SFP와 QSFP의 차이: 레인 수와 포트 호환

케이지가 제품이고, 레인 수가 규격이다

SFP는 부피가 큰 GBIC을 대체하려고 나왔고, 기계적 외형은 아주 이른 시점에 고정됐습니다. 폭 약 13.4 mm, 높이 8.5 mm, 깊이 56.5 mm, 20핀 카드 에지 커넥터, 단일 3.3 V 전원입니다. SFP+는 이 외형을 키우지 않고 전기적 상한을 10.3125 Gbps로 올렸습니다. 10G 모듈이 1G 케이지에 물리적으로 들어가고, 그다음 ASIC이 그 속도를 낼 수 있는지가 결과를 좌우하는 이유가 여기에 있습니다. 기준 문서는 외형이 INF-8074, 10G 전기 규격이 SFF-8431, 진단 맵이 SFF-8472입니다.

QSFP는 같은 설계 언어를 네 레인으로 넓힙니다. 폭 약 18.35 mm, 높이 8.5 mm, 깊이 72.4 mm, 38핀으로, 40G 세대는 SFF-8436, 100G 세대는 SFF-8665로 규정됩니다. 속도 사다리는 레인 수 곱하기 레인 속도입니다. 초기 QSFP는 4×1G, QSFP+는 4×10G, QSFP28은 4×25G, QSFP56은 4×50G PAM4입니다. QSFP-DD는 접점을 한 줄 더 두어 여덟 레인으로 늘렸고, 그렇게 400G가 조상과 닮은 케이지 안에 들어갑니다.

폭 5 mm 차이는 사소해 보이지만 1U 페이스플레이트에 케이지가 몇 개 들어가는지 세어 보면 달라집니다. 좁은 단일 레인 케이지는 48개, 넓은 4레인 케이지는 32~36개입니다. 포트 수를 포트당 대역폭과 맞바꾸는 것이고, 그 교환이 논쟁의 전부입니다.

SFP와 QSFP 파라미터 비교

네 번째 레인이 사는 것과 청구하는 것

QSFP의 상업적 이유는 원시 대역폭이 아니라 나눌 수 있다는 점입니다. 100G QSFP28 포트를 4×25G로 설정하면 ASIC 포트 하나로 서버 네 대를 수용합니다. 40G QSFP+를 4×10G로 쪼개면 구형 서버 풀에 같은 효과가 납니다. 32포트 100G 리프 스위치에서 24개 포트를 분할하면 서버 방향 25G 링크 96개와 업링크용 100G 포트 8개가 남습니다. 리프-스파인이 4레인 케이지로 수렴한 이유가 이 산수입니다.

• 브레이크아웃 DAC — 스위치 쪽 QSFP 한 개, 서버 쪽 SFP 네 개, 전 구간 구리. 가장 저렴하고 전력도 적지만 랙 안 몇 미터로 제한됩니다.
• 브레이크아웃 AOC — 같은 분할을 공장에서 단말 처리한 광섬유로 구현. 랙 한 줄에서는 편하지만 길이는 고정입니다.
• 병렬 광 모듈 + 하네스 — QSFP 포트에 SR4 또는 PSM4를 넣고 MPO에서 4×LC로 분기해 단일 레인 모듈 네 개로 연결. 구조화 배선에 올릴 수 있는 유일한 방식이며, 각 다리가 일반 패치패널 포트에서 끝납니다.

함정은 광학이 아니라 소프트웨어에 있습니다. 물리적으로 분할된 포트도 운영체제가 지시를 받기 전까지는 하나의 100G 인터페이스로 동작합니다. 네 개의 서브 인터페이스가 저절로 생기지 않고, 정확한 명령도 네트워크 OS마다 다릅니다. 두 번째 함정은 FEC입니다. 25G 브레이크아웃에서는 서버 측 모듈과 QSFP 서브 포트가 Reed-Solomon 프레이밍에서 일치해야 하고, 어긋나면 서브 인터페이스가 존재하고 광도 나오는데 트래픽은 절대 통과하지 않는 전형적인 증상이 나타납니다.

분할에는 피해 범위 문제도 있습니다. MPO 단면 하나가 오염되거나 하네스 다리 하나가 꺾이면 서버 링크 하나가 아니라 네 개가 동시에 끊깁니다. 액세스 포트에서는 받아들일 만한 대가지만, 호스트 한 대에 100G를 온전히 전달해야 하는 링크에서는 분할이 그냥 잘못된 도구입니다.

SFP+가 여전히 이기는 지점

네 레인이 자동으로 더 좋은 것은 아닙니다. 단일 레인 케이지가 정답인 작업이 길게 있고, 대부분은 하이퍼스케일 코어 밖에 있습니다.

거리. 10G SFP+ ZR은 1550 nm에서 듀플렉스 한 쌍으로 80 km에 도달합니다. 당사 BLS558-77BL이 바로 그 제품이며, 같은 외형에 40 km ER과 10 km LR도 있습니다. 비슷한 QSFP는 훨씬 일찍 멈춥니다. 100G ER4는 약 40 km가 한계이고 포트당 비용은 몇 배입니다. 두 끝 사이가 도시 하나만큼 떨어져 있다면 레인 하나와 광섬유 한 쌍이 경제적인 답입니다.

광섬유 부족. 양방향 10G 광모듈은 한 파장으로 보내고 다른 파장으로 받으므로 한 가닥이 링크 전체를 나릅니다. 당사 BLB 계열은 그 형태로 20 km, 40 km, 60 km를 갖췄습니다. 이미 가득 찬 관로에서는 레인을 두 배로 늘리는 것보다 심선을 절반으로 줄이는 편이 값어치가 있습니다.

파장 분할 다중화. CWDM과 DWDM SFP+는 수동 광소자를 통해 한 쌍의 광섬유에 여러 10G 채널을 싣습니다. BLC와 BLD 계열이 20 km, 40 km, 80 km를 커버합니다. 같은 가격의 4레인 대응품은 없습니다. 다중화가 모듈 밖에서 일어나기 때문입니다.

구리 구간 연결. 1000BASE-T SFP를 쓰면 광 포트로 RJ45 구간을 수용할 수 있습니다. 액세스 스위치가 미디어 컨버터 없이 기존 구리 배선을 흡수하는 방식입니다.

25G 밀도. SFP28은 좁은 케이지의 장점을 밀어붙입니다. 단일 레인 25.78 Gbps는 24포트가 아니라 48포트 1U 액세스 스위치를 뜻합니다. 당사 BLM11C, BLM333, BLM336이 이 형태로 100 m 멀티모드부터 40 km 싱글모드까지 커버합니다.

예비품. 단일 레인 중심 망은 거리 등급마다 예비품 하나로 충분합니다. 4레인 중심 망은 속도와 코딩마다 필요해지고, 예비품 예산이 포트 수보다 빠르게 늘어납니다.

포트가 살아나는지를 결정하는 규칙

규격표는 무엇이 동작해야 하는지를 설명합니다. 실제로 동작하는지를 설명하는 것은 여섯 가지 규칙입니다.

1. 속도 상한은 모듈이 아니라 호스트에 있다. QSFP28 포트는 보통 40G QSFP+를 받아 40G로 동작합니다. 반대는 실패합니다. QSFP+ 포트는 100G 모듈에 클록을 줄 수 없습니다. 같은 비대칭이 SFP에도 적용되어, 듀얼 레이트 SFP+ 포트는 1G로 내려가지만 1G 전용 케이지는 10G 제품을 구동하지 못합니다.
2. 속도는 내려가도 폼팩터는 그대로다. SFP 모듈은 전용 어댑터 없이 QSFP 케이지에 들어가지 않고, 그 어댑터도 네트워크 OS가 지원할 때만 의미가 있습니다. 물리적 결합과 논리적 지원은 별개의 승인입니다.
3. 식별 페이지도 제품의 일부다. 광학 특성이 같아도 EEPROM 내용은 다를 수 있고, 벤더 식별을 검사하는 플랫폼은 잘못된 쪽을 거부합니다. EEPROM 코딩과 호환성에서 다룬 메커니즘이 이것입니다.
4. 관리 맵은 세대가 바뀌었다. SFP는 SFF-8472, QSFP+와 QSFP28은 SFF-8636, QSFP-DD 이후는 CMIS를 씁니다. CMIS를 기대하는 호스트는 완전히 정상인 구형 맵 모듈을 '지원되지 않음'으로 표시합니다.
5. FEC는 양쪽이 합의해야 성립한다. 레인당 50G를 넘으면 Reed-Solomon KP4 프레이밍은 선택이 아니라 필수이고, 모듈·케이블·원격 호스트 어디든 한 곳이 빠지면 깨끗한 링크 대신 정정 카운터가 올라가는 것으로 나타납니다.
6. 열 예산은 포트 수 결정이다. DSP가 붙은 400G 모듈은 1G SFP의 열두 배를 끌어올 수 있습니다. 라인카드의 모든 케이지를 채우는 것과 열 설계 범위 안에서 채우는 것은 다릅니다.

올바른 순서로 고르기

모듈이 아니라 종단 장비에서 시작하십시오. 장비가 실제로 필요로 하는 속도와 거리는 얼마입니까. 그다음 어느 예산이 조이는지 물어야 합니다. 심선 수나 굴착 비용이 지배적이면 단일 레인과 WDM이 이기고, 랙 유닛과 ASIC 포트 수가 지배적이면 4레인과 분할이 이깁니다. 제품 선택은 그다음이며, 포트 프로파일과 코딩은 발주 전에 확인해야 합니다. 모듈이 도착한 뒤가 아닙니다.

이 순서가 두 폼팩터가 경쟁이 아니라 공존하는 이유를 설명합니다. 액세스 계층의 10G SFP+ LR과 같은 스위치의 100G QSFP28 업링크는 타협이 아니라, 같은 결정을 제약마다 한 번씩 두 번 내린 것입니다. 당사 SFP+, QSFP+, QSFP28 페이지에 양쪽의 거리 등급과 품번이 정리되어 있고, 25G에서 100G로 가는 리프-스파인 노트에서 포트 산수를 더 자세히 다룹니다.

자주 묻는 질문

SFP+ 모듈을 QSFP 포트에 쓸 수 있습니까?

직접은 안 됩니다. 외형과 핀 배열이 전혀 다르므로 SFP는 전용 어댑터에 있어야 하고, 그 어댑터를 설치된 네트워크 OS가 지원해야 합니다. 그렇게 해도 포트는 10G로 동작하므로 보통 더 저렴한 대안이 있습니다.

QSFP가 항상 SFP+보다 빠릅니까?

아닙니다. QSFP는 4레인 외형이고 가장 초기 버전은 4×1G였습니다. 단일 10G SFP+보다 느립니다. 집계 속도는 레인 수 곱하기 레인 속도로, 40G QSFP+는 10G 네 레인, 100G QSFP28은 25G 네 레인입니다.

40G QSFP+를 100G QSFP28 포트에 꽂을 수 있습니까?

대부분 가능하고 포트는 40G로 내려갑니다. 다만 플랫폼의 트랜시버 매트릭스로 확인할 가치가 있습니다. 일부 OS 버전은 특정 라인카드에서 혼합 속도 동작을 제한합니다.

분할에 전용 케이블이 필요합니까, 아니면 아무 QSFP-SFP 경로나 됩니까?

전용으로 만든 어셈블리가 필요합니다. 브레이크아웃 DAC, 브레이크아웃 AOC, 또는 MPO 하네스가 붙은 병렬 모듈입니다. 일반 듀플렉스 패치코드는 광섬유가 두 가닥뿐이라 네 레인을 나를 수 없습니다.

25G 서브 인터페이스 네 개가 생겼는데 계속 down인 이유는 무엇입니까?

흔한 원인 두 가지입니다. 소프트웨어에서 포트를 분할 모드로 전환한 적이 없어 서브 인터페이스가 유효한 레인 맵 없이 존재하거나, 서버 측 모듈과 QSFP 서브 포트의 FEC 프레이밍이 어긋난 경우입니다. 인터페이스 설정을 먼저 보고, 그다음 양쪽 FEC 설정을 확인하십시오.

SFP와 QSFP가 같은 진단 값을 보고합니까?

측정하는 다섯 항목은 같습니다. 케이스 온도, 공급 전압, 레이저 바이어스, 송신 전력, 수신 전력입니다. 다만 메모리 맵이 다릅니다. 그래서 SFP 페이지 배치를 전제로 작성한 진단 스크립트는 맵을 제대로 처리하기 전까지 QSFP에서 의미 없는 값을 돌려줍니다.