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對于100G光模塊,你了解多少?

已有 162 次閱讀2019-10-17 15:46 | 關鍵詞: 73786, 100G光模塊

  用戶對數據傳輸需求的不斷增長,代表著數據傳輸階段不能只停留在25G40G。隨著光學行業以“100G網絡部署為中心發展,數據中心市場上100G光模塊得以快速發展。甚至成為這個時代某一階段的潮流。那么對于100G光模塊這一大數據時代的產物,你了解多少呢?

  什么是100G光模塊https://www.gigalight.com/cn/100g-ethernet-optical-transceivers.html

  簡而言之就是速率為100G的光模塊。

  100G光模塊的技術發展

  100G光模塊的技術方案最早要追溯到2010年,IEEE 802.3ba項目組推出的100G SR10LR4ER4三個標準,分別針對100米,10公里和40公里傳輸。

  與2.5G10G40G波分傳輸系統相比,100G光傳輸采用數字相干接收機通過相位分集和偏振態分集將光信號的所有光學屬性映射到電域,利用成熟的數字信號處理技術在電域實現了偏振解復用、信道損傷均衡補償、時序恢復、載波相位估計、符號估計和線性解碼。而在實現100G光傳輸的同時,100G光模塊發生了一系列重大技術變革,其中包括偏振復用相位調制技術、數字相干接收技術第三代超強糾錯編碼技術等,因而滿足了用戶與時俱進的需求。

  100G光模塊標準

  自100G網絡問世后,IEEE、多源協議(MSA)行業聯盟等機構都針對100G光模塊制定了多個標準。在眾多標準中,多源協議(MSA)行業組織制定的PSM4CWDM4標準更加適合現在市場上主流的100G QSFP28光模塊。下表是一些常見100G光模塊標準的具體情況:

標準

制定機構

連接器光纖類型

傳輸距離

100GBASE-SR10

IEEE802.3

24MPO,并行多模光纖,1010發,850 nm

OM3 100 mOM4 150 m

100GBASE-SR4

IEEE802.3

12MPO,并行多模光纖,44發,850 nm

OM4 100 m

100GBASE-LR4

IEEE802.3

雙工LC,單模光纖,1310 nm4λx25G WDM

單模光纖,10 km

100GBASE-ER4 

IEEE802.3

12MPO,并行多模光纖,44發,850 nm

單模光纖,40 km

100G PSM4

100G PSM4 MSA

12MPO,并行單模光纖,44發,1310 nm

單模光纖,500 m

100G CWDM4

CWDM4 MSA

雙工LC,單模光纖,12711331 nm4λx25G CWDM

單模光纖,2 km

100G SWDM4 

SWDM行業聯盟

雙工LC,多模光纖,850950 nm4λx25G SWDM

OM3TBD WBMMF4TB

100G CLR4

100G CLR4行業聯盟

雙工LC,單模光纖,12711331 nm4λx25G CWDM

單模光纖,2 km

  其中推出100G PSM4標準主要是為了降低昂貴的100GBASE-LR4應用的光模塊成本,100G PSM4光模塊是單模并行四通道光模塊,主要適用于數據中心500米的應用場合。100G CWDM4標準則主要是針對數據中心2km 100G鏈路的部署而制定,100G CWDM4光模塊的接口符合雙工單模光纖2km 100G光接口規范,傳輸距離可以達到2km

  100G光模塊的參數

  我們通過上面知道了什么是100G光模塊以及其技術發展和標準,那么,100G光模有哪些參數你知道嗎?

  其實,光模塊有很多很重要的光電技術參數,但是,我們只需了解其中幾項重要參數即可;

  中心波長:單位納米(nm);

  傳輸速率:指每秒鐘傳輸數據的比特數(bit),單位bps

  傳輸距離:指光信號無需中繼放大可以直接傳輸的距離,單位千米(也稱公里,km);

  還有其他的激光器類別、損耗和色散、發射光功率和接收靈敏度、光纖接口和使用溫度等等,這了解這些才可以更好的選擇適合自己的產品。

  100G光模塊的種類

  根據封裝方式的不同,100G光模塊主要有CFP/CFP2/CFP4CXPQSFP28三大類。其中,CFP/CFP2/CFP4CXP是早期100G光模塊的封裝方式,QSFP28則是新一代100G光模塊的封裝方式,而且現在已經成為100G光模塊的主流封裝。100G QSFP28光模塊的原理與40G QSFP+光模塊的類似,采用4×25 Gbps的方式傳輸100G光信號。

  1CFP/CFP2/CFP4光模塊

  CFP系列光模塊的體積越做越小,CFP4光模塊的體積為CFP2的二分之一,CFP2的體積為CFP的二分之一。CFP/CFP2/CFP4光模塊除大小不同外,工作原理等方面均相同。需要注意的是,CFP/CFP2/CFP4光模塊是不可互換的,但是在光接口上可以使用適當的連接器進行互操作。

  另外,早期的100G CFP光模塊,通過1010G的通道,達到100G的傳輸速率。而現在的100G CFP4通過425G通道,實現100G傳輸,傳輸效率更高,穩定性更強。

  2CXP光模塊

  創建CXP是為了滿足數據中心的高密度要求。CXP的長度為45mm,寬度為27mm,體積比XFP光模塊大。除此之外,CXP光模塊是由無線寬帶貿易協會指定的銅連接器系統,可支持12個適用于100 GbE3個適用于40 GbE通道的10G鏈路傳輸或1210G以太網光纖通道或無線寬帶信號的12×QDR鏈路傳輸。

  3CPAK光模塊

  CPAK光模塊的尺寸不到CFP模塊的三分之一,能夠在4CFP模塊大小的空間中支持超過10100G CPAK端口,這使得光模塊的功耗低于55W。另外,CPAK光模塊的接口符合IEEE標準,支持與其他接口兼容,它可與任何IEEE兼容的100GBASE-LR4100GBASE-SR10進行互操作。

  4QSFP28光模塊

  QSFP28光模塊使用4×25接線規范,與使用四個10G通道實現的40G QSFP+光模塊類似,QSFP28光模塊使用四個25G通道并聯技術。此外,QSFP28光模塊具有升級的電口,可支持高達28G的信號。隨著QSFP28的技術的日益成熟,QSFP28光模塊的成本逐漸降低,這促使QSFP28光模塊上越來越受歡迎。

  100G光模塊優勢

  1CFP光模塊支撐全C波段波長可調,能完成鏈路檢測,選用了共同的光雙二進制調制格局ODB,便利布置,功耗小于24W

  2CFP2光模塊的體積為CFP的二分之一,它的集成度是CFP2倍,能夠完成根據SOA完成寬動態輸入范圍內安穩的接納靈敏度,支撐全面 CFP光模塊,其功耗低于9W

  3CFP4光模塊的體積為CFP2的二分之一,它的集成度又是CFP2的兩倍,前板端口密度也較CFP2提高了一倍。CFP4光模塊 MSA協議,支撐和CFP2CFP2s同樣的速率,傳輸功率顯著提高,但耗電量大幅下降,僅為本來的一半左右,體系本錢方面也比CFP2更低。另外CFP4光模塊選用4*25的形式,通過425G通道,完成100G傳輸,傳輸功率更高,安穩性更強。

  4QSFP28光模塊的封裝樣式比CFP4光模塊更小。QSFP28光模塊工作時的功耗一般不超過3.5W,運用QSFP28光模塊能夠不通過40G直接從25G升級到100G,本錢更低。

  100G光模塊的應用場景有哪些?

  CFP/CFP2/CFP4光模塊的傳輸速率為40G/100G,應用在以太網;同步光纖;光傳輸網絡;

  QSFP28光模塊的傳輸速率為4×25-28G,應用在無限寬帶;以太網。

  100GAOC(有源光纜)組件隨即推出市場,用于短距離互連和100G遷移應用,這對于100G光模塊的挑戰將是巨大的。同時,隨著技術的飛速發展,100G光模塊將變得更具成本效益,100G網絡應用離我們越來越近。


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