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

 

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。

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。

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。