200G數據中心：QSFP56和QSFP-DD光模組如何選擇？

隨着光通信與互聯網技術的迅猛發展，網絡數據流量的需求呈指數級增長，電信骨幹網流量年均增速高達50%至80%。為了應對日益攀升的數據傳輸需求，光通信速率實現了從10G、25G、40G到當前主流的100G、200G、400G甚至更高規格的持續演進。

在此背景下，構建200G數據中心時，QSFP56和QSFP-DD作為實現200G速率的關鍵接口標準，其選擇尤為重要。QSFP56模塊是在原有QSFP+設計基礎上改良而來，旨在通過優化提升數據傳輸速率；而QSFP-DD則引入了雙密度設計，有效提升了端口密度，並保持了與QSFP系列產品的向下兼容性。兩者在性能表現、成本控制、能耗效率以及散熱管理等方面各有優勢及特點，在實際應用中，需根據數據中心的具體業務需求、擴容計劃以及未來發展趨勢進行綜合評估和合理選擇。

200G數據中心光模組的封裝類型

當前市場上主流的200G光模組主要採用兩種封裝形態，即200G QSFP56和200G QSFP-DD。其中，QSFP56於2017年正式發布，是在早期QSFP系列光模組設計基礎上實現的重大技術升級；與此同時，QSFP-DD則處於研發階段，並隨後逐漸嶄露頭角。這兩種光模組均專為滿足高性能計算與數據中心場景下的嚴苛需求而設計，且都具備良好的向後兼容性，能夠與包括QSFP28在內的早期QSFP版本無縫對接。

針對200G以太網應用優化設計的QSFP56光模組，內置四個獨立的收發通道，每個通道支持最高53.125 Gbps的數據速率，從而實現總計212.5 Gbps的傳輸能力。該模塊適用於850nm、1310nm、CWDM或LWDM波長範圍，採用MPO接口進行光學信號傳輸，並通過38針電氣連接器實現電接口連接。相較於前代QSFP產品，QSFP56採用了先進的PAM4數字調製技術，顯著提升了數據傳輸效率。

另一方面，QSFP-DD（Quad Small Form Factor Pluggable Double Density）光模組遵循IEEE802.3bs標準以及QSFP-DD MSA規範。其核心創新在於雙密度結構設計，增加了電接口通道的數量。具體而言，200G QSFP-DD擁有八個電接口通道，總比特率高達212.5Gb/s。在光學接口方面，可選擇MPO或多模雙工LC接口形式。值得一提的是，QSFP-DD不僅兼容大多數QSFP規格版本，如QSFP56，而且其電接口包含了最多可達25 Gbps速率的八個通道，採用NRZ調製方式來確保高效穩定的信號傳輸。

200G QSFP56與200G QSFP-DD的對比

在200G數據中心領域，QSFP56與QSFP-DD兩種封裝形式的光模組在採用不同的數字調製技術上展現出顯著差異。NRZ（Non-Return-to-Zero）非歸零是一種基礎且廣泛應用的調製方式，通過兩個電壓電平分別對應邏輯0和1（即PAM2），實現數據傳輸。然而，隨着帶寬需求的增長，PAM4（四電平脈衝幅度調製）應運而生，該技術能夠在同一時間單位內利用四個不同的電壓電平來編碼兩個比特位的所有四種狀態：11、10、01和00，從而使得PAM4信號相較於傳統NRZ信號能夠以兩倍速率進行數據傳輸。

PAM4相較於NRZ的主要優點在於其能夠實現更高的數據傳輸速率。然而，對於200G NRZ而言，雖然在絕對速率上可能略遜於PAM4，但它也具備一些不可忽視的優點：如較低的功耗、較小的信號延遲以及相對簡便的部署流程。尤其是在數據中心內部互連場景中，採用200G NRZ調製的解決方案因其優化的能效和成本效益，能夠為數據中心提供一種經濟高效的互連方案，尤其適合對能耗控制、實時性要求較高且預算有限的應用環境。

200G QSFP56與QSFP-DD的優勢和局限性

• QSFP56專為滿足200G應用需求而設計，但其技術架構不支持直接升級至400G及以上速率的網絡環境。

• 相比之下，QSFP-DD則同時兼容200G與400G兩種速率版本，並允許用戶根據需要進行逐步升級，具有更強的可擴展性和靈活性。

• 在調製方式上，QSFP56採用PAM4技術，而QSFP-DD在實現200G速率時通常使用NRZ調製。

• 在通道配置上，QSFP56僅需4個通道即可完成200G數據傳輸，相較於需要8個通道的QSFP-DD，在光纖成本和鏈路損耗方面更具優勢。

• 然而，QSFP-DD具備一系列優點：較低的維護成本、高效能（預FEC誤碼率低至E-8，後FEC誤碼率降至E-12）、功耗低、延遲小，以及易於部署和管理。此外，它可通過拆分方式靈活適應不同速度的傳統規格接口，增強了網絡的可升級性和兼容性，能夠向後兼容包括QSFP56在內的早期QSFP系列光模組，但不兼容QSFP-DD。

• 價格層面，QSFP-DD的價格相對QSFP56高出約15%至30%。儘管初始投資較高，但考慮到長期運維成本，QSFP-DD憑藉更低的能耗和延遲表現，能夠在一定程度上抵消這一投入。另外值得注意的是，若當前網絡設備尚未普遍支持QSFP-DD，選擇QSFP56可能更為經濟實惠，因為提升連接速率時可能面臨高昂的成本壓力。然而，如果預算充足且着眼於未來的網絡擴展和性能優化，QSFP-DD則是更便於後續升級的理想之選。

飛速（FS）200G光模組/AOC/DAC

飛速（FS）所提供的200G光模組、AOC及DAC產品系列，針對新一代的200G InfiniBand和200G以太網應用進行了全面覆蓋，包括但不限於200G QSFP56 SR4、200G QSFP56 FR4、200G QSFP56 LR4、200G QSFP-DD 2SR4等光模組以及200G QSFP56 AOC、200G QSFP-DD AOC、200G QSFP56 DAC與200G QSFP-DD DAC。其中，所有DAC和AOC產品均支持“break-out”應用模式。

200G QSFP56 SR4光模組專為採用OM4多模光纖實現200GBASE以太網而設計，工作在850nm波長，最大傳輸距離可達100米，特別適用於數據中心內部互聯、高性能計算網絡的核心層和分布層應用場景。

200G QSFP56 FR4光模組則專門針對單模光纖環境開發，工作波長範圍在1295nm至1309nm之間，可支持200GBASE以太網長達2公里的傳輸距離，尤其適應於需要高速、遠距離數據傳輸的200G以太網、數據中心及雲網絡環境。

200G QSFP56 LR4光模組被設計用於通過單模光纖進行高達10公里距離的200GBASE以太網傳輸，其適用場景廣泛，包括但不限於200G以太網骨幹網絡、大型數據中心互連以及5G回傳網絡的構建。

200G QSFP-DD 2SR4光模組在多模光纖環境下可以達到最高100米的鏈路長度，主要服務於2×100GBASE-SR4以太網標準下的數據中心內部連接需求，以及交換機與路由器之間的高速互聯。

至於200G AOC和DAC產品，通常應用於接入交換機與服務器之間的直接連接。特別是在基礎級互聯層面，FS提供的分支型DAC和AOC解決方案能夠滿足超越傳統直連DAC和AOC的各種複雜需求。該系列產品涵蓋了從200G拆分至4x50G、200G拆分至8x25G，乃至200G拆分至2X100G的不同速率組合，從而為數據中心提供了更為靈活且適應性強大的互聯方案。