多模双芯LC光纤跳线应用下的光模块方案之争

从40G QSFP+ SR4光模块产品开始，多模MPO光纤跳线 逐步进入光模块用户的视野。随着新建数据中心的增多，该类光纤跳线也开始普及并被广泛应用。然而，对于不少10G/25G时代就已经建设好的“老旧”机房来说，机房内基本全部部署的是多模LC光纤跳线。当SFP+/SFP28端口的网络设备升级级到QSFP+/QSFP28端口的网络设备后，需要将这些光纤跳线利旧使用，因此市场对LC双工光口的多模QSFP+/QSFP28光模块 的需求逐渐增加。下面将分为两条路线进行阐述。

10G到40G

图一 40G QSFP+ SR4 BD 方案一

方案一，方案原理如下：利用DSP（PHY）先将4x10Gbps的电信号倍速成2x20Gbps的电信号，经过光电转换后利用850/900nm的VCSEL/PD进行Bi-Direction双向传输，该方案大约问世时间在2013年。

图二 40G QSFP+ SR4 BD 方案二

方案二，方案原理如下：利用DSP（PHY）先将4x10Gbps的电信号倍速成1x20GBd的电信号，经过光电转换后利用850nm的28GBd的VCSEL/PD进行双向传输。因为对DSP的处理能力和对光器件带宽的要求更高，所以问世时间比方案一要晚，大约在2018年。

两个方案的优劣势对比如下表：

25G到100G

图三 100G QSFP28 SWDM 方案

方案一，SWDM，方案原理如下：利用4个不同波长的850nm波段（850nm、880nm、910nm、940nm）的VCSEL/PD进行合分波，原理较简单，对光芯片的供应链要求较高。

图四 100G QSFP28 SR2 BIDI 方案

方案二，SR2 BIDI，方案原理如下：利用DSP（PHY）先将4x25Gbps的电信号倍速成2x26GBd的电信号，经过光电转换后利用850/910nm的VCSEL/PD进行Bi-Direction双向传输。

图五100G QSFP28 LX4方案

方案三，LX4，方案原理如下：利用单模CWDM4的光模块 进行光路耦合优化，实现在多模/单模光纤跳线中兼容传输。该方案的技术难点在于DFB属于单纵模激光器，在经过多模光纤跳线传输后，其光斑和模式均会发生变化，返回PD时判决难度变大。如果CWDM4光模块是自由空间（TFF）的光路设计方案，情况会好很多；如果是AWG的光路设计方案的话，由于存在多模光纤跳线到单模光纤跳线的对接，光路耦合设计的难度会大大增加，这里不展开讨论。

三个方案的优劣势对比如下表：

从市场接受度来看，由于方案二和方案三的技术难度偏大，最早市面上较多选用方案一，方案一和普通100G QSFP28 SR4光模块原理相似，技术门槛低，但是对VCSEL物料的供应链要求较高，当前光模块的独家供应较为明显；前两年市面上较热衷方案三，优点是由于CWDM4的降幅巨大，可以共用CWDM4的产业链。但该方案在多模光纤跳线下传输不稳定，光模块技术瓶颈较高，近年来逐步被市场抛弃；随着DSP和高带宽VCSEL的成熟，方案二逐步被市场接受，可能会成为未来解决多模双芯LC光纤跳线传输的主流光模块方案。