD (Quad Small Form-factor Pluggable Double Density) は、QSFP56 に比べて大幅に改善されています。QSFP56 は通常最大 200G をサポートしますが、QSFP-DD モジュールは 400G イーサネットをサポートします。QSFP-DD フォームファクタでは、より高いポート密度と帯域幅を利用できます。また、QSFP-DD トランシーバでは PAM4 などのさまざまな変調方式を使用できますが、QSFP56 では NRZ 変調が一般的に使用されます。

Q: このテクノロジーを活用するメリットは何ですか?

A: このテクノロジーが提供する利点には、400G イーサネットをサポートしながら下位互換性による既存のインターフェイスとの互換性、データスループットの向上、より多くのポートを可能にする倍密度 (DD) 設計、さまざまな波長や距離で動作できるためさまざまなネットワークアプリケーションに適した汎用性などがあります。

Q: qsfp-dd のフォームファクターは qsfp28 とどう違うのですか?

A: qsfp100 モジュールの 28G サポートと比較すると、qsfp-dd のフォームファクターは 400G をサポートし、対応する qsfp28 の XNUMX 倍の密度です。qsfp-dd の設計には、より高いデータレートと下位互換性に対応する拡張電気インターフェイスが含まれており、データセンターアプリケーションでより汎用的になります。

Q: レガシーシステムで qsfp-dd トランシーバーを使用できますか?

A: QSFP28 や QSFP56 などの QSFP インターフェイスと下位互換性があるため、レガシーシステムでも使用できます。つまり、大きな変更を加えることなく、既存のデータセンターインフラストラクチャに簡単に統合できます。

Q: QSFP-DD モジュールで使用される光技術は何ですか?

A: QSFP-DD モジュールは、PAM4 変調と複数の光波長を使用して、帯域幅効率を高め、高速データ伝送を実現します。QSFP-DD の標準光学系には、4 m の距離をサポートする DR500 と、デュプレックス LC コネクタを備えたシングルモードファイバーで 4 km まで到達できる FR2 があります。

Q: 400G QSFP-DD トランシーバーの一般的な用途は何ですか?

A: これらのデバイスは、データセンター相互接続、高性能コンピューティングネットワーク、エンタープライズコアネットワーク、サービスプロバイダーバックボーンなど、高帯域幅、低レイテンシ、スケーラブルなネットワークソリューションを必要とするアプリケーションにサービスを提供できます。

Q: QSFP-DD MSA は QSFP-DD モジュールの開発と展開にどのような影響を与えますか?

A: QSFP-DD のマルチソースアグリーメント (MSA) では、このテクノロジに基づくさまざまなトランシーバーの作成または使用に関するルールが定められています。電気インターフェイス標準、機械寸法などの仕様が確立されているため、メーカーは互換性のある製品を製造でき、業界内でのより広範な採用とイノベーションが促進されます。

Q: QSFP-DD と OSFP や COBO などの他の 400G トランシーバーフォームファクターの違いは何ですか?

A: これら 3 つのタイプには、サイズ密度パフォーマンスなど、多くの違いがあります。たとえば、OSFP は COBO と QSFP-D+D の両方よりもサイズが大きく、同様のアーキテクチャを使用しているため互換性を維持しながら、より高い電力消費と優れた熱性能を提供します。COBO はオンボード統合用に明示的に設計されており、QSFDD や OSFPP よりもさらにコンパクトになっています。