SFP versus QSFP: de verschillen die tellen

De kooi is het product, het aantal lanes is de specificatie

SFP ontstond als vervanger van de logge GBIC, en de mechanische omhulling lag vroeg vast: ongeveer 13,4 mm breed, 8,5 mm hoog, 56,5 mm diep, een kaartrandconnector met 20 pinnen en één 3,3 V-rail. SFP+ heeft die behuizing niet vergroot, maar de elektrische bovengrens naar 10,3125 Gbps getild. Precies daarom past een 10G-module fysiek in een 1G-kooi, en daarom beslist daarna de ASIC. De basisdocumenten zijn INF-8074 voor de omhulling, SFF-8431 voor de 10G-elektronica en SFF-8472 voor de diagnosemap.

QSFP neemt dezelfde ontwerptaal over en verbreedt die naar vier lanes: circa 18,35 mm breed, 8,5 mm hoog, 72,4 mm diep, 38 pinnen, vastgelegd in SFF-8436 voor de 40G-generatie en SFF-8665 voor 100G. De snelheidsladder is lanes maal lanesnelheid: 4 × 1G in de eerste QSFP, 4 × 10G bij QSFP+, 4 × 25G bij QSFP28, 4 × 50G PAM4 bij QSFP56. QSFP-DD voegt een tweede contactrij toe en verdubbelt naar acht lanes: zo past 400G in een kooi die nog op zijn voorouder lijkt.

Vijf millimeter extra breedte klinkt onschuldig, tot je de kooien op een 1U-front telt: smalle single-lane-kooien passen er 48 keer op, brede vierlane-kooien 32 tot 36 keer. Je ruilt poortaantal tegen bandbreedte per poort, en die ruil is de hele discussie.

SFP en QSFP in één oogopslag

Wat de vierde lane echt koopt — en wat hij kost

Het commerciële argument voor QSFP is niet ruwe bandbreedte, maar deelbaarheid: een 100G QSFP28-poort als 4 × 25G bedient vier servers uit één ASIC-poort; een 40G QSFP+ die in 4 × 10G wordt geknipt doet hetzelfde voor een oudere serverpool. Op een 32-poorts 100G-leaf levert het openbreken van 24 poorten 96 servergerichte 25G-links plus acht poorten die nog op 100G naar uplinks lopen. Die rekensom is waarom leaf-spine op de vierlane-kooi is uitgekomen.

• Breakout-DAC — één QSFP-kop aan de switch, vier SFP-koppen aan de server, koper van begin tot eind. Het goedkoopst en zuinigst, maar beperkt tot een paar meter in het rack.
• Breakout-AOC — dezelfde splitsing in fabrieksterminated vezel, comfortabel over een rackrij, nog steeds vaste lengte.
• Parallelle optiek plus harness — een SR4- of PSM4-module in de QSFP-poort en een MPO-naar-4×LC fan-out naar vier losse single-lane-modules. De enige optie die gestructureerde bekabeling overleeft, omdat elk been op een normale patchpaneelpoort eindigt.

De valkuil zit in software, niet in optiek. Een fysiek gesplitste poort blijft zich gedragen als één 100G-interface tot het besturingssysteem anders wordt verteld; de vier subinterfaces verschijnen niet vanzelf, en het exacte commando verschilt per netwerk-OS. De tweede valkuil is FEC: bij 25G-breakout moeten de servermodule en de QSFP-subpoort hetzelfde Reed-Solomon-framing voeren, en onenigheid levert het klassieke beeld op van subinterfaces die bestaan, licht melden en nooit verkeer doorlaten.

Breakout heeft ook een blast-radius. Eén vervuilde MPO-kop, of één geknikt been van een harness, legt vier serverlinks tegelijk plat in plaats van één. Op accesspoorten is dat een acceptabele ruil; op een link die een enkele host de volle 100G moet leveren, is breakout simpelweg het verkeerde gereedschap.

Waar SFP+ nog steeds wint

Vier lanes zijn niet automatisch beter. Er is een lange lijst klussen waarbij een single-lane-kooi het juiste antwoord is, en de meeste liggen buiten de hyperscale-kern.

Afstand. Een 10G SFP+ ZR-module haalt 80 km over één duplexpaar op 1550 nm — precies wat onze BLS558-77BL doet, met ER voor 40 km en LR voor 10 km in dezelfde behuizing. Vergelijkbare QSFP’s stoppen veel eerder: 100G ER4 houdt rond 40 km op en kost per poort een veelvoud. Als er een stad tussen de uiteinden ligt, zijn één lane en één vezelpaar het economische antwoord.

Vezelschaarste. Bidirectionele 10G-optiek zendt op de ene golflengte en ontvangt op de andere, zodat één streng de hele link draagt. Onze BLB-serie dekt 20 km, 40 km en 60 km in die vorm. In een koker die al vol zit, wint het halveren van strengen boven het verdubbelen van lanes.

Golflengtemultiplexing. CWDM- en DWDM-SFP+-varianten zetten veel 10G-kanalen op één paar via passieve optiek — de BLC- en BLD-families lopen 20, 40 en 80 km. Een even goedkoop vierlane-equivalent bestaat niet, omdat het multiplexen buiten de module gebeurt.

Koperen aftakkingen. Een 1000BASE-T SFP laat een glaspoort een RJ45-traject bedienen; zo absorberen accessswitches bestaande bekabeling zonder mediaconverter.

Dichtheid bij 25G. SFP28 zet de smalle kooi extra aan: 25,78 Gbps op één lane betekent een 48-poorts 1U-accessswitch in plaats van 24 poorten. Onze BLM11C, BLM333 en BLM336 dekken in die vorm 100 m multimode tot 40 km singlemode.

Reserveonderdelen. Een gemengd netwerk op single-lane-basis houdt één reserve per afstandsklasse. Een vierlane-netwerk houdt er één per snelheid en per codering, en het reserverbudget groeit sneller dan het poortaantal.

De regels die bepalen of de poort omhoog komt

Specificatietabellen beschrijven wat zou moeten werken. Zes regels beschrijven wat echt werkt.

1. Het snelheidsplafond zit in de host, niet in de module. Een QSFP28-poort accepteert normaal een 40G QSFP+ en draait die op 40G. Het omgekeerde mislukt: een QSFP+-poort kan een 100G-module niet klokken. Dezelfde asymmetrie geldt bij SFP: dual-rate SFP+-poorten stappen terug naar 1G, maar een kooi die alleen 1G kent drijft geen 10G-onderdeel aan.
2. De snelheid zakt, de vorm niet. Een SFP-module komt zonder speciale adapter niet in een QSFP-kooi, en die adapter werkt alleen waar het netwerk-OS hem ondersteunt. Fysieke passing en logische ondersteuning zijn twee aparte goedkeuringen.
3. De identiteitspagina hoort bij het product. Twee modules met identieke optiek kunnen verschillende EEPROM-inhoud dragen, en platforms die de leveranciersidentiteit controleren weigeren de verkeerde. Dat is het mechanisme achter EEPROM-codering en compatibiliteit.
4. Beheermappen wisselden van generatie. SFP spreekt SFF-8472, QSFP+ en QSFP28 spreken SFF-8636, QSFP-DD en nieuwer spreken CMIS. Een host die CMIS verwacht noemt een volstrekt gezonde module met oude map ‘niet ondersteund’.
5. FEC is alleen onderhandelbaar als beide kanten het eens zijn. Boven 50G per lane is Reed-Solomon KP4-framing verplicht in plaats van optioneel, en elke onderbreking in de keten — module, kabel, verre host — uit zich in een oplopende correctieteller in plaats van een schone link.
6. Het thermische budget is een poortaantal-beslissing. Een 400G-module met DSP kan twaalf keer zoveel vragen als een 1G SFP. Elke kooi op een linecard vullen is niet hetzelfde als elke kooi binnen zijn thermisch ontwerp vullen.

In de juiste volgorde kiezen

Begin bij het eindpunt, niet bij de module. Welke snelheid heeft het apparaat echt nodig, en over welke afstand? Vraag daarna welk budget knijpt: als vezelstrengen of graafkosten domineren, winnen single-lane en WDM; als rackunits en ASIC-poorten domineren, winnen vier lanes en breakout. Kies pas daarna het onderdeel, en bevestig poortprofiel en codering vóór de bestelling, niet nadat de modules binnen zijn.

Die volgorde verklaart waarom beide vormen naast elkaar bestaan in plaats van te concurreren. Een 10G SFP+ LR in de accesslaag en een 100G QSFP28-uplink op dezelfde switch zijn geen compromis; het is dezelfde beslissing twee keer genomen, telkens met één beperking. Onze pagina’s over SFP+, QSFP+ en QSFP28 noemen de afstandsklassen en artikelnummers aan beide kanten, en de leaf-spine-notitie over 25G naar 100G werkt de poortrekensom verder uit.

Veelgestelde vragen

Kan een SFP+-module in een QSFP-poort worden gebruikt?

Niet rechtstreeks. De behuizingen en pinouts hebben niets gemeen, dus de SFP moet in een speciale adapter, en die adapter moet door het geïnstalleerde netwerk-OS worden ondersteund. Zelfs dan draait de poort op 10G, dus er bestaan meestal goedkopere alternatieven.

Is QSFP altijd sneller dan SFP+?

Nee. QSFP is een vierlane-omhulling, en de oudste versie droeg 4 × 1G — langzamer dan één 10G SFP+. De geaggregeerde snelheid komt van lanes maal lanesnelheid: een 40G QSFP+ is vier lanes op 10G, een 100G QSFP28 vier lanes op 25G.

Past een 40G QSFP+ in een 100G QSFP28-poort?

In de meeste gevallen wel, en de poort stapt terug naar 40G. Het is verstandig dit tegen de transceivermatrix van het platform te controleren, want sommige OS-versies beperken gemengde snelheden op specifieke linecards.

Heeft breakout een speciale kabel nodig, of werkt elk QSFP-naar-SFP-pad?

Het vereist een speciaal gebouwde samenstelling: een breakout-DAC, een breakout-AOC of een parallelle module met MPO-harness. Een gewone duplex-patchkabel kan geen vier lanes dragen, hij heeft maar twee vezels.

Waarom verschijnen er vier 25G-subinterfaces die down blijven?

Twee gebruikelijke oorzaken: de poort is in de software nooit in breakout-modus gezet, zodat de subinterfaces bestaan zonder geldige lanemap; of de servermodule en de QSFP-subpoort zijn het oneens over FEC-framing. Controleer eerst de interfaceconfiguratie en daarna de FEC-instellingen aan beide kanten.

Rapporteren SFP en QSFP dezelfde diagnostiek?

Ze meten dezelfde vijf grootheden — behuizingstemperatuur, voedingsspanning, laservoorspanning, zend- en ontvangstvermogen — maar via verschillende geheugenmaps. Daarom geeft een diagnosescript dat voor de SFP-paginaindeling is geschreven onzin op een QSFP tot de map correct wordt behandeld.