1. QSFP28的定义
QSFP28（Quad Small Form-factor Pluggable 28）是专为100Gbps高速网络设计的光模块/电模块，其名称中的“28”表示每个通道支持28 Gbps电气接口（实际传输速率为25Gbps×4通道，总带宽100Gbps）。它是QSFP+的升级版本，通过四通道集成和高效调制技术（如NRZ或PAM4），在保持紧凑封装（18.35mm×72.4mm）的同时实现超高带宽，广泛应用于数据中心、5G核心网和高性能计算等领域。
2. QSFP28与QSFP+的核心区别
| 特性 | QSFP+ | QSFP28 |
|---|---|---|
| 单通道速率 | 10Gbps（NRZ调制） | 25Gbps（NRZ）或50Gbps（PAM4） |
| 总带宽 | 40Gbps（4×10Gbps） | 100Gbps（4×25Gbps）或200Gbps（4×50Gbps PAM4） |
| 协议支持 | 40G以太网、InfiniBand FDR | 100G以太网、InfiniBand EDR/HDR、OTU4 |
| 功耗 | 3.5W~4W | 3.5W~6W（PAM4模块略高） |
| 典型应用 | 40G骨干网、数据中心互联 | 100G核心网、AI训练集群、5G核心层 |
3. QSFP28的核心作用
超高带宽与密度
单模块提供100Gbps带宽，满足AI训练、大数据分析等场景的流量爆炸式增长需求。
支持高密度交换机设计（如32端口100G交换机），节省机架空间。
兼容性与灵活性
兼容QSFP+封装，可通过分线（Breakout）模式将100G端口拆分为4×25G或2×50G链路（如QSFP28转4×SFP28）。
支持多种传输介质：光纤（单模/多模）、铜缆（DAC/AOC）、有源光缆（如100G AOC）。
高效调制技术
NRZ（非归零码）：单通道25Gbps，兼容性强，成本低。
PAM4（四电平脉冲幅度调制）：单通道50Gbps，支持200G/400G网络演进。
低延迟与高可靠性
优化信号完整性，延迟低至纳秒级，适用于金融高频交易、实时流处理。
4. QSFP28关键技术参数
速率与协议：
100Gbase-SR4：多模光纤（OM4），传输距离≤100米（4×25G NRZ）。
100Gbase-LR4：单模光纤，传输距离≤10公里（4×25G，波长1295~1310nm）。
100Gbase-ER4：单模光纤，传输距离≤40公里（高功率激光器）。
100G PAM4：支持单模/多模光纤，单通道50Gbps（如100Gbase-DR，500米）。
功耗：3.5W~6W（取决于介质和调制技术）。
接口类型：MPO/MTP（多模）、LC（单模）、DAC直连电缆。
5. 典型应用场景
数据中心100G骨干网
核心交换机互联：通过100G QSFP28模块（如100Gbase-LR4）连接跨机架或跨数据中心的核心设备。
AI/GPU集群互联：为AI训练节点提供100G高速链路，支持大规模参数同步（如NVIDIA DGX系统）。
5G核心网与承载网
移动回传（Backhaul）：单模QSFP28（100Gbase-LR4）用于连接5G核心网（5GC）与城域骨干网。
边缘计算节点：通过100G链路实现边缘数据中心与云端的高速数据交互。
超算中心（HPC）
InfiniBand EDR/HDR网络：QSFP28支持InfiniBand EDR（100Gbps）和HDR（200Gbps），用于超级计算机节点间低延迟通信。
云服务与CDN
内容分发网络：通过100G链路快速分发4K/8K视频、游戏流媒体等大流量内容。
金融交易系统
超低延迟交易链路：采用直连铜缆（DAC）QSFP28模块，减少交易所与服务器间的信号延迟（<100ns）。
光传输网络（OTN）
OTU4承载：通过100G QSFP28模块实现OTN网络中的大容量业务传输（如100G OTU4）。
6. QSFP28的衍生类型
100G BiDi QSFP28
单纤双向传输，通过CWDM技术在一根光纤上实现双通道（如2×50G PAM4），节省光纤资源。
QSFP28-DD（双密度）
双排引脚设计，支持8通道（200G/400G），兼容QSFP28封装。
相干光QSFP28
集成相干光技术（如DP-QPSK），支持长距离传输（≥80km），用于DCI（数据中心互联）。
可编程QSFP28
支持灵活速率配置（如100G/40G/25G），适配多协议网络环境。
7. 选型与部署建议
传输介质选择：
短距离（≤5米）：100G DAC铜缆（低成本，低延迟）。
中距离（≤100米）：多模光纤（100Gbase-SR4）。
长距离（≥10公里）：单模光纤（100Gbase-LR4/ER4）。
调制技术权衡：
NRZ：兼容性强，适合25G/40G/100G混合网络。
PAM4：面向未来200G/400G升级，但需设备支持更高信号处理能力。
散热与功耗管理：
高密度部署时优先选择低功耗模块（≤4W），并确保交换机散热风道设计合理。
兼容性验证：
确认设备厂商（如华为、Arista）的兼容性列表，避免使用未认证第三方模块导致性能不稳定。
8. 未来演进
向200G/400G升级
通过PAM4调制和QSFP-DD封装，单模块速率可达400G（8×50G）。
硅光与CPO（共封装光学）
硅光子技术集成激光器与调制器，降低功耗与成本。
CPO将光引擎与交换机芯片直接封装，减少信号损耗。
智能光模块
集成DSP芯片和AI算法，实现动态带宽调整与故障预测。
总结
QSFP28作为100G网络的核心接口模块，凭借其高带宽、高密度和灵活的分线能力，成为数据中心、5G核心网和超算中心的基石技术。其持续演进（如PAM4、相干光）与新型封装（QSFP-DD）将推动网络向200G/400G迈进，而硅光与智能化技术的融合将进一步优化性能与能效，支撑AI、元宇宙等未来高带宽应用的爆发式需求。