Hersteller von Kommunikations- und Rechenzentrumsausrüstung möchten 50-Gbit/s- oder 100-Gbit/s-Datenverbindungen bereitstellen.Diese Verbindungen, die auf hochdichten Verbindungen mit einzelnen oder doppelten elektrischen 50-Gbit/s-Kanälen basieren, benötigen E/A-Verbindungen, die über den herkömmlichen SFP-Port (Small Form-Factor Pluggable) hinausgehen.Es sind zwei neue Ansätze entstanden, die SFP verbessern: Mikro-Quad-SFP (microQSFP) und SFP mit doppelter Dichte (SFP-DD).Welche Sie auswählen, hängt von Ihren Designprioritäten ab.Die bestimmenden Merkmale eines E/A-Steckverbinders sind Datenrate, Signalintegrität und Formfaktor.Die Signalintegrität wirkt sich direkt auf die Datenrate aus.Formfaktor beeinflusst Dichte und Verlustleistung.Eines der grundlegenden Merkmale jeder E/A-Konfiguration besteht darin, dass sie einen gemeinsamen Formfaktor schafft, auf dem Hersteller und Benutzer standardisieren.Mit steckbarer Optik und direkt angeschlossenen Kupferkabeln könnte ein Hersteller Geräte zu minimalen Kosten produzieren, indem er nur die Kapazität installiert, die ein Kunde benötigt.Der Kunde kann je nach Bedarf verschiedene Transceiver-Module anschließen und je nach Bedarf bezahlen.Wenn dieser steckbare Formfaktor langlebig ist, dann kann der Kunde, da er unterschiedliche Reichweiten unterstützen muss, z. B. anfangs Module installiert haben, die für 2 km gut sind, später aber neue Module benötigen, die 10 km unterstützen, ein Modul verwenden, das liefert längere Reichweite.Diese Plug-and-Play-Fähigkeit zur Verbesserung von Reichweite und Durchsatz hat modulare E/A-Geräte auf dem Markt sehr erfolgreich gemacht.Die SFP-Schnittstelle SFP ist seit über 15 Jahren ein Arbeitspferd der Industrie.Ursprünglich für 1 Gbit/s spezifiziert, haben die Steckverbinder- und optische Industrie Wege gefunden, diesen Formfaktor für Geschwindigkeiten von 25 Gbit/s und 50 Gbit/s nutzbar zu machen.SFP hat jedoch einen einzigen Kanal (eine Sendespur und eine Empfangsspur), der mit diesen Raten arbeitet.Da es so weit verbreitet ist, hat SFP einen Bezugspunkt für Dichte und Benutzerfreundlichkeit geschaffen.Ob durch Plan oder Unfall, ein SFP-Modul ist etwa so groß wie Ihr Daumen und ein Finger, mit dem Sie es einsetzen oder entfernen würden.Wenn das Modul kleiner wäre, würde das Einsetzen und Entfernen ein spezielles Werkzeug erfordern und wäre schwieriger.Was die Dichte anbelangt, so passen 48 SFP-Ports in 1 Rackeinheit (RU) hohe Geräte, die für einen Standard-19-Zoll ausgelegt sind.Rack, das ist die gleiche Anzahl von Ports wie RJ45 (Abbildung 1 ).[Warum sind 19-in.Racks dieser Größe?]Abbildung 1. SFP-Ports akzeptieren sowohl optische Module als auch Kupferkabel.microQSFP microQSFP ist ein neuer steckbarer Modulformfaktor, der von einer MSA-Gruppe entwickelt wurde, die aus über 20 branchenführenden Unternehmen besteht, und ursprünglich im März 2016 mit jetzt verfügbaren Teilen veröffentlicht wurde (siehe „Pluggable Optics Standardization“). Das microQSFP MDI wurde kürzlich in das IEEE aufgenommen P802.3cd-Spezifikationsentwurf für 1x50G-, 2x50G- und 4x50G-Anwendungen.Der microQSFP-Formfaktor hat die gleiche Breite wie SFP, aber mit der Funktionalität eines QSFP-Moduls, da es über vier elektrische Kanäle verfügt (Abbildung 2).microQSFP vervierfacht die Bandbreitendichte gegenüber SFP, und es wurden spezielle Designanstrengungen unternommen, um die thermische und EMI-Leistung zu verbessern.Als neuer Formfaktor gab es eine erhebliche Designfreiheit, um diese Probleme zu lösen, da der Formfaktor nicht durch ältere Designentscheidungen belastet wurde.Dies hat zu einem E/A-System geführt, das erhebliche Verbesserungen der Wärmemanagementkapazität (mehr als 7 W pro Modul) bietet, die aufgrund der höheren Verlustleistung optischer Module für aktuelle und zukünftige Datenraten erforderlich ist.Diese Vorteile gelten gleichermaßen für Switching-, Server-, Speicher- und Wireless-Anwendungen.Abbildung 2. microQSFP-Formfaktormodule können in Käfige mit einfacher oder doppelter Höhe eingesetzt werden.microQSFP-Module können der Portdichte von SFP entsprechen, da sie die gleiche Breite haben, aber microQSFP kann auch für optische Modul- und Kupferkabelanwendungen verwendet werden, die einen, zwei oder vier Kanäle für elektrische Konnektivität verwenden.Daher können microQSFP-Module eine breite Palette von Anwendungen unterstützen, einschließlich der sich entwickelnden Anforderungen für 2 × 50-Gbit / s-Ports in Switches und Server-Netzwerkschnittstellenkarten.Die thermischen Vorteile von microQSFP ermöglichen aufgrund seiner Luftströmungseigenschaften auch eine höhere Portanzahl als SFP.Tatsächlich können bis zu 72 Ports in einem 1RU-Gehäuse mit thermischen Spielraum sowohl für die Frontplatte als auch für das System verwendet werden.microQSFP-Steckverbinder bieten eine verbesserte Signalintegritätsleistung bei 25 Gbit/s NRZ und 50 Gbit/s PAM4 sowie eine Roadmap für 100 Gbit/s.SFP-DD SFP-DD ist eine neu gegründete MSA-Gruppe, die die SFP-Schnittstelle nutzt, um neue Anforderungen zu erfüllen.Die SFP-DD-Schnittstelle (Abbildung 3) verwendet zwei Kanäle, die mit einer NRZ-Modulation von bis zu 25 Gbit/s oder einer PAM4-Modulation von 56 Gbit/s betrieben werden.Die Prämisse bei SFP-DD ist, dass Kunden manchmal alte Kabel und Optiken in neue 50-Gbit/s-Switches stecken, die sie für die nächste Generation kaufen werden.Beispielsweise könnte ein neuer Switch 50 Gbit/s pro Kanal haben, und sie möchten vielleicht ihre alten 10-Gbit/s- oder 25-Gbit/s-pro-Kanal-Module an diesen Switch anschließen.Ethernet handelt Geschwindigkeiten automatisch aus, sodass das Switch-Silizium bei Bedarf herunterschalten würde, um diese älteren Module und Kabel zu unterstützen.Abbildung 3. SFP-DD-Formfaktormodule werden nur in SFP-DD-Buchsen eingesetzt.Die Idee hinter SFP-DD ist, dass die Wiederverwendung älterer Kabel und Optiken wichtig ist, um das Risiko von Produktionsrampen für optische Module der nächsten Generation zu mindern, während die Prämisse bei microQSFP (das einen Adapter für Abwärtskompatibilität verwendet) darin besteht, dass der Benutzer neue 50 kauft Gbps-Module und -Kabel, um die Fähigkeiten eines neuen Switches voll auszuschöpfen.Und obwohl die Buchsen abwärtskompatibel sind, können SFP-DD-Module nicht in alten Geräten verwendet werden;Das Design erfordert ein völlig neues PCB-Layout.Bei SFP oder microQSFP passt ein Modul mit allen Kontakten (einer Reihe von unteren Kontakten und einer Reihe von oberen Kontakten) in der Buchse gleichzeitig zusammen.Bei SFP-DD fügten die Designer eine zweite Reihe von Kontakten hinzu, die am steckbaren Modul und am Steckverbinder nach innen versenkt ist, sodass sie beim Einsetzen in den Käfig über die erste Reihe von Kontakten geht und sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten Reihe von Kontakten zusammenpasst Kontakte.Ein Legacy-Modul wird nur mit der ersten Reihe von Kontakten verbunden.Dieses zweireihige Konzept verkompliziert das Steckverbinderdesign und wirkt sich somit auf die Signalintegrität aus.SFP-DD hat es schwerer, 56 Gbit/s zu unterstützen, da die Signalintegrität nicht ganz so gut ist wie bei einer einzelnen Reihe von Kontakten (Tabelle 1).Wärmemanagement microQSFP wurde aufgrund der Prämisse entwickelt, dass Rechenzentren mehr Dichte in ihren Switches benötigen.Die Roadmaps für Switch-Silizium zeigen mit jeder neuen Generation eine Zunahme der Portanzahl.Daher benötigt das Switch-Chassis mehr Ports;Die Motivation hinter microQSFP bestand darin, die Bandbreitendichte zu erhöhen, ohne die Gehäusegröße zu beeinträchtigen.microQSFP-Designer zielten auf die allgemeine SFP-Größe ab, weil sie eine allgemein akzeptierte Dichte hatte und einfach zu verwenden war, und sie zielten auf vier Lanes ab, weil dies einen sehr bequemen Baustein für bestehende und neue Netzwerkarchitekturen darstellte.Leider verschärfte die zunehmende Moduldichte das Wärmemanagement-Dilemma für die Module sowohl an der Frontplatte als auch für die Schalter-ICs im Inneren des Gehäuses.Mit mehr Modulen in der Frontplatte eines Switch-Chassis war weniger Platz für Perforationen, die Luft ins Innere lassen.Um dieses Problem zu lösen, enthält microQSFP ein Wärmemanagementdesign, das Kühlrippen in das Modul integriert.Rippen leiten die Luft auch am Modul vorbei und in die Schalter- oder NIC-IC-Position.Mit microQSFP verbessert sich der Systemluftstrom, wenn Sie mehr Ports hinzufügen und die Temperaturen in Systemen mit hoher Dichte sinken (Abbildung 4 ).Abbildung 4. Luftstromvergleich zwischen SFP (oben) und microQSFP (unten) zeigt, wie microQSFP die thermische Integrität selbst mit 50 % mehr Ports als SFP aufrechterhalten kann.Es wurde nachgewiesen, dass microQSFP eine Leistungskapazität von mindestens 7 W erreichen kann.Im Gegensatz dazu haben SFP-DD-Module die gleiche Größe wie SFP-Module und können mit reitenden Kühlkörpern gekühlt werden.Diese begrenzen die maximale Portdichte und haben es schwerer, SFP-DD-Ports der unteren Reihe in gestapelten 2-Reihen-Anwendungen effizient zu kühlen.Das erklärte Ziel des SFP-DD MSA ist es, 3,5 W thermische Kapazität zu erreichen.Abbildung 5. microQSFP-Module verwenden integrierte Kühlkörper für das Wärmemanagement.Technische Reife Die microQSFP MSA-Gruppe, die derzeit aus mehr als 20 Mitgliedern besteht, stellte die MSA-Spezifikation im März 2016 auf der OFC vor. Seitdem wurden optische Module gebaut und vorgeführt, SMT- und gestapelte Steckverbinder und Käfige wurden vollständig mit Produktionswerkzeugen ausgestattet gemessene und validierte Signalintegrität und EMI-Leistungsniveaus sowie Kupferkabelkonfektionen wurden geliefert.Tests auf thermischer Systemebene wurden demonstriert.Die SFP-DD MSA-Gruppe veröffentlichte ihre Spezifikation auf der ECOC im September 2017 und freut sich auf die zukünftige Validierung von Signalintegrität, EMI und Wärme, wenn erste Teile verfügbar sind.Fazit Der SFP-Formfaktor ist seit vielen Jahren ein Arbeitspferd auf dem Markt für optische Transceiver und Module, aber seine Begrenzung auf einen Kanal bedeutet, dass er die Anforderungen von Anbietern nicht erfüllen kann, die Geräte liefern möchten, die Hunderte von Gigabit Durchsatz unterstützen.microQSFP und SFP-DD sind zwei Ansätze zur Verbesserung der SFP-Größe/-Dichte, um den Anforderungen von Switches und NICs gerecht zu werden, die in Kürze erscheinen werden.Die Wahl zwischen den beiden Ansätzen läuft auf Folgendes hinaus: Wenn Sie eine höhere Dichte, hervorragende Signalintegrität, verbesserte Wärmekapazität, alles mit bewährter Leistung sowie einen Weg zu 400-Gigabit-Ethernet benötigen und keine Abwärtskompatibilität benötigen, dann ziehen Sie microQSFP in Betracht .Wenn Sie jedoch Abwärtskompatibilität mit älteren „Plugs“ benötigen, ist SFP-DD ebenfalls eine Option.—Nathan Tracy ist Technologe im Systemarchitekturteam und Manager für Industriestandards bei TE Connectivity.„Wie sieht es mit der EMI-Leistung aus?nnAuch wenn Öffnungen in der Frontblende gut für das Wärmemanagement sind, wirken sich diese Öffnungen nicht auch auf EMI aus?Es gab eine Zeit, in der solche Öffnungen relativ zur Signalwellenlänge klein waren, aber nicht mehr.EMI-Ingenieure werden es Ihnen sagen„Hallo Measurement Blues, n Sie haben Recht, die Bedenken hinsichtlich der Blende in Bezug auf die Abschirmung steckbarer Module in Käfigen sind heute mit 56G-Signalisierung immer noch genauso gültig wie immer, wenn nicht sogar noch mehr.microQSFP hat eine ähnlich kleine Portgröße wie SFP, was pro„Einige empfehlen bitte, welches Produkt ich unter den auf dieser Seite aufgeführten auswählen soll?https://onlychainsaw.com/best-electric-chainsaw/“Sie müssen sich anmelden oder registrieren, um einen Kommentar zu posten.