40G光模組介紹：QSFP+ VS CFP

相較於新興的25G以太網，40G以太網技術顯然更加成熟，市場上也有諸多種類的成熟產品用於40G網絡傳輸。因而，不少數據中心的網絡管理員們仍然更傾向於選擇40G以太網的網絡布局，認為其既安全又可靠。作為40G以太網中的一個重要組成部分，40G光模組引人關注。本文將對兩種40G光模組類型——QSFP+和CFP詳細介紹。

40G QSFP+光模組百科

什麼是QSFP+？

作為QSFP（Quad Small Form-factor Pluggable）的升級版，QSFP+是一種緊湊型熱插拔的光模組，其傳輸速率可達40Gbps，符合SFF-8436協議和QSFP 多源協議（MSA, Multi-Source Agreement）。QSFP+具有四個獨立的速率為10Gbps光信號發送和接收通道，總帶寬為40Gbps。在數據中心、高性能計算網絡、企業核心層和分布層應用場景中，40G QSFP+光模組可以提供高密度和低功耗的40G以太網連接傳輸應用。下圖是QSFP+的常見尺寸圖。

圖1: QSFP+常見尺寸圖

QSFP+的接口類型

QSFP+模塊可插入到所有帶QSFP+接口的設備（及部分QSFP28接口的設備），實現40G網絡連接。通常來說，40G QSFP+模塊的接口有兩種：LC雙工接口和MTP/MPO接口（後續介紹簡稱為MTP），二者在傳輸距離，光纜類型和是否可實現4x10G傳輸上有明顯差異。更多資料可查看此文章：40G QSFP+MTP光模組和40G QSFP+LC光模組對比。

圖2：QSFP+接口類型

QSFP+模塊的分類

如今市面上40G光模組產品眾多，如何區分不同類別，選擇適合自己需求的光模組就顯得尤為重要。下面本文將一一介紹九款常見的QSFP+光模組。

MTP接口QSFP+光模組

本部分將主要圍繞40GBASE-SR4、40GBASE-CSR4、 40GBASE-PLRL4、以及40GBASE-PLR4這四種型號的光模組展開。這四種模塊皆為MTP接口模塊，並且適用於需接入4個10G以太網接口的情況。

40GBASE-SR4光模組

40GBASE-SR4光模組是40G短距離傳輸中最為常見的40G光模組類型。40GBASE-SR4光模組常與多模光纖一起使用——搭配OM3光纖跳線時傳輸距離為100米；搭配OM4光纖跳線時傳輸距離為150米。該模塊的內部分別有4個相互獨立的光信號發射和接收通道，每條通道可支持10Gbps的數據傳輸，實現高帶寬的40G傳輸。

40GBASE-CSR4光模組

40GBASE-CSR4光模組與40GBASE-SR4光模組都是MTP接口，二者有着相同的工作原理。40GBASE-CSR4光模組可搭配12芯MTP（母）光纖跳線實現40G光傳輸；或搭配8芯 MTP（母）-4*LC雙工分支跳線，與4個 10GBASE-SR光模組連接，實現4X10G光傳輸。作為SR4的升級版，40GBASE-CSR4光模組最高傳輸距離可達300米（搭配OM3光纖跳線）或400米（搭配OM4光纖跳線）。

40GBASE-PLRL4光模組

一般而言，數據傳輸有兩種基本模式——串行和並行。並行傳輸是指同一根光纖上的不同通道同時傳送多比特數據，40GBASE-PLRL4光模組同SR4模塊和CSR4模塊都採用並行傳輸的原理，通常與MTP連接器相連。但不同於前面所介紹的兩種光模組，40GBASE-PLRL4光模組支持長距離傳輸，在單模光纖上傳輸距離可達1千米或1.4千米。

40GBASE-PLR4光模組

MTP接口的40GBASE-PLR4光模組也採用前文所描述的並行傳輸原理。同40GBASE-PLRL4光模組一樣，它也可利用單模的分支跳線，將模塊連接到4個10GBASE-LR光接口，從而實現4X10G傳輸。與40GBASE-PLRL4光模組相同，40GBASE-PLR4光模組也用於長距離傳輸，但其傳輸距離更長，最高可達10千米。

雙工LC接口QSFP+模塊

本部分將主要圍繞40GBASE-BiDi、40GBASE-UNIV、40GBASE-LR4、40GBASE-LR4L、以及40GBASE-ER4這五種型號的光模組展開。這五種模塊皆為LC接口模塊，其中只有40GBASE-BiDi這一款是通過多模光纖進行短距離傳輸。

40GBASE-BiDi光模組

與其他模塊不同，40GBASE-BiDi光模組的特別之處在於它只有2個獨立的20Gbps光信號收發通道，每個收發通道可以同時發射和接收來自一根多模光纖上的不同波長的光信號，通常搭配LC多模光纖跳線使用。值得一提的是，40GBASE-BiDi光模組可以在不改變現有10G多模光纖布線系統的基礎上實現40G傳輸。40GBASE-BiDi光模組可通過OM3光纖跳線傳輸100米或通過OM4光纖跳線傳輸150米。

40GBASE-UNIV光模組

"UNIV"表示通用（universal）。40GBASE-UNIV光模組既能和單模光纖一起使用，也能和多模光纖一起使用，且不用改變模塊配置或添加其它硬件設備。利用此模塊布線時，可一定程度上減少布線的時間和成本。40GBASE-UNIV光模組的內部設有4條通道，每條通道可發射或接收10G信號，通過復用器組合後利用兩根光纖進行40G傳輸。同多模光纖OM3和OM4搭配時，傳輸距離為150米；同單模光纖搭配時，傳輸距離為500米至2千米（依不同供應商而定）。點擊這裡獲取更多40GBASE-UNIV光模組介紹。

40GBASE-LR4光模組

上文有提及，40GBASE-SR4光模組廣泛用於短距離傳輸，而40GBASE-LR4光模組則是長距離傳輸中最常用的模塊。40GBASE-LR4光模組採用雙工LC接口，可通過單模跳線最遠傳輸10千米。這種光模組有4個相互獨立的發射和接收信號通道，發射端的光信號經過復用器將所有波長進行組合傳輸，傳輸的信號又會在接收端被解復用器分解成4個傳輸速率為10Gbps的通道。如下圖所示：

圖3：40GBASE-LR4工作原理

40GBASE-LR4L光模組

40GBase-LR4L光模組和40GBase-LR4光模組的工作原理相同，而且都是通過單模跳線實現40G長距離的數據傳輸。二者的不同之處在於，40GBase-LR4L光模組最遠傳輸距離僅達2千米。

40GBASE-ER4光模組

最後要介紹的模塊40GBASE-ER4和前面兩種模塊LR4和LR4L的工作原理一樣，採用LC雙工接口搭配單模跳線使用。而40GBASE-ER4光模組是本文所介紹的九種模塊中傳輸距離最遠的，可達40千米。

上述九種模塊的細節信息及對比詳見下表：

40G CFP光模組百科及與40G QSFP+光模組對比

什麼是CFP？

CFP（C form-factor pluggable）是CFP MSA組織制定的一種光模組傳輸協議，用於高速數字信號傳輸。該協議最初主要服務於100G以太網，但也可用在40G網絡中。40G CFP光模組類型主要有以下三種：40GBASE-SR4 CFP光模組，搭配MTP接口的多模OM4跳線，數據可傳輸150米；40GBASE-FR CFP光模組，同雙工SC接口的單模跳線一起使用，傳輸距離為2千米；40GBASE-LR4 CFP光模組，傳輸距離可達10千米。下圖是CFP光模組的常見尺寸圖。

圖4: CFP光模組常見尺寸圖

40G QSFP+光模組和40G CFP光模組對比

QSFP+光模組和CFP光模組的主要差別體現在以下幾個方面：

1. 外觀：CFP光模組明顯體積更大（定價一般更高）；

2. 接口類型：CFP光模組採用MTP或雙工SC接口，而QSFP+光模組採用MTP或雙工LC接口；

3. 模塊類型：CFP光模組種類有限，而QSFP+光模組除了本文所介紹的九種常用模塊外，還有其他型號支持不同傳輸距離，可滿足不同用戶的需求。

QSFP+光模組集體積小、成本低、靈活性高、適用性廣等特點於一體，較CFP光模組而言，更受用戶青睞。

小結

研究表明，通信網絡領域的光傳輸帶寬亟需從原有的10G向40G甚至是100G升級。40G QSFP+光模組能實現高密度、低成本、低功耗的40G數據傳輸，具有良好的發展前景。在為您的數據設備挑選最合適的光模組之前，先了解40G光模組類型、主要型號以及應用場景是非常重要的。希望通過本文的介紹，能幫助您更好地了解40G QSFP+和40G CFP的這兩種類型的40G光模組。

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