400G光模組類型有哪些?
隨着全球5G商業化以及雲廠商對數據中心的大力支持,全球流量持續高漲,思科、Arista等廠商紛紛相繼推出400G交換機,而400G光模組作為光網絡互聯必不可少的設備,也將隨之進入黃金期,未來三年400G光模組將迎來爆髮式增長。那麼您是否真的了解400G光模組?本文將着重為您介紹400G光模組類型。
基於不同應用的400G光模組類型
根據光模組應用的不同,400G光模組可分為客戶側光模組和線路側光模組。
用於客戶側的400G光模組
通常情況下,客戶側光模組用於城域網和骨幹網之間的鏈路連接。相對於線路側光模組而言,客戶側的傳輸距離較短,一般在50米到10千米之內,通過光纖即可實現傳輸,無需搭配DWDM設備。早前,IEEE、MSA工作組已對不同的400G接口頒布了相關標準協議,其中IEEE802.3bs標準中定義了400G客戶側接口技術將採用PAM4調製技術。
用於線路側的400G光模組
與客戶側光模組不同的是,線路側光模組一般與DWDM搭配使用,傳輸距離可到80千米甚至更遠。早前,OIF針對長途、城域和數據中心互聯打造了靈活的400G相干DWDM傳輸協議框架,預計該框架將用於400G線路側傳輸。相對於PAM4技術而言,採用相干技術的400G線路側光模組的信號處理能力要強很多,而且無需很多的DSP和功率。
基於不同協議標準的400G光模組類型
400G光模組協議標準是由各組織(如IEEE、MSA等)為了規範不同類型的400G光模組而推出的,目前400G光模組協議標準包含以下內容:
協議標準 | 光口 | 傳輸距離 | 光纖類型 | 光口技術 |
---|---|---|---|---|
IEEE 802.3bs | 400GBASE-SR16 | 100米 | 多模 | 16*25G NRZ 850nm |
IEEE 802.3bs | 400GBASE-DR4 | 500米 | 單模 | 4*100G PAM4 1300nm |
IEEE 802.3bs | 400GBASE-FR8 | 2千米 | 單模 | 4*100G PAM4 1300nm |
IEEE 802.3bs | 400GBASE-LR8 | 10千米 | 單模 | 8×50G PAM4 WDM |
IEEE P802.3cm | 400G SR8 | 100米 | 多模 | 8*50G PAM 850nm |
IEEE P802.3cm | 400G SR4.2 | 100米 | 多模 | 8*50G PAM4 BiDi 850/910nm |
IEEE P802.3cn/ct | 400G ER8 | 40千米 | 單模 | 8*50G PAM4 WDM |
IEEE P802.3cn/ct | 400G ZR | 40千米 | 單模 | 相干波分復用 |
100G lambda多源協議(MSA) | 400G FR4 | 2千米 | 單模 | 4*100G PAM4 CWDM |
100G lambda多源協議(MSA) | 400G LR4 | 10千米 | 單模 | 4*100G PAM4 CWDM |
CWDM8多源協議(MSA) | 400G-CWDM8-2 | 2米~2千米 | 單模 | 8*50G CWDM |
CWDM8多源協議(MSA) | 400G-CWDM8-10 | 2米~10千米 | 單模 | 8*50G CWDM |
註:由於400GBASE-SR16實際使用時需要大量的光纖芯數(每條雙工鏈路需要32芯),因此預計該標準不會被正式採用,目前市面上,也沒有供應商正式發布400GBASE-SR16光模組。
基於不同封裝的400G光模組類型
400G光模組主要的封裝類型有QSFP-DD、OSFP、CFP8、COBO和CDFP等。其中,已有部分封裝類型的400G光模組已投入市場。
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CFP8是第一代400G光模組封裝類型,由CFP MSA提出,相當於是對CFP2/CFP4的擴展,通道數增加到8,其尺寸與CFP2相同,比CFP4略大。
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COBO將前面板搬到了設備內部靠近電芯片(也就是說將所有光學組件放置在PCB上),降低了功耗和前面板的安裝密度。但,400G COBO光模組不支持熱插拔,一旦出現故障,就需要更換整板,後期維護不便。
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OSFP代表着八進制SFP,這就意味着該封裝直接採用56G的電信號(由25GDML激光器在PAM4調製下形成),與QSFP-DD相同。但因OSFP光模組需要更大面積的PCB,所以其尺寸比QSFP光模組略大,且與現有的光電接口不兼容,但它可以通過模塊轉換器來實現兼容。目前,市面上已有部分供應商開始出售400G OSFP光模組。
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QSFP-DD封裝具備小型、可插拔且向後兼容等特點。現在400G QSFP-DD光模組成為市面上極受歡迎的400G光模組之一,業界不少廠家都紛紛開始提供400G QSFP-DD光模組,如飛速(FS) 400G QSFP-DD SR8光模組。
在上述封裝類型中,OSFP、QSFP-DD和CFP8三種封裝備受400G光模組市場矚目。這三種封裝類型的具體區別如下表:
|
OSFP | QSFP-DD | CFP8 |
---|---|---|---|
應用場景 | 數據中心、電信 | 數據中心 | 電信 |
尺寸 | 22.58*107.8*13mm | 18.35*89.4*8.5mm | 40*102*9.5mm |
最大功耗 | 15W | 12W | 24W |
是否可向後兼容 | 可通過轉換光模組實現 | 支持 | 不支持 |
電信號(Gbps) | 8×50G | 8×50G | 8×50G |
交換機端口密度(1RU) | 36 | 36 | 16 |
光纖類型 | 單模和多模 | 單模和多模 | 單模和多模 |
是否支持熱插拔 | 是 | 是 | 是 |
熱管理 | 直接 | 間接 | 間接 |
是否支持800G | 是 | 否 | 否 |
由上表可知,CFP8封裝與OSFP、QSFP-DD封裝最大的區別在於其密度明顯較低;OSFP封裝與CFP8、QSFP-DD封裝最大的區別在於能滿足800G以太網;QSFP-DD封裝與CFP8、OSFP封裝最大的區別是密度高、尺寸小且能向後兼容(支持QSFP28),網絡升級到400G更加便捷。因此,QSFP-DD封裝有望成為400G以太網中極受歡迎的封裝類型。
總結
經本文介紹,相信您對400G光模組有了更充分的認識。隨着用戶對大帶寬的需求,400G時代指日可待,未來400G光模組席捲光模組市場將會是遲早的事。無論您選擇哪種封裝類型的400G光模組,都需要考慮您現有的網絡設施,選擇與其兼容的400G光模組,確保可操作性。雖說現在400G QSFP-DD光模組苗頭更旺,但最終哪種400G 光模組將更勝一籌?我們不得而知,讓我們拭目以待吧。
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