QSFP56收发器和模块终极指南

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由于当今技术的快速变化，对网络的要求正在以惊人的速度增长。QSFP56（四通道小型可插拔）收发器和模块是高速数据传输的一大进步；它们性能更好、能耗更低、扩展速度更快。本手册旨在通过提供有关QSFP56技术的功能、优势、用途和实现方式的信息，解释有关该技术的所有知识。无论您是网络工程师还是IT专家，或者您只是想知道最近光学收发器的最新动态，本文都将为您提供跟上高速网络领域所需的一切信息。

什么是QSFP56收发器？

QSFP56概述

QSFP56收发器是一种小型、可热插拔的光学模块，适用于高速数据通信网络。它与200千兆以太网兼容，非常适合希望增加带宽和减少延迟的企业和数据中心。QSFP56收发器使用与QSFP相同的外形尺寸，但可以通过PAM4(脉冲幅度调制)技术实现高达50Gbps的每通道。这不仅提高了速度，而且还与前几代QSFP硬件保持向后兼容，因此集成简单，可扩展性得到保证。

功能与应用

QSFP56是高速网络环境中的关键组件。基本上，该设备通过将电信号转换为光信号，允许通过光纤电缆发送和接收数据，从而增强更快、更可靠的通信。QSFP56收发器可以使用PAM4调制以每通道50Gbps的速度传输数据，从而在单个模块内聚合高达200Gbps。此功能对于满足当前数据中心、云计算服务和企业网络的数据吞吐量要求至关重要，在这些网络中，100GQSFP28和200GQSFP56被广泛部署。

数据中心互连

在数据中心(DC)内，人们使用QSFP56收发器来连接服务器或存储设备，或连接服务器和存储系统。它们有助于实现低延迟和高带宽，这对于虚拟化和大数据分析以及需要此类资源的实时流媒体应用等而言必不可少。报告显示，如果企业采用这些模块，与旧型号相比，它们可以节省高达40%的功耗，同时仍能提供更好的性能。

高性能计算(HPC)

在高性能计算环境(HPC)中，您会发现许多超级计算机通过使用许多QSFP56模块创建的快速网络连接在一起，因此它们以极高的速度和低延迟运行。这些类型的网络允许在系统的不同部分之间快速共享信息，这是在进行大量计算或科学研究模拟时所必需的，这些模拟需要跨大型计算集群的并行处理能力，其中每个节点可能计算整个模拟任务的不同部分，但需要来自所有其他节点的结果才能继续进行完成阶段。此外，支持200Gb/s的速率可大大提高计算机效率，从而更快地获得更详细的结果。

企业网络升级

对于升级网络基础设施的企业来说，使用这些收发器是最好的选择，因为它们提供了增长阶段所需的可扩展性选项。它还向后兼容以前的类型，从而使企业无需彻底改造整个网络系统即可升级性能。因此，这意味着QSFP56成为有效提高组织网络能力和整体性能水平的经济有效的方式。

云服务

在云服务提供中，速度非常重要，尤其是在同时处理来自不同来源的大量数据流量时，这就是QSFP56提供的高速度和容量发挥作用的地方。这些设备可实现快速的资源和服务分配，有助于在此类云应用中保持高质量的服务交付。此外，处理高达200Gbps的速率可确保这些网络可以根据不断增长的需求随时扩展。

总而言之，我们不能忽视QSFP56收发器的多功能性或高性能，因为它们在需要非常快速网络的各个领域都非常有用。无论是将它们用于DC互连、HPC需求、EN升级，还是CS目的，只要知道使用这些设备总会提供比以前更多的带宽，从而降低延迟并降低操作期间的功耗，从而成为当今任何现代光纤网络解决方案的关键部分。

外形和兼容性

QSFP56收发器采用四通道小型可插拔(QSFP)封装，因此可以方便地在网络设备中使用。这些收发器与以前版本的QSFP和QSFP+端口兼容，因此用户可以轻松升级，而不必对现有的硬件基础设施进行大量更改。这对希望逐步增加网络容量的数据中心和企业尤其有利。

此外，此类模块具有热插拔功能，因此无需关闭与其连接的任何设备即可安装或更换，从而减少中断，同时以峰值性能水平管理网络。它还提高了运营效率，因为它支持高性能网络环境所需的动态性。

QSFP28和QSFP56之间有什么区别？

速度和数据速率比较

QSFP28与QSFP56的区别在于速度和数据速率容量。QSFP28收发器使用4个通道，每个通道25gbps，支持高达100gbps的数据速率。对于不同的网络需求，QSFP28和QSFP56模块都有足够灵活的选项。这些特性使这些产品能够用于许多高速网络应用，例如企业环境或数据中心，在这些应用中，大量数据必须在不太复杂或成本太高的情况下快速移动。

另一方面，QSFP56收发器支持更高的速度，最大限制为200Gbps。这是通过四个通道实现的，每个通道每秒传输50千兆字节(Gbps)，并利用更先进的调制技术，如PAM4(脉冲幅度调制4级)。因此，可以说，该产品在更快速率下传输信息的能力的增强，使其适合于带宽消耗密集、需要低延迟和易于扩展的领域，包括但不限于高性能计算系统和下一代云服务等。

总之，尽管它们在光纤网络的运行中发挥着至关重要的作用，但Qsfp-56胜过Qsfp-28，因为它提供更高的速度，以及现代高速网络基础设施所需的更大的数据传输容量。

电气接口规格

这两种网络设备都可以在硬件层面与QSFP28和QSFP56收发器集成，但它们的电气接口规格不同，因为它们的工作速度不同并且处理数据速率不同。

QSFP28电气接口：

QSFP28采用4×25Gbps电接口，传输速率为100gbps。它是根据IEEE802.3bj等IEEE标准设计的，确保了以太网和光纤通道应用的兼容性。NRZ(不归零)通常用作此规范的信令方法，因为它有助于在较短距离内保持信号完整性，同时简化处理要求。

QSFP56电气接口：

仅就200GQSFP56收发器应用而言，需要通过利用QSFP56改进的4×50Gbps电气接口来实现更多功能。PAM4可能支持更高的数据速率，这是一种比以前使用的任何其他调制技术都更复杂的调制技术，并且可以在不损害信号保真度的情况下实现。

换句话说，PAM4通过每个符号表示两位而不是一位来将容量翻倍，从而支持适合高带宽数据传输的IEEE标准802.3cd。这意味着这种精细的通信方式将增强更广泛的带宽覆盖范围并提高效率。但是，可能还需要更复杂的纠错方法来确保传输过程中的完整性。

上述对这两种光模块的描述告诉我们，它们各自最擅长什么，以及在性能水平和技术进步方面，它们与同类别的同类产品相比表现如何。虽然QSF28采用的NRZ可以轻松达到100Gbps，但QSF56采用的基于PAM4的方法可以实现高达200Gbps的速度，这使得它们适用于不同的网络环境，具体取决于对带宽的需求或支持它们所需的基础设施。

向后兼容性

只有在新系统与旧系统兼容的情况下，才有可能使用新系统，这称为向后兼容性。通常，QSFP56模块可以与旧设备中使用的QSFP28端口配合使用；尽管如此，这取决于所考虑的特定收发器和系统设计。在制定网络计划时，比较QSFP56和QFSP28非常重要。当插入QSFP28插槽时，QSFP56收发器的数据速率（100Gbps）低于其设计速率（200Gbps），但仍可通过NRZ调制方案保持其性能。此处使用的NRZ方案使服务提供商能够进行增量基础设施升级，而无需在迁移到更高速网络时一次性更改所有内容或中断服务交付。

QSFP56与QSFP-DD相比如何？

技术进步

QSFP56和QSFP-DD是为了满足数据中心和高性能计算环境中对更多带宽的当代需求而创建的。为了在四通道上达到200Gbps，QSFP56基于QSFP28，但使用PAM4（脉冲幅度调制）。另一方面，QSFP-DD的八通道配置允许比这更高的功能；它将速度翻倍至每秒400Gbps，这就是为什么在快速响应需求方面我们应该分析qsfp-dd与200gqsfp-dd。

物理尺寸和电气接口是这两款产品之间的一些主要差异：在增加支持更快传输速率的电触点排的同时，QSFDD使用混合连接器，以免妨碍其与基于QSP模块的现有基础设施的兼容性，同时允许在必要时轻松从一种类型迁移到另一种类型。此外，与QSFP+设备中实现的系统相比，QSFPDD中的散热管理系统得到了升级，因为它们考虑了更高数据吞吐量导致的功耗增加，从而确保了运行期间的可靠性。

总之，虽然它仍然依赖PAM4技术来提供比其前代产品多两倍的每秒位数，但这仅意味着这里使用的双密度架构为下一代网络需求设定了新的标准，其中400gbps成为现实，而不像以前的版本那样限制在200Gbps，这是不够的。

数据中心用例

数据中心依靠QSFP56和QSFP-DD模块实现快速、高容量、低延迟的连接。例如，在需要中高数据速率但仍需要现有QSFP基础设施的情况下，升级过程更加容易，主干叶架构、高频交易系统和需要200Gbps连接的高性能计算集群等都可以从QSFP56中受益。

相反，当涉及到需要最大带宽的环境时，例如大型云服务提供商、内容交付网络(CDN)或电信数据中心，应该考虑使用QSFP-DD。该模块具有400GBps的容量，对于确保任何组织在速度方面的运营的未来发展至关重要，因为它允许超快的数据传输速率，可以适应人工智能、物联网和5G等新兴技术带来的流量指数增长。然而，在这些性能至关重要的具有挑战性的场景中，在考虑可扩展性的同时，还需要释放更多的效率，因此需要使用400GQSFP56-DD模块。

200gQSFP56与400gQSFP-DD的比较

QSFP56和QSFP-DD之间的主要区别在于最高数据容量。QSFP56最高可达200Gbps，这得益于PAM4技术。这意味着它可以用于带宽更高的应用，同时仍与基于QSFP的系统兼容。因此，它为需要更快速度的基础设施提供了无缝升级路径，而无需改变一切。

另一方面，QSFP-DD或双倍密度旨在以400Gbps的速度提供更好的性能。它通过其双倍密度的架构实现这一目标，从而能够容纳额外的电气通道，如400GQSFP56-DD设计。QSPF-DD支持下一代高容量数据中心，它可以根据大规模云提供商、电信运营商和其他需要超高带宽和低延迟的行业的需求进行扩展，同时确保AI、5G和物联网进步带来的未来速率要求。

综上所述，从满足当前高性能需求和系统兼容性考虑，QSPF56是不错的选择。但是，假设有人希望他们的数据中心配备更多的带宽和容量，以应对未来的需求。在这种情况下，应该选择QSPFDD，因为这将为下一代网络性能和可扩展性铺平道路。

QSFP56模块在数据中心的主要应用是什么？

高速以太网连接

在当今的数据中心中，QSFP56模块是高速以太网连接所必需的。这些模块可以建立涉及大量数据的应用和服务所需的200千兆以太网链路。QSFP56模块的主要用途包括整合许多25G或50G连接，以提高网络性能并降低延迟。此外，它们还支持核心交换机和分布交换机之间的快速上行链路，以便整个数据中心的信息流顺畅。此外，QSFP56模块可以轻松集成未来的硬件，从而可以灵活地扩展数据中心，同时通过维护向后兼容性来优化基础设施投资。

与现有网络的互操作性

QSFP56模块的最终目标是便于与现有网络结构轻松集成。这些设备还设计为可以与QSFP28接口互换使用，这意味着从100G链路过渡到200G链路时无需更改任何内容或进行任何重大修改。它们的另一个优点是遵循普遍接受的标准，因此它们可以非常轻松地与旧系统以及当前的高速连接协同工作，从而使其成为升级数据中心的理想选择。此外，这些设备在常见的网络拓扑（如叶脊架构）中表现良好，从而确保可扩展性和性能改进可靠性，而不会干扰现有网络运营。

对数据中心性能的影响

通过使用QSFP56模块，数据中心可以实现更高的速度和更低的延迟，从而管理数据驱动的任务。这些模块允许更快的信息传输速率，从而提高网络的整体吞吐量和效率。通过启用200G以太网链路，QSFP56模块有助于将许多速度较低的连接组合在一起，从而减少流量拥堵并优化信息流。除了支持高水平的端口密度增加外，其先进的设计还可以节约能源，降低运营费用，同时最大限度地减少对环境的影响。这些优势有助于在数据中心内建立更强大、更具可扩展性的基础设施，以满足即将到来的技术需求，同时保障未来的投资。

了解200gQSFP56光纤和DAC电缆

光模块特性

200GQSFP56光模块具有许多适用于高性能数据中心环境的重要特性。首先，这些模块采用了PAM4（脉冲幅度调制）等信号技术，可通过单根光纤实现更高的数据传输速率。其次，它们通常适用于各种距离：多模光纤上的短距离配置（最长100米）或单模光纤上的长距离解决方案（最长10公里或更长），具体取决于基础设施的要求。

另一个重要特点是它们遵守公认的行业标准，例如IEEE和MSA（多源协议）。这样一来，它们就可以与任何当前的网络设备互操作，并使升级变得顺利。大多数200GQSFP56光模块都包含数字诊断监控(DDM)，这使得能够实时监控光收发器的不同参数，包括温度、电压、激光偏置电流和光输出/输入功率等。

此外，能源效率是这些光学模块真正脱颖而出的一个领域。QSFP56模块的设计改进降低了每比特的功耗，从而降低了运营成本并使数据中心更加环保。除了热插拔之外，它还设计为易于维护和升级，而不会干扰网络运行。所有这些特性结合在一起，使它们非常适合在需要扩展带宽容量时使用，同时仍保持已经足够高效的数据中心的运行稳健性。

直连铜缆(DAC)特性

在数据中心和高性能计算环境中，直接连接铜线(DAC)是一种廉价且令人愉快的短距离传输数据的方式。它们由双轴铜电缆和收发模块组成，两端作为一个固定组件永久连接。这意味着它们可以支持非常快的数据传输速率，例如10Gbps、25Gbps、40Gbps，甚至100Gbps，因此它们非常适合需要快速稳定连接的应序。

人们使用DAC电缆的主要原因是它们的延迟非常低，如果应用需要快速交换数据，这一点至关重要。此外，双轴设计使其具有良好的信号完整性，因为其屏蔽性强，电磁干扰(EMI)低。从技术上讲，它们也比其他选择更好；DAC电缆比光纤电缆耗电更少，因此更节能。

DAC电缆不需要任何额外的光学组件（如光收发器），因此可以节省安装时间和购买额外部件的费用。此外，DAC电缆可以热插拔，即插即用，这使得它们易于部署和维护，而不会导致网络停机。这些特点意味着DAC电缆非常适合短距离高速互连，您希望在现代数据中心环境中获得最可靠的性能。

在光纤和铜缆解决方案之间进行选择

在选择铜缆还是光纤解决方案时，必须考虑几个因素，例如距离要求、带宽需求和环境条件。光纤电缆或光纤解决方案最适合具有高带宽能力的长距离数据传输。它们可以支持超过100Gbps的数据速率，同时几乎不会造成信号丢失并且不受电磁干扰(EMI)的影响，因此非常适合大型数据中心和电信基础设施。

另一方面，在数据中心内或相邻机架之间，应选择用于短距离应用的直连铜缆(DAC)。与光纤相比，这些电缆具有更低的延迟、成本效益和更低的功耗。此外，由于铜缆支持即插即用，因此安装更加容易，这也减少了维护工作量，从而降低了运营成本。

最后，一切都取决于网络需求；如果希望以较低的价格覆盖较短的距离，可以选择DAC铜缆，但是当需要覆盖更远的距离以及更高的数据速率时，光纤解决方案将更合适。

QSFP56的标准和规范是什么？

符合IEEE802.3bs

QSFP56标准的设计符合IEEE802.3bs规范，该规范定义了200Gb/s和400Gb/s以太网的物理层和管理参数。它通过确保模块能够通过高效的信号传输，和最小的错误率处理高达200Gbps的数据速度来满足所有这些要求。为了促进各种类型的网络设备之间的兼容性，该标准规定了有关电气接口、调制方案和物理介质等的某些规则。因此，按照本指南制造的任何设备都能够与其他供应商生产的设备配合使用，从而创建一个环境，使不同的设备能够作为一个网络系统的一部分和谐共存，从而支持高速密集数据通信。

QSFP-DDMSA概述

多源协议(MSA)QSFP-DD（四通道小型可插拔双密度）规定了规范现代数据通信网络双密度高速接口的准则。它可以通过其八通道电气接口支持高达400Gbps的数据吞吐量；每通道的容量为50Gbps。此标准实现了与现有QSFP模块的向后兼容性，并在相同区域内实现了两倍的连接数，同时提高了整体带宽效率。MSA定义了机械、电气和热参数，以确保在高密度环境（例如数据中心或企业网络）下可靠运行。通过遵守QSFP-DDMSA，可以实现不同设备之间的互操作性，从而使其与供应商无关，并可扩展以满足下一代网络需求。

主要规格和参数

数据速率：QSFP-DD允许400Gbps的总数据速率。这是通过八条路径实现的，每条路径的传输速率为50Gbps。

调制：模块采用PAM4（脉冲幅度调制）。这使数据速率加倍，而不会显著增加带宽要求。

尺寸：模块与之前的QSFP尺寸保持兼容，确保易于集成和向后兼容。这使标准QSFP配置的端口密度翻倍。

电气接口：接口具有双倍密度，包括76针电气接口，符合严格的标准，支持高速、低延迟、最小错误数据传输。

功耗：这些模块设计用于在高密度数据中心环境中高效工作而不影响热性能，功耗在12W到15W之间。

应用：这些模块广泛应用于数据中心、HPC网络和企业，低延迟、高带宽和可扩展性至关重要。

标准合规性：符合IEEE802.3bs，确保不同制造商的设备之间的可靠互操作性和性能，从而促进高速网络的标准化。

常见问题

QSFP56和QSFP28有什么区别？

主要区别在于数据速率和调制技术。例如，它支持NRZ调制，数据速率高达100G，而支持PAM4调制，数据速率高达200G。

QSFP56与QSFP-DD相比如何？

如果我们谈论四通道小型可插拔双密度(QSFP-DD)功能，它的数据速率比QSFP56更高，最高可达400G。它使用类似的PAM4调制技术，但有双通道，而QSFP56主要用于200G应用。但是，QSFP-DD可以支持200G和400G。

QSFP56收发器使用哪种类型的调制？

QSFP56收发器使用四级脉冲幅度调制(PAM4)来实现更高的数据速率，例如100G和200G。需要注意的是，与之前在该产品旧版本中使用的NRZ相比，PAM4允许在给定带宽上传输更多信息。

QSFP56模块可以在现有的QSFP端口中使用吗？

它们向后兼容，因此可以与安装了这些类型端口的当前一代交换机或路由器一起使用；但是，如果想要达到200千兆位每秒(Gbps)的最大速度，那么他们的设备必须支持此标准要求的某些功能。

QSFP56光模块适合200G以太网吗？

这些设备专为高密度服务器互连等应用而设计，在这些应用中，一个机架或行上可能没有足够的空间容纳速度较低的多个连接。因此，它们非常适合高性能计算环境。

QSFP56模块采用什么连接器？

答：通常，QSFP56模块上的光端口使用LC连接器，也可以与不同类型的铜缆连接一起使用。这对于在200GQSFP-DD或400GQSFP56-DD等配置中保持收发器的性能和可靠性是必要的。

为什么应该使用QSFP56而不是其他收发器？

与其他类型的收发器相比，使用QSFP56的一些优势包括更高的数据速率（高达200G）、高效的PAM4调制、与上一代QSFP端口兼容以及更低的功耗。这些特性使它们非常适合现代数据中心以及其他高带宽应用。

PAM4与NRZ调制有何不同？

脉冲幅度调制使用四个信号电平，而非归零调制仅使用两个电平来表示数据。这使得PAM4能够在相同频率范围内传输两倍的信息，这使其非常适合100G或200G以太网等高速应用，这些应用用于比较传统收发器和QSFP-DD。相反，NRZ应该在较慢的速度下使用。

在QSFP56收发器的背景下，“兼容”是什么意思？

合规性是指这些设备遵守行业标准，如IEEE802.3bs或QSFP-DDMSA规范。这保证了不同供应商生产的产品之间的互操作性，并确保了模块的性能和可靠性。

QSFP56-DD与QSFP56有何不同？

双倍密度(QSFP-DD)，也称为QSFP56-DD，与前代产品相比，其电气通道数量增加了一倍。因此，它支持高达400Gbps的更高数据速率，而前代产品仅支持高达100Gbps。这使得它更适合数据中心网络中面向未来的更高带宽。

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