SFP и QSFP: в чём настоящая разница

Корзина — это продукт, число линий — это спецификация

SFP появился как замена громоздкому GBIC, и механический корпус зафиксировали очень рано: примерно 13,4 мм в ширину, 8,5 мм в высоту, 56,5 мм в глубину, 20-контактный краевой разъём, одна шина 3,3 В. SFP+ не увеличил этот корпус, а поднял электрический предел до 10,3125 Гбит/с — именно поэтому модуль 10G физически входит в корзину 1G и именно поэтому дальше решает ASIC. Базовые документы: INF-8074 для корпуса, SFF-8431 для электрики 10G, SFF-8472 для карты диагностики.

QSFP берёт тот же конструктивный язык и расширяет его до четырёх линий: около 18,35 мм в ширину, 8,5 мм в высоту, 72,4 мм в глубину, 38 контактов, описан через SFF-8436 для поколения 40G и SFF-8665 для 100G. Лестница скоростей — это число линий, умноженное на скорость линии: 4 × 1G в первом QSFP, 4 × 10G в QSFP+, 4 × 25G в QSFP28, 4 × 50G PAM4 в QSFP56. QSFP-DD добавляет второй ряд контактов и удваивает до восьми линий — так 400G помещается в корзину, всё ещё похожую на предка.

Пять лишних миллиметров ширины кажутся мелочью, пока не посчитаешь корзины на панели 1U: узких однолинейных помещается 48, широких четырёхлинейных — от 32 до 36. Вы меняете число портов на полосу одного порта, и весь спор именно об этом обмене.

SFP и QSFP в одной таблице

Что на самом деле покупает четвёртая линия — и сколько за неё платят

Коммерческий аргумент QSFP — не сама полоса, а делимость: порт 100G QSFP28 в режиме 4 × 25G обслуживает четыре сервера с одного порта ASIC; порт 40G QSFP+, разрезанный на 4 × 10G, делает то же для старого парка серверов. На leaf-коммутаторе 32 × 100G разделение 24 портов даёт 96 линий 25G к серверам плюс восемь портов, всё ещё работающих на 100G в аплинк. Эта арифметика и привела leaf-spine к четырёхлинейной корзине.

• Разделяющий DAC — один корпус QSFP на стороне коммутатора, четыре корпуса SFP на стороне сервера, медь по всей длине. Дешевле всего и меньше всего греется, но ограничен несколькими метрами внутри стойки.
• Разделяющий AOC — то же разделение в заводски оконцованном волокне, удобно в пределах ряда стоек, длина всё равно фиксированная.
• Параллельная оптика с разветвителем — модуль SR4 или PSM4 в порту QSFP и разветвление MPO на 4×LC к четырём отдельным однолинейным модулям. Единственный вариант, выживающий в структурированной кабельной системе, потому что каждая ветка заканчивается на порту патч-панели.

Ловушка в программном обеспечении, а не в оптике. Порт, уже физически разделённый, продолжает вести себя как один интерфейс 100G, пока операционная система не получит команду; четыре субинтерфейса сами не появятся, а точная команда зависит от сетевой ОС. Вторая ловушка — FEC: при разбиении 25G серверный модуль и суб-порт QSFP должны совпасть по кадрированию Reed-Solomon, и несовпадение даёт классический симптом субинтерфейсов, которые есть, показывают свет и никогда не пропускают трафик.

У разделения есть и радиус поражения. Один загрязнённый торец MPO или одна перегнутая ветка разветвителя выводит из строя сразу четыре серверных линии вместо одной. На портах доступа это приемлемая цена; на линии, которая должна отдать одному хосту полные 100G, разделение — просто неподходящий инструмент.

Где SFP+ по-прежнему выигрывает

Четыре линии не автоматически лучше. Список задач, где правильный ответ — однолинейная корзина, длинный, и большинство из них вне ядра гиперскейлеров.

Дистанция. Модуль 10G SFP+ ZR проходит 80 км по одной дуплексной паре на 1550 нм — ровно это делает наш BLS558-77BL, а в том же корпусе есть версии ER на 40 км и LR на 10 км. Сопоставимые QSFP заканчиваются гораздо раньше: 100G ER4 упирается примерно в 40 км и стоит в несколько раз дороже на порт. Когда между концами расстояние в город, одна линия и одна пара волокон — экономичный ответ.

Дефицит волокна. Двунаправленная оптика 10G передаёт на одной длине волны, а принимает на другой, поэтому одно волокно несёт всю линию. Наша серия BLB закрывает 20, 40 и 60 км в таком исполнении. В уже заполненном канале вдвое меньше волокон ценнее, чем вдвое больше линий.

Волновое мультиплексирование. Варианты SFP+ CWDM и DWDM укладывают много каналов 10G в одну пару через пассивную оптику — семейства BLC и BLD работают на 20, 40 и 80 км. Столь же дешёвого четырёхлинейного эквивалента нет, потому что мультиплексирование происходит вне модуля.

Медные спуски. SFP 1000BASE-T позволяет оптическому порту обслужить участок RJ45 — так коммутаторы доступа принимают существующую кабельную инфраструктуру без медиаконвертера.

Плотность на 25G. SFP28 усиливает узкую корзину: 25,78 Гбит/с на одной линии означает 48-портовый коммутатор доступа 1U вместо 24-портового. Наши BLM11C, BLM333 и BLM336 в этом исполнении покрывают от 100 м по многомодовому до 40 км по одномодовому волокну.

ЗИП. Сеть на однолинейных модулях держит одну запчасть на класс дальности. Сеть на четырёхлинейных держит по одной на скорость и на кодировку, и бюджет ЗИП растёт быстрее числа портов.

Правила, которые решают, поднимется ли порт

Таблицы спецификаций описывают, что должно работать. Шесть правил описывают, что работает в действительности.

1. Потолок скорости — в хосте, а не в модуле. Порт QSFP28 обычно принимает модуль 40G QSFP+ и ведёт его на 40G. Обратное не работает: порт QSFP+ не может тактировать модуль 100G. Та же асимметрия у SFP: порты SFP+ с двумя скоростями опускаются до 1G, но корзина только на 1G не потянет модуль 10G.
2. Скорость падает, форм-фактор — нет. Модуль SFP не войдёт в корзину QSFP без специального адаптера, а адаптер работает только там, где сетевая ОС его поддерживает. Физическая посадка и логическая поддержка — два отдельных согласования.
3. Страница идентичности — часть продукта. Два модуля с одинаковой оптикой могут нести разное содержимое EEPROM, и платформы, проверяющие производителя, отвергнут неподходящий. Это механизм, описанный в материале про кодирование EEPROM и совместимость.
4. Карты управления сменили поколение. SFP говорит на SFF-8472, QSFP+ и QSFP28 — на SFF-8636, QSFP-DD и новее — на CMIS. Хост, ожидающий CMIS, назовёт совершенно исправный модуль со старой картой «неподдерживаемым».
5. FEC договорной только при согласии обеих сторон. Выше 50G на линию кадрирование Reed-Solomon KP4 обязательно, а не опционально, и любой разрыв в цепочке — модуль, кабель, дальний хост — проявляется ростом счётчика коррекций вместо чистой линии.
6. Тепловой бюджет — это решение о числе портов. Модуль 400G с DSP может потреблять в двенадцать раз больше, чем SFP 1G. Заполнить все корзины на линейной карте — не то же самое, что заполнить их в пределах теплового расчёта.

Выбирать в правильном порядке

Начинайте с оконечного устройства, а не с модуля. Какая скорость ему реально нужна и на какую дистанцию? Затем спросите, какой бюджет давит: если доминируют волокна или стоимость прокладки, выигрывают одна линия и WDM; если доминируют юниты стойки и порты ASIC, выигрывают четыре линии и разветвление. И только потом выбирайте артикул — и подтверждайте профиль порта и кодировку до заказа, а не после прихода модулей.

Этот порядок объясняет, почему два форм-фактора сосуществуют, а не конкурируют. SFP+ LR 10G на уровне доступа и аплинк QSFP28 100G на том же коммутаторе — не компромисс, а одно и то же решение, принятое дважды, по одному ограничению за раз. Наши страницы SFP+, QSFP+ и QSFP28 перечисляют классы дальности и артикулы обеих сторон, а заметка о leaf-spine от 25G к 100G разбирает арифметику портов подробнее.

Частые вопросы

Можно ли использовать модуль SFP+ в порту QSFP?

Напрямую нет. Корпуса и распиновка не имеют ничего общего, поэтому SFP должен стоять в специальном адаптере, а адаптер должен поддерживаться установленной сетевой ОС. Даже тогда порт работает на 10G, так что обычно есть более дешёвые варианты.

QSFP всегда быстрее SFP+?

Нет. QSFP — это четырёхлинейный корпус, и самая ранняя версия несла 4 × 1G, то есть медленнее одного SFP+ 10G. Суммарная скорость — это число линий на скорость линии: 40G QSFP+ это четыре линии по 10G, 100G QSFP28 — четыре по 25G.

Войдёт ли модуль 40G QSFP+ в порт 100G QSFP28?

В большинстве случаев да, и порт опустится до 40G. Стоит сверить с матрицей трансиверов платформы: некоторые версии ОС ограничивают работу со смешанными скоростями на отдельных линейных картах.

Нужен ли для разделения специальный кабель или подойдёт любой путь QSFP–SFP?

Нужен специально собранный комплект: разделяющий DAC, разделяющий AOC или параллельный модуль с разветвителем MPO. Обычный дуплексный патч-корд четыре линии не понесёт, в нём всего два волокна.

Почему появляются четыре субинтерфейса 25G, но остаются в состоянии down?

Две частые причины: порт так и не перевели в режим разделения на уровне ПО, поэтому субинтерфейсы существуют без корректной карты линий; либо серверный модуль и суб-порт QSFP не совпали по кадрированию FEC. Сначала проверьте конфигурацию интерфейса, затем настройки FEC с обеих сторон.

SFP и QSFP отдают одинаковую диагностику?

Они измеряют те же пять величин — температуру корпуса, напряжение питания, ток смещения лазера, передаваемую и принимаемую мощность — но через разные карты памяти. Поэтому диагностический скрипт, написанный под раскладку страниц SFP, на QSFP выдаёт бессмыслицу, пока карта не обработана правильно.