SFP مقابل QSFP: الفروق التي تحدد القرار

القفص هو المنتج، وعدد المسارات هو المواصفة

‏SFP وُلد ليعوّض GBIC الضخم، وقد جُمّدت حافظته الميكانيكية مبكرًا: عرض نحو 13.4 مم، ارتفاع 8.5 مم، عمق 56.5 مم، موصل حافة بطاقة بـ 20 سنًّا، ومغذٍّ واحد 3.3 فولت. لم يوسّع SFP+ هذا القفص، بل رفع السقف الكهربائي إلى 10.3125 جيجابت/ثانية، ولهذا تدخل وحدة 10G فعليًا في قفص 1G، ولهذا يقرر ASIC بعد ذلك. الوثائق الأساسية هي INF-8074 للحافظة، وSFF-8431 للكهرباء عند 10G، وSFF-8472 لخريطة التشخيص.

‏يأخذ QSFP اللغة التصميمية ذاتها ويوسّعها إلى أربعة مسارات: عرض نحو 18.35 مم، ارتفاع 8.5 مم، عمق 72.4 مم، 38 سنًّا، ويُعرَّف عبر SFF-8436 لجيل 40G وSFF-8665 لجيل 100G. سلّم السرعة هو عدد المسارات مضروبًا في سرعة المسار: 4×1G في أول QSFP، و4×10G في QSFP+، و4×25G في QSFP28، و4×50G PAM4 في QSFP56. ويضيف QSFP-DD صفّ تلامس ثانٍ ويضاعف إلى ثمانية مسارات، وهكذا يدخل 400G في قفص ما زال يشبه سلفه.

‏خمسة ملليمترات إضافية في العرض تبدو تافهة حتى تُعدّ الأقفاص على واجهة 1U: الأقفاص الضيقة أحادية المسار تسع 48، والواسعة رباعية المسارات تسع 32 إلى 36. أنت تقايض عدد المنافذ بالنطاق لكل منفذ، وهذه المقايضة هي كل الجدل.

‏SFP و QSFP في جدول واحد

ماذا يشتري المسار الرابع فعلًا، وبكم يُحاسبك

الحجة التجارية لـ QSFP ليست النطاق الخام بل القابلية للتقسيم: منفذ 100G QSFP28 مهيّأ كـ 4×25G يخدم أربعة خوادم من منفذ ASIC واحد، ومنفذ 40G QSFP+ المقسوم إلى 4×10G يفعل الشيء نفسه لمجموعة خوادم أقدم. على مبدّل leaf بـ 32 منفذ 100G، تقسيم 24 منفذًا يعطي 96 رابط 25G نحو الخوادم وثمانية منافذ ما زالت تعمل بـ 100G للروابط الصاعدة. هذه الحسابات هي سبب استقرار تصميم leaf-spine على قفص رباعي المسارات.

• ‏DAC مقسوم — رأس QSFP واحد عند المبدّل وأربعة رؤوس SFP عند الخادم، نحاس على كامل المسار. الأرخص والأقل استهلاكًا، لكنه محدود بعدة أمتار داخل الرف.
• ‏AOC مقسوم — التقسيم نفسه في ألياف مجهّزة من المصنع، مريح عبر صف رفوف، والطول ثابت كما هو.
• ضوء متوازٍ مع مشطّب — وحدة SR4 أو PSM4 في منفذ QSFP وتفرّع MPO إلى 4×LC نحو أربع وحدات أحادية المسار. الخيار الوحيد الذي يصمد مع التمديدات المنظمة، لأن كل فرع ينتهي على منفذ لوحة توزيع عادي.

الفخّ في البرمجيات لا في البصريات. المنفذ المقسوم ماديًا يظل يتصرف كواجهة 100G واحدة حتى يُبلَّغ نظام التشغيل، والواجهات الفرعية الأربع لا تظهر من تلقاء نفسها، والأمر الدقيق يختلف بين أنظمة الشبكة. الفخ الثاني هو FEC: في تقسيم 25G يجب أن تتفق وحدة الخادم والمنفذ الفرعي في QSFP على تأطير Reed-Solomon، وأي اختلاف ينتج العرَض الكلاسيكي: واجهات فرعية موجودة، تُبلّغ عن ضوء، ولا تمرّر حركة أبدًا.

للتقسيم أيضًا نطاق ضرر. واجهة MPO ملوّثة واحدة، أو فرع مثنٍ في المشطّب، تُسقط أربعة روابط خوادم دفعة واحدة بدل رابط واحد. على منافذ الوصول هذا مقبول، أما على رابط يجب أن يسلّم 100G كاملة لمضيف واحد فالتقسيم ببساطة أداة خاطئة.

حيث لا يزال SFP+ يفوز

أربعة مسارات ليست أفضل تلقائيًا. قائمة الأعمال التي يكون فيها القفص أحادي المسار هو الجواب الصحيح طويلة، ومعظمها خارج نواة مراكز البيانات الفائقة.

المسافة. وحدة 10G SFP+ ZR تبلغ 80 كم على زوج مزدوج واحد عند 1550 نانومتر، وهذا بالضبط ما تفعله BLS558-77BL لدينا، مع نسختي ER لـ 40 كم وLR لـ 10 كم في الحافظة نفسها. أما QSFP المماثل فيتوقف أبكر بكثير: 100G ER4 ينتهي عند نحو 40 كم ويكلّف أضعافًا لكل منفذ. عندما تفصل مدينة بين الطرفين، فمسار واحد وزوج ألياف هو الجواب الاقتصادي.

شحّ الألياف. البصريات ثنائية الاتجاه عند 10G ترسل على طول موجة وتستقبل على آخر، فيحمل شعيرة واحدة الرابط كله. سلسلة BLB لدينا تغطي 20 و40 و60 كم بهذا الشكل. في مجرى ممتلئ، خفض عدد الشعيرات إلى النصف أنفع من مضاعفة المسارات.

تعدد الإرسال بالموجات. نسخ SFP+ من CWDM وDWDM تضع قنوات 10G كثيرة على زوج واحد عبر بصريات سلبية، وعائلتا BLC وBLD تعملان على 20 و40 و80 كم. لا يوجد مقابل رباعي المسارات بنفس الرخص، لأن التعدد يحدث خارج الوحدة.

‏النزول إلى النحاس. يتيح SFP 1000BASE-T لمنفذ ألياف خدمة مقطع RJ45، وهكذا تستوعب مبدّلات الوصول الكابلات النحاسية القديمة دون محوّل وسائط.

الكثافة عند 25G. يشدّ SFP28 على القفص الضيق: 25.78 جيجابت/ثانية على مسار واحد تعني مبدّل وصول 1U بـ 48 منفذًا لا 24. وحداتنا BLM11C وBLM333 وBLM336 تغطي بهذا الشكل من 100 م متعدد الأنماط إلى 40 كم أحادي النمط.

قطع الغيار. شبكة قائمة على مسار واحد تحتفظ بقطعة لكل فئة مدى. وشبكة رباعية المسارات تحتفظ بواحدة لكل سرعة ولكل ترميز، فتنمو ميزانية الغيار أسرع من عدد المنافذ.

القواعد التي تحدد ما إذا كان المنفذ سيعمل

جداول المواصفات تصف ما ينبغي أن يعمل. وست قواعد تصف ما يعمل فعلًا.

1. سقف السرعة في المضيف لا في الوحدة. منفذ QSFP28 يقبل عادة وحدة 40G QSFP+ ويشغّلها عند 40G. والعكس يفشل: منفذ QSFP+ لا يستطيع توليد ساعة لوحدة 100G. واللاتماثل نفسه ينطبق على SFP: منافذ SFP+ ثنائية السرعة تنزل إلى 1G، لكن قفصًا يعرف 1G فقط لا يقود وحدة 10G.
2. السرعة تنزل أما الشكل فلا. وحدة SFP لا تدخل قفص QSFP دون محوّل مخصص، والمحوّل لا يُجدي إلا حيث يدعمه نظام الشبكة. الملاءمة الفيزيائية والدعم المنطقي موافقتان منفصلتان.
3. صفحة الهوية جزء من المنتج. وحدتان ببصريات متطابقة قد تحملان محتوى EEPROM مختلفًا، والمنصات التي تتحقق من هوية المورّد ترفض الخاطئة. هذا هو الميكانيزم وراء ترميز EEPROM والتوافق.
4. خرائط الإدارة تغيّرت جيلًا. ‏SFP يتحدث SFF-8472، وQSFP+ وQSFP28 يتحدثان SFF-8636، وQSFP-DD وما بعده يتحدث CMIS. والمضيف الذي ينتظر CMIS سيصنّف وحدة سليمة تمامًا بخريطة قديمة على أنها غير مدعومة.
5. ‏FEC لا يُتفاوض عليه إلا بموافقة الطرفين. فوق 50G لكل مسار يصبح تأطير Reed-Solomon KP4 إلزاميًا لا اختياريًا، وأي قطع في السلسلة — الوحدة أو الكابل أو المضيف البعيد — يظهر كعدّاد تصحيح يتصاعد بدل رابط نظيف.
6. ميزانية الحرارة قرار عدد منافذ. وحدة 400G مع DSP قد تسحب اثني عشر ضعف ما يسحبه SFP 1G. وملء كل قفص على بطاقة خطية ليس كملئها داخل حدود تصميمها الحراري.

الاختيار بالترتيب الصحيح

ابدأ من الطرف لا من الوحدة. ما السرعة التي يحتاجها الجهاز فعلًا وعلى أي مسافة؟ ثم اسأل أي ميزانية تضغط: إذا هيمنت الشعيرات أو تكلفة الحفر فمسار واحد وWDM يفوزان؛ وإذا هيمنت وحدات الرف ومنافذ ASIC فأربعة مسارات والتقسيم يفوزان. بعد ذلك فقط اختر رقم القطعة، وأكّد ملف المنفذ والترميز قبل أمر الشراء لا بعد وصول الوحدات.

هذا الترتيب يفسر لماذا يتعايش الشكلان بدل أن يتنافسا. ‏SFP+ LR عند 10G في طبقة الوصول ورابط QSFP28 صاعد بـ 100G على المبدّل نفسه ليسا تنازلًا، بل القرار ذاته متخذًا مرتين، بقيد واحد في كل مرة. صفحاتنا عن SFP+ وQSFP+ وQSFP28 تسرد فئات المدى وأرقام القطع للجانبين، وملاحظة leaf-spine من 25G إلى 100G تفصّل حسابات المنافذ.

أسئلة شائعة

هل يمكن استخدام وحدة SFP+ في منفذ QSFP؟

ليس مباشرة. الحافظتان وتوزيع الأسن لا علاقة بينهما، لذا يجب أن تجلس وحدة SFP في محوّل مخصص، وأن يدعم نظام الشبكة المثبَّت ذلك المحوّل. وحتى حينها يعمل المنفذ عند 10G، فعادة توجد بدائل أرخص.

هل QSFP أسرع من SFP+ دائمًا؟

لا. QSFP حافظة رباعية المسارات، وأقدم نسخة حملت 4×1G أي أبطأ من SFP+ واحد بـ 10G. السرعة الإجمالية هي عدد المسارات مضروبًا في سرعة المسار: ‏QSFP+ بـ 40G هو أربعة مسارات عند 10G، وQSFP28 بـ 100G أربعة مسارات عند 25G.

هل تدخل وحدة 40G QSFP+ في منفذ 100G QSFP28؟

في معظم الحالات نعم، وينزل المنفذ إلى 40G. ويستحسن التحقق من مصفوفة الوحدات في المنصة، لأن بعض إصدارات النظام تقيّد التشغيل بسرعات مختلطة على بطاقات خطية معينة.

هل يحتاج التقسيم كابلًا خاصًا أم يكفي أي مسار من QSFP إلى SFP؟

يحتاج تجميعة مصنوعة لهذا الغرض: ‏DAC مقسوم أو AOC مقسوم أو وحدة متوازية مع مشطّب MPO. الكابل المزدوج العادي لا يحمل أربعة مسارات، فلديه شعيرتان فقط.

لماذا تظهر أربع واجهات فرعية 25G وتبقى معطلة؟

سببان شائعان: أن المنفذ لم يُحوَّل إلى وضع التقسيم في البرمجيات، فتوجد الواجهات الفرعية دون خريطة مسارات صالحة؛ أو أن وحدة الخادم والمنفذ الفرعي في QSFP لا يتفقان على تأطير FEC. افحص إعداد الواجهة أولًا ثم إعدادات FEC عند الطرفين.

هل يبلّغ SFP و QSFP عن التشخيص نفسه؟

‏يقيسان الكميات الخمس نفسها — حرارة العلبة وجهد التغذية وتيار انحياز الليزر وقدرة الإرسال والاستقبال — لكن عبر خرائط ذاكرة مختلفة. لذلك يعيد سكربت تشخيص مكتوب لتخطيط صفحات SFP أرقامًا بلا معنى على QSFP حتى تُعالَج الخريطة بشكل صحيح.