QSFP28 и QSFP-DD: полное техническое руководство на 2026 год

Послушайте, если вы составляете проект обновления центра обработки данных или планируете следующую сборку позвоночника,-листьев, вы, вероятно, задались именно этим вопросом: придерживаться проверенного-и-надежного 100G QSFP28 или перейти на 400G QSFP-DD?

Речь идет не только о цифрах пропускной способности в спецификации. Форм-фактор, который вы выбираете сегодня, ограничивает вас определенным диапазоном мощности, стратегией охлаждения и кабельной инфраструктурой на следующие 5–7 лет. Если вы сделаете ошибку, вы либо будете сидеть на нехватке ресурсов, либо будете тратить деньги на технологии, которые еще не нужны вашему трафику.

Давайте разберем это так, как мы обсуждали бы это за кофе.

 

 

Физические силы: что на самом деле изменилось

Вот сделка с QSFP-DD-где "DD" означает двойную плотность, и именно это они и сделали. Они взяли оригинальный разъем QSFP28 и установили за ним второй ряд электрических контактов.

QSFP28 предоставляет четыре канала со скоростью 25 Гбит/с каждый (модуляция NRZ), что в сумме составляет 100 Гбит/с на порт. Та же ширина, что и всегда: 18,35 мм. QSFP-DD удваивает количество полос до восьми, каждая из которых передает 50G с сигнализацией PAM4, достигая совокупной скорости 400G.

Умный момент? Этот второй ряд разъемов добавляет к глубине модуля всего около 2,5 мм. Ширина остается прежней, поэтому существующее расстояние между портами по-прежнему работает.

Вот кикер совместимости:Клетка QSFP-DD с радостью принимает ваши старые модули QSFP28-они просто используют передний ряд контактов. Но перевернуть это? Никаких кубиков. Модули QSFP-DD физически не помещаются в порты только для QSFP28 из-за такой увеличенной глубины.

Спецификация	КСФП28	QSFP-ДД
Электрические дорожки	4	8
Макс. скорость полосы движения	25Г НРЗ/50Г ПАМ4	50Г ПАМ4/100Г ПАМ4
Совокупная пропускная способность	100G / 200G	400G / 800G
Ширина модуля	18,35 мм	18,35 мм
Глубина модуля	~70 мм	~87мм
Соединительные строки	Одинокий	Двойной

Эта обратная совместимость очень важна для поэтапной миграции.-Подробнее об этом позже, когда мы поговорим о рентабельности инвестиций.

 

 

Проблема тепла, о которой никто не хочет говорить

Здесь все становится реальным.

Типичный модуль QSFP28 при 100G потребляет от 2,5 до 3,5 Вт. Стандартные пассивные радиаторы с приличным потоком воздуха спереди-на-сзади? Ты золотой. Большинство коммутационных платформ справляются с этим без особых усилий.

QSFP-DD на 400G? Мы говорим от 10 до 15 Вт на модуль. Варианты с увеличенной досягаемостью могут достигать 18 Вт.

Позвольте этому осознаться на секунду.Это примерно четырехкратное увеличение тепловыделения. За порт.

Если выразить это в реальных-мировых терминах: представьте, что ваш нынешний кондиционер в серверной комнате рассчитан на охлаждение количества тепла, достаточного для седана на стойку. Теперь вы просите его управлять пикапом. Та же занимаемая площадь, тепловая нагрузка в 4 раза выше.

Что это означает для вашей инфраструктуры:

Математика воздушного потока полностью меняется. Портам QSFP28 обычно требуется 20-25 кубических футов в минуту (кубических футов в минуту) на позицию. КСФП-ДД? Вы ищете 40-60 CFM. Это означает, что вентиляторы будут быстрее, больше фанатов или и то, и другое.

Для 48-портового коммутатора цифры выглядят так:

Конфигурация	Потребляемая мощность (только трансиверы)
48x QSFP28 @ 3,5 Вт	168W
48x QSFP-DD @ 15 Вт	720W

Эта разница в 552 Вт на коммутатор быстро увеличивается во всем модуле. Если вы используете традиционное охлаждение приподнятого-пола, возможно, вам стоит обратить внимание на теплообменники на задней-двери или усиленную изоляцию холодного коридора, чтобы обеспечить работу 400G.

 

 

PAM4: Магия (и сложность) 400G

Хорошо, давайте быстро перейдем к сигнальному уровню,-потому что это многое объясняет, почему 400G стоит дороже и нагревается сильнее.

QSFP28 использует сигнализацию NRZ. Простые вещи: высокое напряжение=1, низкое напряжение=0. Один бит на символ. При скорости 25 Гбит/с на полосу это чисто и не требует особого преобразования сигнала.

QSFP-DD использует PAM4. Вместо двух уровней напряжения вы получаете четыре. Каждый символ кодирует два бита. Вы фактически удвоили скорость передачи данных, не увеличивая при этом скорость передачи символов,-что важно, поскольку более высокие скорости передачи символов нарушают целостность сигнала из-за потерь трассировки и перекрестных помех.

Подумайте об этом так: NRZ – это переключатель-включения или выключения света. PAM4 — четырехпозиционный диммер. Вы упаковываете больше информации в каждый «щелчок», но приемник должен гораздо точнее определять, в каком положении вы находитесь.

Компромисс-?Эти четыре уровня напряжения втиснуты в один и тот же общий размах сигнала. Каждый «шаг» между уровнями составляет всего около 1/3 высоты НРЗ. Это примерно на 9,5 дБ меньше запаса по шуму-, поэтому FEC (прямое исправление ошибок) не является обязательным для 400G, а является обязательным.

Параметр	НРЗ (QSFP28)	PAM4 (QSFP-DD)
Битов на символ	1	2
Символьная скорость для 50G	50 ГБбод	25 ГБбод
Амплитуда глаза	Полный ход	~1/3 полного хода
Требование к ОСШ	Ниже	~10 дБ выше
ТЭК	Необязательный	Требуется (КП4)

KP4 FEC (RS-544,514) увеличивает нагрузку на полосу пропускания примерно на 2,6% и задержку 50–100 нс на переход. Для большинства приложений вы этого не заметите. Для торговых нагрузок, чувствительных к задержкам? Это разговор, который стоит иметь.

Вся эта обработка сигнала PAM4-эквализация, кодирование/декодирование FEC, восстановление тактовой частоты по восьми каналам-требует выделенных DSP, потребляющих 4–6 Вт, просто занимающихся математикой. Это во многом объясняет, почему модули 400G работают намного сильнее, чем их предшественники 100G.

 

 

История обратной совместимости

Вот где QSFP-DD зарабатывает на жизнь всем, кто выполняет поэтапную миграцию.

Та конструкция двухрядного-разъема, о которой мы говорили? Это означает, что ваши коммутаторы QSFP-DD могут использовать существующую оптику QSFP28 на полной скорости 100G. Хост определяет тип модуля во время инициализации и соответствующим образом настраивает порт. Никаких переходников, никаких странных режимов совместимости.

«Обратная совместимость QSFP-DD с QSFP28 позволяет сетевым операторам использовать существующие запасы оптики 100G при развертывании новых платформ коммутации 400G, что значительно снижает затраты на миграцию». - Ethernet Alliance, QSFP-Обзор технологии DD

Практические сценарии это позволяют:

Ваш новый коммутатор 400G может одновременно подключаться к устаревшим коммутаторам 100G И к новым листьям 400G. То же шасси, смешанные скорости, ноль драмы.

Или: вы развертываете платформы QSFP-DD прямо сейчас, заполняете их существующими ресурсами QSFP28 и обновляете отдельные каналы до 400G по мере необходимости. Модернизация погрузчика не требуется.

Если у вас есть 500 модулей QSFP28, находящихся на складе, -стоимость оборудования может составлять 250 тысяч долларов США-500 тысяч долларов США-, это не бесполезные инвестиции. Эта оптика продолжает работать в вашей новой инфраструктуре.

Несколько ошибок, о которых следует помнить:

Максимальная пропускная способность модулей QSFP28 составляет 100 ГБ (или 200 ГБ с новыми вариантами 50 ГБ PAM4) независимо от того, что может делать хост.

Тепловые системы, оптимизированные для 400G, могут -переохлаждать модули QSFP28-во влажной среде, что может привести к образованию конденсата. Некоторые платформы позволяют набирать скорость вращения вентилятора-порта.

Типы оптоволоконных разъемов могут отличаться в разных реализациях 100G и 400G.-проверяйте отдельно.

Для команд, управляющих смешанными средами 100G/400G,мы предлагаемМодули КСФП28иQSFP-Приемопередатчики DDблагодаря единообразным стандартам качества для обоих форм-факторов-упрощает процесс квалификации во время перехода.

 

 

Кабели: новые разъемы входят в чат

Когда вы переходите со 100G на 400G, ваши возможности оптоволоконной связи также меняются.

Что вы, вероятно, сейчас используете (QSFP28):

ЖК Дуплексдля приложений с одной-волоконной-парой (100G-LR4, 100G-CWDM4). WDM помещает четыре канала 25G в одну пару волокон.-Стандартные патч-панели LC справляются с этим нормально.

МПО-12для параллельных вещей (PSM4, SR4). Четыре пары волокон для TX/RX, причем четыре волокна в этой 12-ленточной ленте остаются неиспользованными. Не совсем эффективно, но работает.

Что дает 400G:

МПО-16для параллельного 400G (SR8 и его друзья). Восемь TX, восемь RX, ноль неиспользуемых волокон. Наконец, полное использование ленты.

МПО-12 с прорывомвсе еще работает для некоторых приложений 400G. Такие модули, как 400G-DR4, используют четыре 100G-на-лямбда-канала, что соответствует физическому уровню MPO-12, но увеличивает совокупную пропускную способность в четыре раза.

Разъемы CS (компактный симплекс) и SN— это новый тренд в области одиночных-волоконных трасс с высокой-плотностью. Примерно половина площади панели LC-значительно увеличена в количестве волокон на RU.

Если вы планируете новую структурированную кабельную систему, подумайте заранее. Ваш оптоволоконный завод должен обеспечивать полный спектр типов разъемов, которые вам действительно понадобятся в ближайшие 5–7 лет.

Проблема с досягаемостью ЦАП на 400G:

Кабели прямого подключения отлично подходят для коротких-подключений в одном-ряде. Но проблемы с целостностью сигнала на скоростях PAM4 значительно сокращают вашу зону действия.

Тип кабеля	КСФП28 100Г	QSFP-DD 400G
Пассивный ЦАП	До 5 м	До 2,5 м
Активный ЦАП	До 7м	До 3м
сертификат соответствия	До 100 м	До 100 м

Ограничение пассивного ЦАП в 2,5 м при 400G может привести к тому, что больше ваших подключений будет переходить на AOC или подключаемые трансиверы. Учитывайте это при моделировании затрат на-порт.

У нас есть в наличииКабели ЦАПиОпции AOCдля форм-факторов QSFP28 и QSFP-DD, если вы стандартизируете свою стратегию межсоединений.

 

 

Так когда же вы действительно совершите прыжок?

После всех характеристик и тепловой математики, вот как мы сформулируем решение.

Придерживайтесь QSFP28, если:

Ваши каналы 100G постоянно используются ниже 50 %. У вас есть запас по высоте.

Ограничения по электропитанию и охлаждению ограничивают вас, а увеличение температуры в 4 раза будет означать, что вы не готовы к модернизации оборудования.

Ваши запасы QSFP28 значительны и по-прежнему имеют операционную ценность.

Вы говорите о периферийных местоположениях или филиалах, где трафик в любом случае концентрируется в другом месте.

Перейдите на QSFP-DD, если:

Место в стойке ограничено, и вам нужна максимальная плотность портов (4-кратная пропускная способность, та же площадь передней-панели).

Архитектура позвоночника-листов требует более высоких коэффициентов переподписки для обработки плотных конечных уровней.

Вы строите новый объект, где сможете с первого дня-правильно подобрать мощность и охлаждение.

Давление конкуренции или заинтересованных сторон требует демонстрации возможностей следующего-поколения.

Гибридный путь, по которому фактически идет большинство организаций:

Разверните платформы коммутации QSFP-DD с обратно-совместимыми портами. Используйте сочетание трансиверов QSFP28 и QSFP-DD в зависимости от фактических требований к каналу. Обновляйте отдельные соединения по мере роста трафика.

Это дает вам возможность приобретать оптику по конкурентоспособным ценам, сохраняя при этом возможность обновления. Это не «или/или»,-это «и то, и другое, стратегически».

Тип развертывания	Рекомендация	Почему
Край/ветвь	Оставайся QSFP28	Низкая мощность, пропускная способность достаточная
Корпоративный ЦОД	Поэтапная миграция	Защищайте инвестиции, развивайтесь постепенно
Облако/Коло	Ускорьтесь до QSFP-DD	Давление плотности, конкурентное позиционирование
Гипермасштабирование	Полный QSFP-DD	Плотность портов, стабильность работы

 

 

 

Что будет: 800G на той же платформе

Еще одна причина, по которой QSFP-DD имеет смысл для перспективных-развертываний: план развития форм-фактора расширяется до 800G.

Благодаря распространению 100G-на-PAM4 на восемь линий первые модули 800G QSFP-DD появятся на рынке в 2024 году. Более широкое внедрение ожидается в 2026–2027 годах по мере развития поддержки ASIC коммутаторов.

OSFP — конкурирующий форм-фактор 800G,-немного больше по размеру и имеет более высокую мощность. В отрасли еще не достигнуто консенсуса относительно долгосрочного-направления, но обратная совместимость QSFP-DD дает ему реальное преимущество при внедрении на предприятии.

Итог: если вы купите коммутационную платформу QSFP-DD сегодня, вы получите возможность обновления 800G только за счет замены трансиверов. Ваши инвестиции в аппаратное обеспечение коммутатора охватывают несколько поколений полосы пропускания.

 

 

Подведение итогов

Решение о выборе QSFP28 или QSFP-DD на самом деле не касается пропускной способности 100G или 400G. Речь идет о сопоставлении инвестиций в инфраструктуру с фактическими-текущими и прогнозируемыми потребностями.

QSFP28 по-прежнему имеет смысл там, где достаточно 100G и вы хотите попотеть над существующими активами. QSFP-DD удовлетворяет потребности гипермасштабируемых сред плотности, одновременно предоставляя корпоративным магазинам путь миграции, который не приведет к перегрузке их запасов 100G.

Наиболее успешные развертывания, которые мы наблюдаем, сочетают в себе стратегический выбор платформы с тактической гибкостью в закупках оптики. Поймите тепловые последствия, спланируйте свою кабельную инфраструктуру с учетом развития разъемов, и вы будете готовы к любому росту трафика.

 

 

---

Технические характеристики зависят от производителя и конфигурации модуля. Перед покупкой всегда сверяйтесь с техническими данными поставщика. Прогнозы рынка представляют собой оценки отраслевых аналитиков и могут не отражать фактические условия.

Ссылки:

1. IDC, «Прогноз инфраструктуры глобальной корпоративной сети на 2023–2027 годы»(проверьте текущие публикации для получения обновленных прогнозов)
2. Группа QSFP-DD MSA, "Спецификация оборудования QSFP-DD, версия 6.0"
3. Ethernet Alliance, «Обзор технологии QSFP-DD», 2023 г.
4. Uptime Institute, «Лучшие практики планирования мощности центров обработки данных»