光ソリューションにおける QSFP28、QSFP56、QSFP-DD の違いを理解する

高速データ通信の世界は急速に変化しており、ネットワークを最大限に活用するには、さまざまなタイプのトランシーバーの違いを知ることが重要です。この記事では、QSFP28、QSFP56、QSFP-DD 光ソリューションに特に焦点を当て、その機能、使用場所、利点などについて説明します。これらの違いを説明することで、読者の皆様が、現在のネットワーク インフラストラクチャ内で効率的かつ信頼性の高いデータ伝送を行うための帯域幅要件と運用ニーズの両方を満たすテクノロジーを選択する際に、より適切な準備を整えられることを願っています。

QSFP28 の特徴は何ですか?

QSFP28トランシーバーの主な特徴

• 帯域幅容量QSFP28 トランシーバーはポートあたり最大 100 Gbps の帯域幅をサポートできるため、高スループットのデータ転送に役立ちます。
• フォームファクタ： QSFP28 はコンパクトなフォーム ファクターを採用しており、スイッチやルーターでの高密度展開が可能です。
• 伝送距離： 使用する光ケーブルの種類に応じて、QSFPS で達成可能な伝送距離は 100 メートルから 10 キロメートル以上になります。
• 波長： マルチモード アプリケーションでは 850 nm の波長で動作しますが、シングルモード アプリケーションでは 1310 nm 前後の波長を使用するため、さまざまな種類の光ファイバーと互換性があります。
• 互換性: QSFP+ モジュールと SFP+ モジュールの両方との下位互換性があることに加えて、これらのコンポーネントを使用してネットワークを設計する際の柔軟性が向上します。
• 消費電力： これらのトランシーバは、平均消費電力が1ポートあたり約3.5ワットと低く、qsfp-ddやなどの他の規格とは一線を画しています。 qsfp56.

データセンターにおけるQSFP28の一般的な用途

1. 高密度データ伝送： QSFP28 トランシーバーは、高密度相互接続を提供し、効率的なサーバー集約とスイッチ接続帯域幅の利用を可能にするために、データセンターでよく使用されます。
2. クラウド コンピューティング インフラストラクチャ: 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環境で必要な帯域幅に対する高い需要を満たすことができ、分散ネットワーク間でのデータの高速移動を可能にします。
3. ハイパフォーマンス コンピューティング (HPC): リアルタイム処理や負荷の高いアプリケーションが実行される HPC セットアップでは、必要なスループットを提供する QSFP28 が不可欠です。
4. データ センター相互接続 (DCI): 複数のデータ センターを接続して、一貫した高速長距離転送を実現するために適用されます。
5. 仮想化ネットワーク環境: このテクノロジーにより、仮想化データセンター内の仮想マシン トラフィックのフローが最適化され、動的なワークロードのパフォーマンスが向上します。
6. 機械学習と AI アプリケーション : DC 内の ML および AI ワークロードでは通信速度が重要であるため、QSF28 を使用すると大容量の転送が可能になります。

QSFP28 フォームファクタと互換性

Quad Small Form-factor Pluggable 28 (QSFP28) トランシーバーは小型ですが、25 つのチャネルをそれぞれ 100 Gbps の速度で送信できます。これは、1 つのポートで XNUMX Gbps の帯域幅に相当します。この小型設計により、多数のポートを XNUMX つの標準 XNUMXU ラックに収めることができる非常に高密度な設置が可能になります。下位互換性のある通常の QSFP+ および SFP+ トランシーバーと簡単に接続できます。つまり、ネットワーク エンジニアは、システムの拡張性や柔軟性を高めたいときに、すべてを交換する必要はありません。ネットワークは常に変化するため、この互換性が重要になります。これにより、古いテクノロジが新しいテクノロジと並行して動作し、それらに対する総投資が最大化されます。

QSFP56 とは何ですか? QSFP28 との比較はどうですか?

データレートと帯域幅の比較分析

QSFP56 トランシーバーの最大スループットは、その前身である QSFP28 の 50 倍です。このデータ レートの向上は、合計 25 Gbps の 100 Gbps の 56 つのチャネルではなく、それぞれ XNUMX Gbps の XNUMX つのチャネルを使用することによって実現されます。高頻度取引、大規模クラウド コンピューティング、高度な分析などのアプリケーションは、特に現代のデータ センター環境内で増大する帯域幅の需要に適切に対応することで恩恵を受けます。両方のトランシーバーの物理的なフォーム ファクターは類似しているため、次世代のネットワーク要件には、QSFPXNUMX のような高帯域幅機能を備えたより適切な選択肢が求められます。

消費電力の違いの説明

QSFP56 トランシーバーはデータ スループット能力が向上しているため、QSFP28 よりも電力消費プロファイルが高くなります。通常、それぞれポートあたり XNUMX ～ XNUMX ワットまたはポートあたり XNUMX ～ XNUMX ワットの範囲内で動作しますが、これは両者の電力消費レベルの違いによるものです。これは、効果的な熱管理と供給計画を組み合わせ、最新の高帯域幅アプリケーションのニーズに対応しながら、特にこれらのデバイスが使用される可能性のあるさまざまな施設でのエネルギー使用効率と運用の卓越性に関する議論の際に、コストを最適化するだけでなく堅牢なネットワークを維持するためにパフォーマンス効率のバランスを取る必要があるデータ センター オペレーターにとって、重要な考慮事項となります。

フォームファクタとモジュール設計の違い

どちらのモジュールも、物理的なフォーム ファクタに関しては Quad Small Form-factor Pluggable (QSFP) 仕様に準拠しているため互換性があり、ハードウェアの追加変更を必要とせずに現在のネットワーク インフラストラクチャに簡単に統合できます。一方、QSPF56 モジュールは、光技術の進歩を取り入れているため、高密度アプリケーションをサポートし、以前のバージョンと比較してパフォーマンス メトリックが向上しています。今日の通信システムで使用されているこれら XNUMX 種類のコネクタのモジュールには、電気構成インターフェイスと、より高速な伝送速度を実現するように設計されたコンポーネントの最適化が主な違いとして見られます。

ネットワークで QSFP56 を使用する理由

高速ネットワークにおけるQSFP56の利点

高速ネットワークの導入では、 QSFP56トランシーバー には、いくつかの重要な利点があります。まず、最大 200 Gbps のデータ レートをサポートし、大量の情報を効率的に転送できます。これは、データ分析アプリケーション、クラウド コンピューティング、高頻度取引に不可欠です。次に、ポートあたりの帯域幅が高いため、ネットワーク内に必要なポートの合計数が少なくなり、アーキテクチャが簡素化され、全体的な物理スペースが少なくて済みます。これに加えて、QSFP56 で採用されている高度な変調技術とエラー訂正機能により、信号の整合性が向上し、干渉に対する耐性が高まり、長距離でも信頼性の高い通信が保証されます。また、ネットワークの需要が増加し続けている中、これらのデバイスは将来性を考慮して設計されているため、使用時に大幅な配線変更を行う必要がなく、インフラストラクチャを拡張したい企業にとって理想的な選択肢となります。

QSFP56トランシーバーによる将来性

QSFP56 トランシーバーの設計では、現代のデータ ネットワークの進化が考慮されています。最大 200 Gbps の速度で送信できるため、次世代アプリケーションと互換性があり、qsfpdd などの他の同様のデバイスと比較して時代遅れになる可能性が低くなります。これらのモジュールは、モジュラー設計になっているため、アップグレードが容易で、現在のシステムにあまり混乱を起こさずに組み込むことができ、徐々に容量を大きくすることができます。さらに、業界標準に準拠しているため、さまざまなネットワーク環境間での互換性が保証され、長期的な高速接続の提供に効果的なソリューションとしての地位をさらに確立しています。これらのタイプのトランシーバーに投資することで、組織は現在のパフォーマンスを獲得できるだけでなく、qsfpdd と qsfp などのさまざまなモデル間の違いに基づいて成長の余地があることも保証されます。

既存のインフラに適合

QSFP56 トランシーバーの設計により、既存のネットワーク インフラストラクチャへのシームレスな統合が保証されます。このデバイスは確立された標準に準拠しているため、スイッチ、ルーター、サーバーなどのさまざまなハードウェアをすべて連携させることができます。以前のバージョンがサポートされているため、アップグレード中にユーザーが問題に遭遇することはありません。これにより、レガシー システムのサポートに必要な下位互換性機能が提供されます。インストールには大規模な変更は必要ないため、基本的なセットアップでも適用可能なユーザー フレンドリな条件で迅速な展開が可能になります。そのため、企業はネットワークの効率を改善しながら運用の継続性を実現できます。

QSFP28 と QSFP-DD: 比較

QSFP-DDの概要

Quad Small Form-factor Pluggable Double Density (QSFP-DD) は、最大 400 Gbps の速度でデータを送信できる高速トランシーバー形式です。このダブル密度コネクタにより、QSFP28 と同等のサイズでありながら、単位面積あたりのポート数を増やすことができます。これが、この XNUMX つのモデルの主な違いの XNUMX つです。さらに、帯域幅機能が向上し、今日の最新のデータセンターで増え続けるデータ需要に対応します。既存のインフラストラクチャに簡単に統合できるように、以前のバージョンの QSFP との下位互換性も備えています。効率やパフォーマンス レベルを犠牲にすることなく、ネットワーク ソリューションを将来にわたって使い続けたい組織は、この柔軟なオプションを検討する必要があります。

QSFP28とQSFP-DDの違い

QSFP28 と QSF-DD の主な違いは、データ転送速度、ポート密度、およびコネクタ設計機能に関連しています。後者のトランシーバ モデルのみで最大スループット レート 100 Gbps がサポートされていますが、前者を使用するとその 400 倍 (最大 56 Gbps) を達成できます。これは、現在のネットワークの帯域幅に対する高い需要に対応し、とりわけ「QFS28」などがその前身の「QSFAXNUMX」と比較してどれだけ高速に動作するかを示しています。両方のデバイスでそれぞれ使用されている、対応する標準化されたシングル モード ファイバー コネクタと比較すると、QSF DD で使用される倍密度コネクタを使用すると、より多くのポートをより小さな物理スペースに収めることができるため、全体的なポート密度が向上します。さらに、フォーム ファクタが同一で​​あるため、インフラストラクチャ内で大幅な変更を加えることなく、あるデバイス タイプから別のデバイス タイプに簡単にアップグレードできます。そのため、数か月や数年ではなく、場合によっては数十年にわたる期間にわたって最適なネットワーク パフォーマンスの向上を求める企業にとっては、より優れた長期投資オプションと見なされるべきです。

QSFP-DDの使用例

1. データセンター相互接続: QSFP-DD はデータセンター間の高帯域幅接続に最適で、クラウド コンピューティングでの効率的なデータ転送を可能にします。

• 高性能コンピューティング（HPC): HPC は QSFP-DD の使用を通じてより高速なデータ レートを活用し、大規模なデータセットの迅速な処理と分析を可能にします。
• 電気通信QSFP-DD が提供する追加の帯域幅機能は、通信プロバイダーのインフラストラクチャのニーズをサポートし、低遅延レベルでの高速接続を可能にします。
• エンタープライズネットワーク: QSFPSDD を使用する企業は、ビデオ会議やリアルタイム分析など、大量のデータ スループットを必要とするアプリケーションにメリットをもたらすために、ネットワーク インフラストラクチャをアップグレードできます。
• ストレージ エリア ネットワーク (SAN): ストレージ システムとサーバー間の高速データ転送、ストレージ環境内のパフォーマンスの最適化はすべて QSFPDD トランシーバーによって処理されます。

QSFP4およびQSFP56におけるPAM28変調 – 影響

PAM4 変調とは何ですか?

PAM4 変調、つまり 4 レベル パルス振幅変調は、シンボルあたり 56 ビットの送信を可能にする高度な信号方式で、従来の NRZ (非ゼロ復帰) 信号に比べてデータ レートが XNUMX 倍になります。PAMXNUMX は XNUMX つの異なる振幅レベルを使用して、単一のチャネルで情報を効率的にエンコードし、帯域幅を増やして電力使用量を削減します。この特定のタイプの変調は、信号劣化を最小限に抑えながらデータ スループットを最大化することが重要な QSFPXNUMX および QSFP-DD トランシーバーなどの高速通信アプリケーションで役立ちます。

PAM4 が 200G QSFP56 および 400G QSFP-DD トランシーバーを強化する方法

PAM4 変調は、シンボルあたり複数のビット伝送によるデータ レートの増加を可能にすることで、今日の高速ネットワークで重要な 200G QSFP56 および 400G QSFPSDD トランシーバーのパフォーマンスを大幅に向上させます。需要の高いアプリケーションでは、これらの光トランシーバーは、信号の整合性を維持しながら、より高い帯域幅を実現する必要があります。PAM400 を搭載した 4G QSFP-DD は、XNUMX レベル振幅システムを介して従来の NRZ システムのデータ レートを XNUMX 倍にし、より効率的な電力消費の削減、距離の延長、信号劣化の低減、長距離にわたる容量の増加を促進します。そのため、データ センター インフラストラクチャのサポート性能の高いネットワークに対する進化する最新の要件を満たします。

NRZ変調との比較

PAM4 と NRZ の主な違いは、データ伝送の効率にあります。ただし、ビットのエンコードに関しては両者とも異なります。一方はシンボルあたり 8023 ビットのみエンコード (NRZ) しますが、もう一方はシンボルあたり XNUMX ビットをエンコードして、必要な帯域幅を増やすことなく速度を XNUMX 倍にします (PAM)。当初の意図よりも高速で動作する場合、電力消費により非ゼロ復帰が歪んで歪みが生じる可能性があります。逆に、利用可能な帯域幅をより有効に活用し、信号対雑音比を向上させることで、qsfp-dd msa 標準などの IEEEXNUMXbs 標準に厳密に準拠する長距離高速通信に最適な選択肢となります。

参照ソース

小型フォームファクタ プラガブル

パルス振幅変調

イーサネット

よくある質問（FAQ）

Q: QSFP28 と QSFP56 の違いは何ですか?

A: QSFP28 と QSFP56 の違いは主にデータ レートです。QSFP25 は 100 つのレーンを使用し、各レーンの最大容量は 50 Gbps ですが、QSFP200 は最大 4 Gbps までしか対応できません。一方、QSFP56 は、同じ XNUMX つのチャネルを使用しながら、チャネルあたり XNUMX Gbps で動作することで XNUMX 倍の速度に対応し、全体のスループットは約 XNUMX Gbps になります。フォーム ファクタは同じですが、PAMXNUMX 変調などの高度なテクノロジを使用している点が異なります。このテクノロジにより、検討中の両方のデバイスを比較すると、QSFPXNUMX は前モデルよりも高速になります。

Q: QSFP-DD と QoS を比較するとどうなりますか?

A: 両者の大きな違いは、使用されている電気レーンの数です。具体的には、標準バージョン (QSF) と比べて、このケースでは 400 倍の数があります。つまり、以前は各モジュール内に XNUMX ペアしかなかったため、片側から XNUMX に制限されていましたが、今では XNUMX つの独立した経路に高出力機能が備わっているため、再び感謝の意を表します。したがって、今後、以前よりもさらに高い転送速度が必要になるようなことがあれば、ここから先を探す必要はありません。ここからが本当に興味深いところです。

Q: 優れた光モジュールにはどのような機能が必要ですか?

A: こうしたタイプの製品で最も一般的な定格は、約 100 ギガビット/秒です。これは、さまざまな速度で同時にさまざまなワイヤを介して送信することで実現されます。場所や使用タイプなどに基づいて必要な特定の要件に応じて、SFF-8612 MSA/802.3bm 準拠などの IEEE 標準を満たす必要がありますが、一般的には、データ センター内やデバイス間の高速接続が必要なその他の場所に設置されるのが一般的です。

Q: qsfpdd、qsfppp、qsfps などのフォーム ファクターについて詳しく教えていただけますか?

A: どちらも低密度アプリケーション向けの以前の設計から進化しているため、それらの間に大きな違いはありません。ただし、並べて見ると、それぞれが電気的に結合している接点の数や、中密度レベルから超高密度構成までの範囲の目的など、注目すべき重要な違いがいくつかあります。これは、開発段階で余分なスペースが確保されたかどうかによって決まります。余分なスペースがあれば、より大きなモジュールをより狭いスペースに収めることができます。その後、生産が始まってから、本拠地の運用施設から遠く離れたどこか別の場所で最初のプロトタイプが最初にテスト段階を経て、品質的に十分に適切であることが承認されます。これには、今日世界中の通信業界を監督する管理機関が定めた基準、特に現代の通信システムで使用されているデジタル信号技術に関する FCC 規制コンプライアンス ガイドラインが含まれます。この通信システムは、今日世界中で使用されています。地球上のあらゆる場所で、24 日 XNUMX 時間、XNUMX 年 XNUMX 日、週 XNUMX 日、永遠に、そして終わりの時が来るまで。

Q: QSFP28 と QSFP56 を比較すると何になりますか?

A: QSFP28 と QSFP56 の比較は、主にデータ レート機能と基盤となるテクノロジーに焦点を当てています。これにより、QSFP-DD 間の違いも生じます。QSFP28 は NRZ 変調を使用して 100 Gbps をサポートしますが、QSFP56 は PAM200 変調で 4 Gbps を実現します。さらに、次世代データ センター アプリケーションでは、信号の整合性と帯域幅の効率が以前よりも高いため、これが有用です。

Q: QCSP-DD の進歩により業界にどのような変化が起こりますか?

A: QCSP-DD モジュールの進歩によって業界にもたらされる変化は、同じフォーム ファクター内で最大 400 Gbps のデータ レートを実現することで大きな影響を及ぼします。これにより、スペースと電力消費が最適化され、データ センターでのパフォーマンスが向上するとともに、増加する帯域幅の需要に対応するための重要な開発となります。

Q: QSFDD はどの規格に準拠していますか?

A: モジュールの機械的、電気的、および熱的パラメータは、QSFP-DD の MSA (Multi-Source Agreement) に基づいて指定されています。また、IEEE 802.3bs にも準拠しており、XNUMX ギガビットのイーサネット構成を定義して、信頼性だけでなく、さまざまなメーカーやシステム間での相互運用性を確保しています。

Q: 200GQSFFP56 トランシーバーは他のテクノロジーと比べてどのような点が優れていますか?

A: 4 つのレーンを使用し、各レーンが 50 ギガビット/秒 (100×4 Gbps) で動作することで、提供される帯域幅は XNUMX ギガビット SFFP (XNUMXGQSFFP) の XNUMX 倍になります。さらに、これは高度な PAMXNUMX 変調技術を含むスケーラブルなソリューションによって実現できます。

Q: 100 ギガビット SFFPS の一般的な用途は何ですか?

A : 高速相互接続は企業ネットワークやデータセンターで広く使用されていますが、200 ギガビット SFFPS などの新しい代替手段も人気を集めています。これらはサーバーをスイッチまたは高速バックボーンに接続しますが、エッジ ルーターには高速で信頼性の高い転送も必要です。

Q: 上記の他に、現代のネットワークの共通の応用分野はどこにあるでしょうか?

これらのモジュールは、発明されてから現在に至るまで、特別に設計されて開発されたため、特にサービス プロバイダー ネットワークやエンタープライズ コア内では、一度に 400 Gbps までのさまざまな速度をサポートする以前の世代よりも多くの必要性がなく、限られた物理スペースによって課せられる密度の制約により、時間の経過とともに要件に関して大きな違いがなかった可能性がある場合でも、引き続き集中的に使用されます。