市场上常见的400G QSFP-DD光模块类型有哪些？

随着全球数据流量的持续增长，驱动着数据中心网络从100G升级至400G。400G光模块作为400G网络中常见的高效且经济实用的应用场景方案，能够在很大程度上提高系统性能、提升传输速率、拓宽带宽并降低宽带成本。因此本篇文章将主要从模块封装、场景应用、常见问题和发展趋势等方面介绍400G QSFP-DD光模块 。

常见400G QSFP-DD光模块类型

通常400G QSFP-DD光模块在市场上有八种常见的类型。下文将对QSFP-DD SR8、QSFP-DD DR4、QSFP-DD XDR4、QSFP-DD FR4、QSFP-DD FR8、QSFP-DD LR4、QSFP-DD LR8和QSFP-DD ER8光模块进行基本介绍。

400G QSFP-DD SR8

400G QSFP-DD SR8 是一款适用于短距离互连的4通道、支持热插拔的光模块，可通过MPO-16连接器支持长达70m（OM3）或100m（OM4）多模光纤链路。它符合QSFP-DD MSA规范和IEEE 802.3bs协议，包括八个并行的传输通道，每个通道能以53.125 Gbps（PAM 4）的传输速率实现400 Gbps的数据传输。

400G QSFP-DD DR4

400G QSFP-DD DR4光模块在1310nm中心波长中，使用MPO-12连接器在单模光纤（SMF）上实现最大500m的传输距离。其中DR4表示“4通道密集波分复用（DWDM）”，表明400G DR4光模块使用4个通道传输数据，每个通道可以106.25Gbps（PAM4）的速率进行数据传输，总传输速率可达425G。

400G QSFP-DD XDR4

400G QSFP-DD XDR4 光模块的传输距离较400G QSFP-DD DR4光模块更远，且支持使用MTP/MPO-12连接器连接最大链路长度可达10km的单模光纤，符合IEEE 802.3bs协议和QSFP-DD MSA标准。它包括4个并行的传输通道，可实现的总传输速率为400G。

400G QSFP-DD FR4

400G QSFP-DD FR4 （全双工4通道，4级时序）是一种支持400Gbps的热插拔光模块，能够采用LC连接器支持多模光纤链路长度最长可达2km。该400G FR4光模块包括4个独立的通道，在CWDM4中心波长上每个通道速率为100Gbps，符合100G单波长MSA规范，可用于数据中心高速数据传输场景。基于PAM4调制的单波长传输速率可达106.25Gbps，实现400G的总传输速率。

400G QSFP-DD FR8

400G QSFP-DD FR8采用和400G QSFP-DD FR4光模块相同的50G PAM4调制技术。它采用8个通道传输数据，每个通道的传输速率可达 53.125Gbps，总传输速率可达400Gbps。与只适用于短距离传输的400G QSFP-DD SR8光模块不同的是，400G QSFP-DD FR8光模块可用于中距离传输，最大传输距离为2km。

400G QSFP-DD LR4

400G QSFP-DD LR4 是一款高传输速率、高传输带宽和远距离数据传输的光模块，适用于400G以太网和数据中心互连等传输应用场景。它通过LC连接器支持长达10km的单模光纤链路长度，符合IEEE 802.3bs协议和QSFP-DD MSA标准。

400G QSFP-DD LR8

400G QSFP-DD LR8 光模块采用的调制技术与400G QSFP-DD SR8和400G QSFP-DD FR8光模块相同（50G PAM4调制技术），并拥有8个并行的传输通道。然而相较400G QSFP-DD SR8和400G QSFP-DD FR8光模块，400G QSFP-DD LR8光模块的每个通道可实现长达10km的单模光纤链路传输，最大传输速率为106.25Gbps，总传输速率达425G。

400G QSFP-DD ER8

400G QSFP-DD ER8 与400G QSFP-DD LR8光模块具有相同的传输速率、调制技术和连接器。它符合IEEE 802.3cn协议和QSFP-DD MSA标准。仅有的区别在于传输距离，400G QSFP-DD ER8光模块可以实现最大40km的传输距离，因此更适用于超长距离数据传输。

400G QSFP-DD光模块的应用场景

作为新一代数据中心中的低应用成本、低传输功耗光连接解决方案，400G QSFP-DD系列光模块广泛用于数据中心、城域承载网以及远距离高容量传输网络等场景应用中。

400G QSFP-DD光模块数据中心直连

在数据中心网络架构中，服务器之间、交换机之间以及服务器与交换机之间的连接都需要使用光模块、光纤跳线或其他通信设备来实现网络数据互连。下图展示了400G QSFP-DD光模块在数据中心应用场景中的直连。

城域承载网

云计算、大数据、超清视频、物联网、虚拟现实/增强现实、5G、高性能计算和智能交通等因素已经对城域承载网提出了新的需求：超高传输带宽、大型数据连接、超低延迟响应和高可靠性。在大型城市5G区域网络商用化过程中，由于传统的100GE端口已无法满足5G网络汇聚层和核心层对超高带宽的需求，所以核心层带宽将升级至200GE/400GE。因此基于400G的光互连解决方案成为不可或缺的选择。

远距离和高容量传输网络场景

行业市场随着不断出现新的场景应用对远距离数据传输的需求迅速增加，进一步提高对网络传输带宽的要求。此外互联网运营商对灵活的网络管理和调制提出了更高的标准。而这些趋势的变化都在驱动400G在远距离传输中的应用不断升级，它可以使用单个400G波长连接400G端口，可根据市场需求调整波长路径，实现光路径的直接波长接入从而降低延迟和功耗。

关于400G QSFP-DD光模块的常见问题解答

问：我可以在400G链路的一端使用OSFP光模块，而在另一端使用QSFP-DD光模块吗？

答：是的。OSFP和QSFP-DD描述的是光模块的物理尺寸。只要以太网媒体类型相同（即链路两端都是400G-DR4或400G-FR4等），OSFP和QSFP-DD光模块就可以互相兼容。

问：我能将QSFP-DD光模块插入OSFP端口吗？

答：不行。QSFP-DD和OSFP光模块的物理尺寸是不相同的。在相应的系统中只能使用对应尺寸的光模块。如果您使用的是OSFP封装，就必须使用对应的400G OSFP光模块。如果您使用的是QSFP-DD封装，就必须使用对应的400G QSFP-DD光模块。

问：40/100G光模块和400G光模块有什么区别？

答：与40G/100G光模块相比，400G光模块正在将传统的单载波调制和相干检测的低端光模块转向偏振复用多载波应用。此外400G光模块具有更多的封装尺寸，同时其低功耗、高带宽和高速也会伴随网络部署成本的增加。

问：电信号通道和光信号通道采用NRZ或PAM-4时有何不同？

答：NRZ代表“非归零”调制，用于描述电信号通道道或光信号通道，其中仅有2个振幅级别，一个振幅级别代表数字“1”，另一个代表数字“0”，这是传输高达25Gb/s数据的主要调制方案。而PAM-4代表四电平脉冲幅度调制，其中的“4”表示携带数字数据的电信号或光信号具有4个不同的信号电平。在这种情况下每个信号电平代表两位数字，这使得PAM-4波形能够以相同的符号周期速率传输比NRZ波形多2倍的比特率，这意味着PAM4可以在一半的波特率下实现更高的比特率。

问：使用OSFP或QSFP-DD光模块有哪些优缺点？

答：QSFP-DD基于QSFP尺寸，额外增加了一排电针。这使得它可以很好地向下兼容40G和100G QSFP光模块，并且还能与QSFP28光模块兼容。然而OSFP的尺寸无法兼容地一些光电接口，就需要使用适配器来实现互操性。而为了实现更大传输功率，QSFP-DD光模块依赖于交换机的外部散热片，但OSFP光模块的散热片集成在模块外壳内部，并且具有比QSFP-DD光模块更大的散热表面积，从而使得散热部件与散热片之间的热接触达到最佳，散热性能也得到了提高。

400G QSFP-DD光模块的发展趋势

400G技术的不断发展提高了通道传输的效率和信道容量，为客户提供了更卓越的网络体验。凭借其高带宽传输、低延迟响应和低功耗等优点，400G QSFP-DD光模块有望成为新一代无线网络应用和超大型数据中心传输场景的理想选择。