多模雙芯LC光纖跳線應用下的光模組方案之爭

從40G QSFP+ SR4光模組產品開始，多模MPO光纖跳線 逐步進入光模組用戶的視野。隨着新建數據中心的增多，該類光纖跳線也開始普及並被廣泛應用。然而，對於不少10G/25G時代就已經建設好的“老舊”機房來說，機房內基本全部部署的是多模LC光纖跳線。當SFP+/SFP28端口的網絡設備升級級到QSFP+/QSFP28端口的網絡設備後，需要將這些光纖跳線利舊使用，因此市場對LC雙工光口的多模QSFP+/QSFP28光模組 的需求逐漸增加。下面將分為兩條路線進行闡述。

10G到40G

圖一 40G QSFP+ SR4 BD 方案一

方案一，方案原理如下：利用DSP（PHY）先將4x10Gbps的電信號倍速成2x20Gbps的電信號，經過光電轉換後利用850/900nm的VCSEL/PD進行Bi-Direction雙向傳輸，該方案大約問世時間在2013年。

圖二 40G QSFP+ SR4 BD 方案二

方案二，方案原理如下：利用DSP（PHY）先將4x10Gbps的電信號倍速成1x20GBd的電信號，經過光電轉換後利用850nm的28GBd的VCSEL/PD進行雙向傳輸。因為對DSP的處理能力和對光器件帶寬的要求更高，所以問世時間比方案一要晚，大約在2018年。

兩個方案的優劣勢對比如下表：

25G到100G

圖三 100G QSFP28 SWDM 方案

方案一，SWDM，方案原理如下：利用4個不同波長的850nm波段（850nm、880nm、910nm、940nm）的VCSEL/PD進行合分波，原理較簡單，對光芯片的供應鏈要求較高。

圖四 100G QSFP28 SR2 BIDI 方案

方案二，SR2 BIDI，方案原理如下：利用DSP（PHY）先將4x25Gbps的電信號倍速成2x26GBd的電信號，經過光電轉換後利用850/910nm的VCSEL/PD進行Bi-Direction雙向傳輸。

圖五100G QSFP28 LX4方案

方案三，LX4，方案原理如下：利用單模CWDM4的光模組 進行光路耦合優化，實現在多模/單模光纖跳線中兼容傳輸。該方案的技術難點在於DFB屬於單縱模激光器，在經過多模光纖跳線傳輸後，其光斑和模式均會發生變化，返回PD時判決難度變大。如果CWDM4光模組是自由空間（TFF）的光路設計方案，情況會好很多；如果是AWG的光路設計方案的話，由於存在多模光纖跳線到單模光纖跳線的對接，光路耦合設計的難度會大大增加，這裡不展開討論。

三個方案的優劣勢對比如下表：

從市場接受度來看，由於方案二和方案三的技術難度偏大，最早市面上較多選用方案一，方案一和普通100G QSFP28 SR4光模組原理相似，技術門檻低，但是對VCSEL物料的供應鏈要求較高，當前光模組的獨家供應較為明顯；前兩年市面上較熱衷方案三，優點是由於CWDM4的降幅巨大，可以共用CWDM4的產業鏈。但該方案在多模光纖跳線下傳輸不穩定，光模組技術瓶頸較高，近年來逐步被市場拋棄；隨着DSP和高帶寬VCSEL的成熟，方案二逐步被市場接受，可能會成為未來解決多模雙芯LC光纖跳線傳輸的主流光模組方案。