SFP і QSFP: у чому справжня різниця

Комірка — це продукт, кількість ліній — це специфікація

SFP з’явився як заміна громіздкому GBIC, і механічний корпус зафіксували дуже рано: приблизно 13,4 мм завширшки, 8,5 мм заввишки, 56,5 мм завглибшки, 20-контактний крайовий роз’єм, одна шина 3,3 В. SFP+ не збільшив цей корпус, а підняв електричну межу до 10,3125 Гбіт/с — саме тому модуль 10G фізично входить у комірку 1G і саме тому далі вирішує ASIC. Базові документи: INF-8074 для корпусу, SFF-8431 для електрики 10G, SFF-8472 для карти діагностики.

QSFP бере ту саму конструктивну мову й розширює її до чотирьох ліній: близько 18,35 мм завширшки, 8,5 мм заввишки, 72,4 мм завглибшки, 38 контактів, описаний через SFF-8436 для покоління 40G і SFF-8665 для 100G. Сходи швидкостей — це кількість ліній, помножена на швидкість лінії: 4 × 1G у першому QSFP, 4 × 10G у QSFP+, 4 × 25G у QSFP28, 4 × 50G PAM4 у QSFP56. QSFP-DD додає другий ряд контактів і подвоює до восьми ліній — так 400G уміщується в комірку, що досі нагадує предка.

П’ять зайвих міліметрів ширини здаються дрібницею, поки не порахуєш комірки на панелі 1U: вузьких однолінійних уміщається 48, широких чотирилінійних — від 32 до 36. Ви міняєте кількість портів на смугу одного порту, і вся суперечка саме про цей обмін.

SFP і QSFP в одній таблиці

Що насправді купує четверта лінія — і скільки за неї платять

Комерційний аргумент QSFP — не сама смуга, а подільність: порт 100G QSFP28 у режимі 4 × 25G обслуговує чотири сервери з одного порту ASIC; порт 40G QSFP+, розрізаний на 4 × 10G, робить те саме для старого парку серверів. На leaf-комутаторі 32 × 100G розділення 24 портів дає 96 ліній 25G до серверів плюс вісім портів, що досі працюють на 100G в аплінк. Ця арифметика й привела leaf-spine до чотирилінійної комірки.

• Розділювальний DAC — один корпус QSFP на боці комутатора, чотири корпуси SFP на боці сервера, мідь по всій довжині. Найдешевше й найменш енергоємне, але обмежене кількома метрами всередині стійки.
• Розділювальний AOC — те саме розділення у заводськи оконцьованому волокні, зручно в межах ряду стійок, довжина все одно фіксована.
• Паралельна оптика з розгалужувачем — модуль SR4 або PSM4 у порту QSFP і розгалуження MPO на 4×LC до чотирьох окремих однолінійних модулів. Єдиний варіант, що виживає у структурованій кабельній системі, бо кожна гілка закінчується на порту патч-панелі.

Пастка в програмному забезпеченні, а не в оптиці. Порт, уже фізично розділений, поводиться як один інтерфейс 100G, доки операційна система не отримає команду; чотири субінтерфейси самі не з’являться, а точна команда залежить від мережевої ОС. Друга пастка — FEC: при розділенні 25G серверний модуль і суб-порт QSFP мають збігтися за кадруванням Reed-Solomon, і розбіжність дає класичний симптом субінтерфейсів, які існують, показують світло і ніколи не пропускають трафік.

Розділення має і радіус ураження. Один забруднений торець MPO або одна перегнута гілка розгалужувача виводить з ладу одразу чотири серверні лінії замість однієї. На портах доступу це прийнятна ціна; на лінії, що має віддати одному хосту повні 100G, розділення — просто не той інструмент.

Де SFP+ досі виграє

Чотири лінії не автоматично кращі. Перелік задач, де правильна відповідь — однолінійна комірка, довгий, і більшість із них поза ядром гіперскейлерів.

Дистанція. Модуль 10G SFP+ ZR проходить 80 км по одній дуплексній парі на 1550 нм — саме це робить наш BLS558-77BL, а в тому ж корпусі є версії ER на 40 км і LR на 10 км. Порівнянні QSFP закінчуються значно раніше: 100G ER4 упирається приблизно в 40 км і коштує в кілька разів дорожче за порт. Коли між кінцями відстань у місто, одна лінія й одна пара волокон — економна відповідь.

Дефіцит волокна. Двонапрямна оптика 10G передає на одній довжині хвилі, а приймає на іншій, тож одне волокно несе всю лінію. Наша серія BLB закриває 20, 40 і 60 км у такому виконанні. У вже заповненому каналі вдвічі менше волокон цінніше, ніж удвічі більше ліній.

Хвильове мультиплексування. Варіанти SFP+ CWDM і DWDM укладають багато каналів 10G в одну пару через пасивну оптику — родини BLC і BLD працюють на 20, 40 і 80 км. Такого ж дешевого чотирилінійного еквівалента немає, бо мультиплексування відбувається поза модулем.

Мідні спуски. SFP 1000BASE-T дозволяє оптичному порту обслужити ділянку RJ45 — так комутатори доступу приймають наявну кабельну інфраструктуру без медіаконвертера.

Щільність на 25G. SFP28 підсилює вузьку комірку: 25,78 Гбіт/с на одній лінії означає 48-портовий комутатор доступу 1U замість 24-портового. Наші BLM11C, BLM333 і BLM336 у цьому виконанні покривають від 100 м багатомодовим до 40 км одномодовим волокном.

ЗІП. Мережа на однолінійних модулях тримає одну запчастину на клас дальності. Мережа на чотирилінійних тримає по одній на швидкість і на кодування, і бюджет ЗІП зростає швидше за кількість портів.

Правила, які вирішують, чи підніметься порт

Таблиці специфікацій описують, що має працювати. Шість правил описують, що працює насправді.

1. Стеля швидкості — у хості, а не в модулі. Порт QSFP28 зазвичай приймає модуль 40G QSFP+ і веде його на 40G. Зворотне не працює: порт QSFP+ не може тактувати модуль 100G. Та сама асиметрія у SFP: порти SFP+ з двома швидкостями опускаються до 1G, але комірка лише на 1G не потягне модуль 10G.
2. Швидкість падає, форм-фактор — ні. Модуль SFP не ввійде в комірку QSFP без спеціального адаптера, а адаптер працює тільки там, де мережева ОС його підтримує. Фізична посадка й логічна підтримка — два окремі погодження.
3. Сторінка ідентичності — частина продукту. Два модулі з однаковою оптикою можуть нести різний вміст EEPROM, і платформи, що перевіряють виробника, відкинуть непідхожий. Це механізм, описаний у матеріалі про кодування EEPROM і сумісність.
4. Карти керування змінили покоління. SFP говорить SFF-8472, QSFP+ і QSFP28 — SFF-8636, QSFP-DD і новіші — CMIS. Хост, що очікує CMIS, назве цілком справний модуль зі старою картою «непідтримуваним».
5. FEC можна узгодити лише за згоди обох сторін. Вище 50G на лінію кадрування Reed-Solomon KP4 обов’язкове, а не опційне, і будь-який розрив у ланцюгу — модуль, кабель, дальній хост — проявляється зростанням лічильника корекцій замість чистої лінії.
6. Тепловий бюджет — це рішення про кількість портів. Модуль 400G з DSP може споживати в дванадцять разів більше, ніж SFP 1G. Заповнити всі комірки на лінійній карті — не те саме, що заповнити їх у межах теплового розрахунку.

Обирати в правильному порядку

Починайте з кінцевого пристрою, а не з модуля. Яка швидкість йому справді потрібна і на яку дистанцію? Далі спитайте, який бюджет тисне: якщо домінують волокна або вартість прокладання, виграють одна лінія і WDM; якщо домінують юніти стійки й порти ASIC, виграють чотири лінії та розділення. І лише потім обирайте артикул — і підтверджуйте профіль порту й кодування до замовлення, а не після прибуття модулів.

Цей порядок пояснює, чому два форм-фактори співіснують, а не конкурують. SFP+ LR 10G на рівні доступу й аплінк QSFP28 100G на тому ж комутаторі — не компроміс, а те саме рішення, ухвалене двічі, по одному обмеженню за раз. Наші сторінки SFP+, QSFP+ і QSFP28 перелічують класи дальності й артикули обох боків, а замітка про leaf-spine від 25G до 100G розбирає арифметику портів докладніше.

Часті запитання

Чи можна використати модуль SFP+ у порту QSFP?

Напряму ні. Корпуси й розпіновка не мають нічого спільного, тож SFP має стояти у спеціальному адаптері, а адаптер має підтримуватися встановленою мережевою ОС. Навіть тоді порт працює на 10G, тож зазвичай є дешевші варіанти.

QSFP завжди швидший за SFP+?

Ні. QSFP — це чотирилінійний корпус, і найраніша версія несла 4 × 1G, тобто повільніше за один SFP+ 10G. Сумарна швидкість — це кількість ліній на швидкість лінії: 40G QSFP+ це чотири лінії по 10G, 100G QSFP28 — чотири по 25G.

Чи ввійде модуль 40G QSFP+ у порт 100G QSFP28?

У більшості випадків так, і порт опуститься до 40G. Варто звірити з матрицею трансиверів платформи: деякі версії ОС обмежують роботу зі змішаними швидкостями на окремих лінійних картах.

Чи потрібен для розділення спеціальний кабель, чи підійде будь-який шлях QSFP–SFP?

Потрібен спеціально зібраний комплект: розділювальний DAC, розділювальний AOC або паралельний модуль з розгалужувачем MPO. Звичайний дуплексний патч-корд чотири лінії не понесе, у ньому лише два волокна.

Чому з’являються чотири субінтерфейси 25G, але залишаються в стані down?

Дві часті причини: порт так і не перевели в режим розділення на рівні ПЗ, тож субінтерфейси існують без коректної карти ліній; або серверний модуль і суб-порт QSFP не збіглися за кадруванням FEC. Спершу перевірте конфігурацію інтерфейсу, потім налаштування FEC з обох боків.

SFP і QSFP віддають однакову діагностику?

Вони вимірюють ті самі п’ять величин — температуру корпусу, напругу живлення, струм зміщення лазера, передану й прийняту потужність — але через різні карти пам’яті. Тому діагностичний скрипт, написаний під розкладку сторінок SFP, на QSFP видає безглузді числа, доки карту не оброблено правильно.