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        技術文章 | 400G光模塊分類及測試

        光纖在線編輯部  2019-08-21 09:28:47  文章來源:綜合整理  版權所有,未經許可嚴禁轉載.

        導讀:由光纖在線攜手是德科技、VIAVI、EXFO、海拓儀器等企業聯合舉辦的“2019國際硅基光電子峰會暨400G光模塊測試”活動即將于9月4日在深圳麗思卡爾頓舉辦,本次測試活動我們共收到了約10家400G光模塊廠商樣品,屆時,歡迎大家來現場參展,交流!本篇文章我們重點介紹400G光模塊的分類及測試。

        8/20/2019,光纖在線訊:由光纖在線攜手是德科技、VIAVI、EXFO、海拓儀器等企業聯合舉辦的“2019國際硅基光電子峰會暨400G光模塊測試”活動即將于9月4日在深圳麗思卡爾頓舉辦,本次測試活動我們共收到了約10家400G光模塊廠商樣品,屆時,歡迎大家來現場參展,交流!本篇文章我們重點介紹400G光模塊的分類及測試。

        光模塊是實現數據中心內部光網絡互聯的關鍵硬件設備,隨著端口數和密度的提升,光模塊的成本會占到數據中心光網絡成本的接近一半。目前各大互聯網公司新建的數據中心已經普遍采用100G的互聯技術,并會在未來1~2年內大規模商用400G的互聯技術。因此,400G光模塊的實現技術成為業界關注的重點。

        從光波長上區分,400G光模塊可以分為多模(MM)、單模(SM);從信號調制方式上,分為NRZ和PAM4調制(目前以PAM4為主);從傳輸距離上區分,400G光模塊可以分為SR、DR、FR、LR;從封裝形式上,400G光模塊可以分為CDFP、CFP8、OSFP、QSFP-DD等。下圖是400G光模塊的技術分類。



        早期的400G光模塊使用的是16路25Gbps NRZ的實現方式(如400G-SR16),采用CDFP或CFP8的封裝。其優點是可以借用在100G光模塊上成熟的25G NRZ技術,但缺點是需要16路信號進行并行傳輸,功耗和體積都比較大,不太適合數據中心的應用。

        目前的400G光模塊中,在光口側主要是使用8路53GbpsPAM4(400G-SR8,FR8,LR8)或者4路106GbpsPAM4(400G-DR4,FR4,LR4)實現400G的信號傳輸,在電口側使用8路53GbpsPAM4電信號,采用OSFP或QSFP-DD的封裝形式。OSFP和QSFP-DD封裝都可以提供8路電信號接口。相比較來說,QSFP-DD封裝尺寸更小(和傳統100G光模塊的QSFP28封裝類似),更適合數據中心應用;OSFP封裝尺寸稍大一些,由于可以提供更多的功耗,所以更適合電信應用。

        下圖分別是400G-FR8/LR8以及400G-FR4的實現方式(Reference: OSFPMSA  Specification for OSFP OCTAL SMALLFORM FACTOR PLUGGABLE MODULE)。可以看到,其電口側都是8路53Gbps PAM4信號。光口側情況稍微復雜一些,對于400G-SR8/FR8/LR8等模塊來說,光模塊內部只是做CDR(時鐘恢復)以及電/光或光/電轉換,因此光口側與電口測一樣,也是8路53Gbps PAM4信號;對于400G-DR4/FR4/LR4等模塊來說,光模塊內部還有Gearbox(變速箱)芯片把兩路電口輸入復用成一路信號再調制到光上,因此光口側的速率是電口側速率的2倍,即4路106GbpsPAM4信號。




        另外,由于多模光纖在短距離傳輸上的成本優勢,所以IEEE也在2018年3月份成立了802.3cm工作組,把之前在業界討論的用8路(SR8)甚至4路(SR4.2)多模光纖實現400G傳輸的技術納入規范討論中。

        從未來來說,出于成本的考慮,用4路光信號實現400G傳輸的方式可能會成為主流;同時光模塊的電接口也可能會逐漸升級到4路106GbpsPAM4的形式,以省去Gearbox芯片從而節省功耗和成本。在超遠距離(>80km)傳輸上,以OIF組織正在制定的400G-ZR規范為例,會采用相干通信+DWDM方式實現。

        更多了解,歡迎9月4日蒞臨400G測試現場,與廠商面對面交流!如需報名請掃以下二維碼!
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