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光模块封装类型有哪些?光模块“皮肤”大揭秘

更新于 2023年06月13日 by
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什么是光模块?

光模块(Optical Transceiver)全称为光收发一体模块,它是光通信中的核心器件,能够完成信号的光-电/电-光转换过程,它由光电子器件、功能电路和光接口等部件组成,其中的光电子器件包括接收和发射两个部分。简单的来说,接收部分负责将光信号转换为电信号,发射部分将电信号转换为光信号。

什么是光模块?

什么是光模块封装?

通俗的说光模块的封装就是指光模块的外形,随着科技的进步,光模块的封装也是一步步在进化,体积正逐渐变小,当然绝对不止外观的变化,在速率、功耗、距离、成本等方面也在不断地向前发展。光模块封装类型有很多,像1*9、SFF、GBIC、X2、XENPAK、XFP等封装目前已经不常见,下面主要介绍常见的SFP系列和QSFP系列。

什么是光模块的封装?

SFP系列封装

小型化可热插拔(Small Form-Factor Pluggable)

SFP系列封装

SFP封装

采用LC头,与GBIC光纤模块相比,它的体积更小,集成度更高,极大的增加了网络设备的端口密度,适应了网络迅猛发展的趋势。

SFP+封装

SFP光模块的升级,拥有更高的传输速率,通常可达8.5G或10G(万兆),这种模块比早些时候出现的XFP模块体积更小。

SFP28封装

SFP28适用于单个25GE接入端口。基于SFP+的封装形式,支持25G以太网标准。SFP28能提供25Gb/s的无误码传输,在超四类多模光纤中传输距离可达到100米,并能应用于高密度的25G以太网交换机和网络接口中,促进数据中心的服务器连接。它采用如今流行的SFP+封装形式,为企业升级10G以太网连接,提供了一个更具成本效益的解决方案。

SFP56封装

SFP56最大速率高达53.125Gbps的光模块,通过OM3或OM4多模光纤传输距离最高可达70m或100m,其被广泛应用于50GBASE以太网链路,另外,随着5G的高速发展,其在前中传领域的需求也有一定的增长。

  • SFP-DD

SFP-DD中的DD指的是Double Density(双倍密度),将SFP的单通道变为双通道。提供高达50Gbps NRZ或112Gbps PAM4聚合的解决方案,甚至未来可提供下一代数据中心所需的200G(2×100G)等接入方案,为数据中心的架设节省了空间,满足下一代数据中心低成本、小尺寸、高密度和低功耗的要求。

SFP-DD封装向下兼容当前的SFP/SFP+封装高速接口方案,为25G AOC方案向100G平滑升级奠定了基础,同时也为单路光口50G向100G升级建立了基础技术平台。

  • SFP112

实现单通道的100G速率,不管是4通道的QSFP28还是双通道SFP-DD,100G以太网真正算的上革新的技术,还是SFP112,回归原始,使用单链而不是4链组合完成100G的速度。这意味着,又可以有100G 单纤的BIDI模块可以用了。所以,SFP112才是真正的100G以太网,真正的10G以太网的继任者。

SFP系列封装汇总:

SFP系列
封装类型 通道数量 连接器类型 (常用) 功耗等级 互操作性 (物理上) 常见应用领域
SFP 1 LC 1W(常规) / 1G Fibre Channel Gigabit Ethernet
SFP+ 1

LC

SC

Power Level I modules - Up to 1.0 W

Power Level Il modules - Up to 1.5 W

Power Level III Modules - Up to 2.0 W

兼容SFP

10Gb/s Ethernet LAN

10Gb/s Ethernet WAN

10G Fibre Channel

8G Fibre Channel

SFP28 1 LC 1.0~2.0W(常规) 兼容 SFP/SFP+

25Gigabit Ethernet

32G Fibre Channel

eCPRI

SFP56 1 LC 1.0~2.0W(常规) 兼容SFP/SFP+/SFP28

50Gigabit Ethernet

64G Fibre Channel

eCPRI

SFP-DD 2

LC

MPO-12

SN

MDC

Power Class 1: Maximum 1.0W

Power Class 2: Maximum 1.5W

Power Class 3: Maximum 2.0W

Power Class 4: Maximum 3.5W

Power Class 5: Maximum 5.0W

Power Class 6: reserved

Power Class 7: reserved

Power Class 8: reserved

兼容SFP28/ SFP+

64G Fibre Channel

100Gigabit Ethernet

SFP112 1 LC

Power Class 1: Maximum 1.0W

Power Class 2: Maximum 1.5W

Power Class 3: Maximum 2.0W

Power Class 4: Maximum 3.5W

Power Class 5: Maximum 5.0W

Power Class 6: reserved

Power Class 7: reserved

Power Class 8: >5W

兼容SFP28/SFP+ 100Gigabit Ethernet

QSFP系列封装

四通道小型可热插拔(Quad Small Form-Factor Pluggable)

QSFP系列封装

系列产品命名规则:

“Q”是“Quad”的首字母缩写,指的是有四路电信号通道的意思,数字部分表示此封装单通道理论支持的最大传输速率,例如QSFP28,“Q”表示四通道,"28"代表每个通道最高速率为28Gbps,故此封装模块能够实现的最大带宽为4*28G,与SFP光模块相比,QSFP光模块的带宽更高。

QSFP+封装

40G QSFP+光模块可使用MPO光纤连接器,相比SFP+光模块尺寸更大。

QSFP28封装

100G封装的可插拔光模块。该光模块采用LC/MPO接口。具有体积更小、端口密度大、功耗低等优势,是新一代光模块。主要在100G以太网、128G光纤通道应用,采用四个多种速率的传输通道传输数据,目前FS有100GBASE-SR4/LR4/ER4/ZR4、128GBASE-SW4常见接口类型。

QSFP56封装

40G QSFP+和100G QSFP28光模块的升级版,专门为200G以太网互连设计的光模块。QSFP56表示在一个QSFP封装尺寸里可以传输4×50Gb/s至56Gb/s的传输速率。

QSFP-DD封装

双密度四通道小型可插拔高速模块。QSFP-DD是目前400G光模块的优选封装方式,使数据中心能够根据需要有效地增长和扩展云容量。QSFP-DD模块采用8通道电气接口,每通道速率高达25Gb/s(NRZ调制)或50Gb/s(PAM4调制),提供高达200Gb/s或400Gb/s聚合的解决方案(图从左往右分别为我司200G和400G产品)。

QSFP112封装

QSFP112是基于当前QSFP的模块和笼子(Cage)/连接器系统,旨在支持4x 通道QSFP系统中每通道112Gb/s的速度,并支持QSFP 400G互连生态系统。

QSFP系列汇总:

QSFP系列
封装类型
通道数量
连接器类型 (常用)
功耗等级
互操作性 (物理上)
常见应用领域
QSFP+
4
LC MPO-12

Power Class 1: Maximum 1.5W

Power Class 2: Maximum 2.0W

Power Class 3: Maximum 2.5W

Power Class 4: Maximum 3.5W

Power Class 5: Maximum 4.0W

Power Class 6: Maximum 4.5W

Power Class 7: Maximum 5.0W

Power Class 8: Maximum 10W

/

40G Ethernet

40G Fibre Channel

40G InfiniBand

QSFP28
4
LC MPO-12

Power Class 1: Maximum 1.5W

Power Class 2: Maximum 2.0W

Power Class 3: Maximum 2.5W

Power Class 4: Maximum 3.5W

Power Class 5: Maximum 4.0W

Power Class 6: Maximum 4.5W

Power Class 7: Maximum 5.0W

Power Class 8: Maximum 10W

QSFP+

100G Ethernet

128G Fibre Channel

100G InfiniBand

QSFP56
4

LC

MPO-12

Power Class 1: Maximum 1.5W
Power Class 2: Maximum 2.0W
Power Class 3: Maximum 2.5W
Power Class 4: Maximum 3.5W
Power Class 5: Maximum 4.0W
Power Class 6: Maximum 4.5W
Power Class 7: Maximum 5.0W
Power Class 8: Maximum 10W
/

200G Ethernet
200G InfiniBand

QSFP-DD
8
MPO
LC
CS
MDC
SN
Power Class 1: Maximum 1.5W
Power Class 2: Maximum 3.5W
Power Class 3: Maximum 7.0W
Power Class 4: Maximum 8.0W
Power Class 5: Maximum 10.0W
Power Class 6: Maximum 12.0W
Power Class 7: Maximum 14.0W
Power Class 8: Maximum >14W
QSFP+/QSFP28/QSFP112

400G Ethernet
400G InfiniBand

QSFP112
4

MPO
LC
MPO-12

Power Class 1: Maximum 1.5W
Power Class 2: Maximum 2.0W
Power Class 3: Maximum 2.5W
Power Class 4: Maximum 3.5W
Power Class 5: Maximum 4.0W
Power Class 6: Maximum 4.5W
Power Class 7: Maximum 5.0W
PowerClass8:Maximum>5W

QSFP+/QSFP28

400G Ethernet
400G InfiniBand

QSFP-DD800
8
MPO
LC
CS
MDC
SN

Power Class 1: Maximum 1.5W
Power Class 2: Maximum 3.5W
PowerClass 3: Maximum 7.0W
Power Class 4: Maximum 8.0W
Power Class 5: Maximum 10.0W
Power Class 6: Maximum 12.0W
Power Class 7: Maximum 14.0W
PowerClass 8: Maximum >14W

QSFP+/QSFP28/QSFP112
800G Ethernet
800G InfiniBand

扩展封装

OSFP是一种新的可插拔封装,具有8个高速电气通道,目前可支持200G\400G\800G速率,尺寸比QSFP-DD略大,其常见接口为LC和MPO,目前支持此封装的设备主要有Arista以太网设备、Mellanox的IB设备。

为满足数据通信网络中的高带宽需求,CFP光模块衍生出许多不同类型,常见的有CFP\CFP2\CFP4\CFP8光模块。CFP及相关系列的封装尺寸普遍较大,可以容纳更多器件且支持更大功耗,所以一般应用在电信网领域,特别是远距离传输(>40km)的光通信领域。

  • NG-SFP封装

NG-SFP是一种新型可插拔小型封装,适用于下一代外部高端口互连。NG-SFP外接电缆组件,具有高通道密度、更高速率的接口和最低的成本。近些年,随着光通信在数据中心领域的应用,加速光模块技术发展。如光模块产品快速进入100G时代,并正在努力向400G技术演进。NG-SFP MSA立足于100G光模块,涉及2km以内的应用市场,在延续DSFP的支持2 lane电口的同时,增长type2加长形态,并可引入4 lane电口。

除上述提到的封装外,目前还存在DSFP、SFP-DD112、NGSFP-DD、CPAK、CXP、CDFP等封装类型,因其未被广泛使用,故不展开介绍。

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