QSFP+ и QSFP28: чем отличаются модули 40G и 100G и какой формат выбрать

Ниже разобрано, чем отличаются оптические модули QSFP+ и QSFP28, какие исполнения встречаются чаще всего, как обстоит дело с совместимостью портов и в каких сценариях оправдан каждый формат.

Главное отличие: скорость линии на канал

Оба формата построены на четырёх параллельных электрических линиях между модулем и портом оборудования. Разница в скорости каждой линии:

• QSFP+ - четыре линии по 10 Гбит/с, итого 40 Гбит/с. Формат описан в спецификации SFF-8436.

• QSFP28 - четыре линии по 25 Гбит/с, итого 100 Гбит/с. Формат описывает спецификация SFF-8665.

Механически корпуса одинаковы, поэтому QSFP28 часто называют развитием QSFP+, а не новым форм-фактором. Из той же логики четырёх линий следует и разбивка порта: один порт QSFP+ на многих коммутаторах можно использовать как четыре независимых подключения 10G, а порт QSFP28 - как четыре подключения 25G через переходные кабели QSFP28 - 4×SFP28.

Основные исполнения оптических модулей

Скорость - только первый параметр. Для выбора конкретного модуля QSFP28 или QSFP+ важнее оптическое исполнение: оно определяет тип волокна, разъём и дальность. Ниже приведены параметры модулей Cisco из технических паспортов. Для изделий других производителей дальность, потребление, требования к FEC и совместимость проверяют по паспорту конкретной модели.

Исполнения 40G (QSFP+)

Исполнения 100G (QSFP28)

Из таблиц видно несколько практических различий:

• многомодовые параллельные модули работают через кабели и патч-корды MPO, а дуплексные исполнения SR-BD и BiDi позволяют использовать уже проложенные пары LC;

• для одномодовых линий до 2 км у QSFP28 есть отдельное исполнение CWDM4, а 10 и 40 км закрывают LR4 и ER4L;

• PSM4 требует патч-кордов MPO с угловой полировкой APC, обычные MPO с плоской полировкой для него не подходят.

Переход с 40G на 100G по тому же волокну

При модернизации важна не только скорость порта, но и то, выдержит ли существующая кабельная система новую дальность. Самый частый пример - многомодовые линии. Модуль 40G SR4 работает до 100 м по OM3, а 100G SR4 - только до 70 м по OM3 и до 100 м по OM4. Если на узле связи проложен OM3 на 80-90 м, переход на 100G SR4 без замены кабеля не даст стабильной линии.

Для одномодовых линий ограничение другое: 40G LR4 и 100G LR4 используют разные наборы длин волн. Оба модуля на концах одной линии должны быть одного исполнения, поэтому при переходе на 100G меняют модули на обоих концах сразу.

Перед заменой проверяют:

1. тип и категорию волокна (OM3, OM4, OM5 или одномод);

2. фактическую длину линии и количество соединений;

3. тип разъёмов на патч-панелях: MPO или LC;

4. полировку MPO-разъёмов, если рассматривается PSM4;

5. исполнение модулей на противоположном конце линии.

Совместимость портов QSFP+ и QSFP28

Одинаковый корпус позволяет физически вставить модуль QSFP+ в порт QSFP28 и наоборот, но это не означает одинаковой работы.

Модуль QSFP+ в порту QSFP28. Некоторые коммутаторы с портами QSFP28 поддерживают работу таких портов на 40 Гбит/с с модулями QSFP+. Это удобно при поэтапной модернизации: новое оборудование ставят сразу с портами 100G, а часть линий временно оставляют на 40G. Но поддержка 40G и порядок настройки скорости порта зависят от модели оборудования, поэтому их проверяют в документации коммутатора.

Модуль QSFP28 в порту QSFP+. Порт QSFP+ использует четыре линии примерно по 10 Гбит/с и предназначен для суммарного режима 40G, поэтому 100 Гбит/с в нём не получить. Режим 40G у 100G-модуля возможен, только если он прямо указан в паспорте: например, у двухскоростных BiDi-модулей 40/100G.

Помимо скорости, проверяют совместимость модуля с прошивкой оборудования. Оборудование может не принять модуль без совместимой кодировки, поэтому кодировку модуля подбирают под производителя коммутатора и проверяют до массовой закупки.

Энергопотребление и плотность портов

У модулей 100G потребление выше. В использованных паспортах Cisco 40G SR4 указан с потреблением 1,5 Вт, а 100G SR4 и CWDM4 - 3,5 Вт, LR4 - 4 Вт, ER4L - 4,5 Вт. Эти значения относятся к конкретным моделям. Для одного модуля это немного, но на коммутаторе с десятками портов разница складывается в заметную тепловую нагрузку. Поэтому при переходе на 100G проверяют допустимое потребление на порт и общий тепловой режим оборудования.

При этом один порт QSFP28 передаёт в 2,5 раза больше трафика, чем порт QSFP+ того же размера. На узлах агрегации это позволяет сократить число портов и линий для той же ёмкости.

Когда нужны не модули, а DAC и AOC

Для коротких соединений внутри стойки или между соседними стойками отдельные оптические модули и патч-корды не всегда нужны. Для QSFP+ и QSFP28 выпускают готовые кабельные сборки: медные DAC-кабели и активные оптические AOC-кабели, а также разветвительные сборки 40G - 4×10G и 100G - 4×25G. Они проще в монтаже на коротких расстояниях, но имеют фиксированную длину и не заменяют модули на линиях между помещениями и узлами.

Что выбрать: QSFP+ или QSFP28

QSFP+ остаётся рабочим вариантом там, где оборудование и топология уже рассчитаны на 40G и замена не требуется. Для нового проекта QSFP28 выбирают, если требуется 100G, разбивка на четыре подключения 25G или предусмотрен соответствующий запас по ёмкости. Работа порта QSFP28 на 40G с модулем QSFP+ зависит от модели оборудования и должна быть подтверждена его документацией.

Чек-лист перед покупкой модулей QSFP+ и QSFP28

• скорость порта оборудования и поддержка нужного режима (40G, 100G, разбивка 4×10G или 4×25G);

• исполнение модуля по дальности и волокну: SR4, BiDi, PSM4, CWDM4, LR4, ER4/ER4L;

• тип и категория волокна, длина линии и количество соединений;

• разъём: MPO-12 или LC, для PSM4 - MPO с полировкой APC;

• одинаковое исполнение модулей на обоих концах линии;

• кодировка модуля под производителя коммутатора;

• потребление модуля и тепловой режим оборудования;

• для коротких соединений - целесообразность DAC или AOC вместо пары модулей.

Итог

QSFP+ и QSFP28 отличаются скоростью линий внутри одинакового корпуса: 4 × 10 Гбит/с против 4 × 25 Гбит/с. Поэтому выбор между ними - это решение не о модуле, а о скорости портов, кабельной системе и плане модернизации. Перед закупкой сначала проверяют порт оборудования и волокно, затем выбирают исполнение по дальности и разъёму, и только после этого - конкретную модель модуля.