Optical Form Factors for 400 Gigabit Ethernet

次世代のスイッチはbroadcom Tomahawk 3のSERDESが56G x 256なので。8本束ねて400Gが一ポート。計32ポート構成が典型的な構成になるでしょう。Tomahawk 3はQ2CY2018には量産出荷だと思われます。

400G対応の光トランシーバーのパッケージが何が主流になるのか?100GもCFP/CFP2/CFP4などがありましたが現在ではQSFP28に収れんしました。400Gでは以下にょうな候補があります

 

QSFP-DD

(QSFP56-DD)

OSFP CFP8 COBO
size(WDH)

13.5

18.35x58.26x8.5

22.93x79.42x13.0

40.0x102.2x9.5

(40.0x86.0x9.5)

30x20
互換性 QSFPと同じ QSFPよりちょっと大きいのでアダプター必要 無し 無し
power 12W 15W 24W 17.5W
density 32 port 36 port    
interface 8x50G 8x50G

8x50G

16x25G

2x8x50G
  CDAUI-8 CDAUI-8 CDAUI-16  

弊社としてもどのパッケージが主流になるのか、気になる所ですが 2018年2月現在あまり差は無いとおもわれます。COBOは基板上の組み込み部品でフィールドでの抜き差しはできません。

通信機器の正面のパネル面積は限られており、より多くのポート数を並べるにはよりコンパクトなモジュールが望まれるのですが、パッケージが小型になると多数の部品を押し込むのが大変なだけではなく熱対策も困難になります。電子回路部分がより高密度シリコンになることにより徐々に消費電力及び発熱は低くなることが見込まれますが、最初の400G製品が出荷される見込みの2018年8月頃では大きめのパッケージにならざるを得ないかも知れません。

QSFP-DD type 2

QSFP-DDはQSFP28との互換性が高く評価されますが実装できる部品の容積が大きいOSFPを支持する声も多くありました。これを受けて、従来のQSFP-DDを"type 1" とし筐体の長さを15mm延長した"type 2"が策定されました。type 2の容積であれば、400G ZRに必要なコヒーレント対応DSPも搭載可能と言われています。

これによってQSFP56-DDが一歩リードでしょうか。

 
QSFP-DD
type 1
QSFP-DD
type2
OSFP
size 48.2+20x13.5x19 48.2+35x13.5x19 100.40 x 22.58 x 
power 14W 14W 19.8W max

 

QSFPDD1.pngQSFPDD2.png

放熱の問題

筐体のサイズはQSFP-DDの方がコンパクトだが、OSFPはヒートシンクを含んだサイズなのに対しQSFP-DDはハウジング側にヒートシンクが必要なため、機器に実装する際に必要となる体積はあまり変わりがない。QSFP-DD.jpgOSFP.jpg

OFC2018ではcisco及びJuniperのブースで、15WのQSFP-DDを高密度に実装したときの放熱に関してのデモを行っていた。やはり、一番の関心事だろう。

OFC2018-cisco.jpg

QSFP-DDを1Uのサイズに32個並べることだけであればそれぞれが15Wで合っても対応可能。ただ、スイッチにはトランシーバーよりも電力を消費し放熱を必要とするスイッチファブリックもあるので放熱に対する懸念は依然としてある。

そのために、フロントパネルの空き面積が確保できるCOBOも注目されている。

  QSFP-DD OSFP COBO
32port時の1Uフロントパネルの空き面積 25% 35% 47%
  15W 15W 20W

800Gまで考えているCOBO(Consortium for On-Board Optics)に関しては別項

Links

http://www.qsfp-dd.com/

http://osfpmsa.org/

http://onboardoptics.org/

CDFP

16 x 25G = 400G

幅29.7mm、QSFP28より大きい。CFP8より小さい。MSAのドキュメントは2015年3月にRev 3.0が発行され仕様は固まっているがそれ以後あまり話題に登ってこない。

6Wから最大12Wのpower class。

Links

http://www.cfp-msa.org/Documents/CFP-MSA_CFP8_HW-Spec-rev1p0.pdf

SFP-DD(SFP56-DD)

ファブリックとの接続が56G SEDER x 2になるとパッケージとしてはSFP56-DDとなる。100G FRはこのパッケージが主流になると思われます。

2x25G/2x50G/2x100G

25Gbps NRZ x 2 = 50G

56Gbps PAM4 x 2 = 100G

112Gbps PAM4 x 2  = 200G

3.5W

DSFP(Dual Small Factor Pluggable module)

dsfpmsa.org

3.5W

2018年9月に仕様が公開されました。SFP+と互換性があるパッケージ形状で信号線が二重化されており帯域を倍増させています。

想定している伝送モードは100GBASE-SR2, 100GBASE-DR。


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