Transceptores ópticos 400G: introdução detalhada de tipos e aplicações

 

Os transceptores ópticos 400G nascem para se adaptar ao mercado de rede de 25G, 40G a 100G, 200G, 400G e até 1T. Os transceptores ópticos 400G desempenham um papel importante na construção do sistema de rede 400G. Em termos de comprimento de onda ótico, os transceptores óticos 400G podem ser divididos em multimodo (MM) e modo único (SM); Em termos de modo de modulação de sinal, eles são divididos em modulação NRZ e PAM4 (principalmente PAM4 no momento); Em termos de distância de transmissão, podem ser divididos em SR, DR, FR e LR; Em termos de fator de forma, eles podem ser divididos em OSFP, QSFP-DD, CFP8, CWDM8, CDFP, COBO.

 

1. Quais são os fatores de forma dos transceptores ópticos 400G?

 

• OSFP(Forma Octal Pequena-fator plugável)

O módulo 400G OSFP é aplicado a um novo padrão de interface, que é incompatível com a interface fotoelétrica existente. Com dimensões de 100.4 * 22.58 * 13 ^ 3 mm, é ligeiramente maior do que o QSFP-DD e requer uma área de PCB maior. O transceptor OSFP é um novo fator de forma conectável com oito pistas elétricas de alta velocidade que suporta 400 Gbps (8x50G). O OSFP possui um dissipador de calor integrado que melhora muito o desempenho térmico e habilita módulos com até 15W de potência em um gabinete de switch com fluxo de ar convencional. 

 

 

• QSFP-DD （Quad Small Form Factor Pluggable Double Density）

O transceptor óptico 400G QSFP-DD é uma extensão da interface QSFP, dobrando a interface original de 4 canais para 8 canais, ou seja, a chamada densidade dupla. O módulo é compatível com o módulo ótico QSFP28 existente e QSFP28 AOC / DAC, o que é uma de suas principais vantagens. A interface elétrica do QSFP-DD adota 8 canais, e a taxa de cada canal é de até 25Gb / s (modulação NRZ) ou 50Gb / s (modulação PAM4), fornecendo soluções de até 200G ou 400G. A largura de banda do QSFP-DD pode ser até dez vezes maior do que QSFP + ou quatro vezes maior do que QSFP28. Os fatores de forma do módulo óptico 400G QSFP-DD incluem principalmente 400G DR4, 400G FR4, 400G LR4 e 400G SR8. Entre eles, o 400GSR8 O transceptor atende ao padrão IEEE 802.3 cm e aos requisitos de links de transmissão de 70m OM3 e 100m OM4 / OM5, usa conectores MPO multimodo de 16 núcleos, com 8 transmissores e 8 receptores e carrega sinal de 50 Gbps quando cada canal é modulado por PAM4. Enquanto isso, 400G SR8 tem vantagem de preço usando o laser VCSEL.

Comparado com 400G OSFP, 400G QSFP-DD tem metade do tamanho e atualmente suporta apenas até 400 Gb / s, mas OSFP pode suportar até 800 Gb / s. O QSFP-DD é principalmente para as redes 400G atuais que serão implantadas em grande escala, enquanto o OSFP é mais provável para as futuras redes 800G. Portanto, combinado com o status atual, QSFP-DD é mais adequado para rede 400G.

 

 

• CFP8

O CFP8 é uma extensão do CFP4, que aumenta o número de canais para 8 e o tamanho para 40 * 102 * 9.5 ^ 3 mm. a solução é mais cara e requer o uso de dezesseis peças de lasers 25G. o CFP8 é mais de 3 vezes o tamanho do QSFP-DD. Como a série CFP de módulos ópticos é usada principalmente para aplicações de nível de operadora onde os requisitos de densidade de porta não são tão altos quanto em data centers, o CFP8 suporta apenas 400Gb / s (16x25G ou 8x50G). Enquanto o QSFP-DD suporta 200Gb / s (8x25G) e 400Gb / s (8x50G), que é mais adequado para cabeamento de curta distância em data centers.

 

 

• CWDM8

O módulo 400G CWDM8 é uma extensão do padrão CWDM4 com uma taxa de 50G por comprimento de onda. Tem quatro comprimentos de onda centrais, nomeadamente 1351/1371/1391/1411 nm. Sua faixa de comprimento de onda se torna mais ampla, os requisitos para MUX / DeMux são maiores, o número de lasers é dobrado e a potência máxima de entrada é de 8.5dBm.

 

 

• CDFP

O padrão 400G CDFP nasceu antes e até agora a terceira versão da especificação foi lançada. É o primeiro módulo de tamanho 16x25G = 400G maior. Ele usa 16 canais com uma taxa de canal único de 25G. Devido ao grande número de canais, o tamanho também é relativamente grande.

 

 

• COBO(Consortium para On B Oóptica)

COBO significa que todos os componentes ópticos são colocados no PCB. As principais vantagens deste módulo são boa dissipação de calor e tamanho reduzido. No entanto, como a troca a quente não é suportada, será difícil reparar quando uma peça falhar.

 

Entre os acima Transceptor óptico 400G formulários de empacotamento, QSFP-DD e OSFP são os mais convencionais.

 

 

2. o que,É a diferença dos transceptores ópticos 400G e 10G / 25G / 40G / 100G / 200G?

 

Em comparação com os módulos ópticos 10G, 25G, 40G, 100G, a chegada dos módulos ópticos 400G trará a comunicação óptica para uma nova era. A comunicação óptica está mudando de uma detecção coerente de portadora única em módulos óticos de baixo custo para aplicações de multiplexação de polarização com múltiplas portadoras. Integração fotônica e integração eletrônica, a tecnologia ADC / DSP será a chave para a comercialização do sistema de comunicação óptica 400G. Com a necessidade urgente de padronização Ethernet, a demanda por paralelização óptica facilitará muito o desenvolvimento da tecnologia de integração fotônica. Embora apenas um chip óptico seja usado em módulos ópticos 400G, o custo é alto: em módulos ópticos 10G / 25G, o custo do chip óptico é de cerca de 30%; em módulos ópticos 40G / 100G, o custo do chip óptico é de cerca de 50%; e em módulos ópticos 400G, o custo do chip óptico chega a 70%. Embora os módulos ópticos 10G, 25G, 40G e até 100G tenham se tornado os principais do mercado, mas com os crescentes requisitos de largura de banda, densidade de porta e consumo de energia do sistema, os módulos ópticos 400G levarão a tecnologia a um nível mais alto de desenvolvimento.

Em comparação com os módulos ópticos 200G, o fator de forma mais comum dos módulos ópticos 400G é 400G QSFP-DD, enquanto os módulos ópticos 200G também estão disponíveis nas formas QSFP-DD, mas o mais comum é o QSFP200 56G. Uma vez que os OEMs (fabricantes de equipamento original) e os fornecedores de módulos de terceiros estão agora desenvolvendo e produzindo vigorosamente módulos ópticos 200G para competir em mercados emergentes, tornando os módulos ópticos 200G mais baratos para comprar. Portanto, um data center com um orçamento apertado pode adiar a atualização mais cara de 400G para uma data posterior e escolher a opção intermediária de 200G.

 

3. Resumo

 

A principal função dos transceptores ópticos 400G é aumentar a taxa de transferência de dados e maximizar a largura de banda e a densidade da porta em data centers. A demanda por largura de banda em mega data centers está crescendo e, no futuro, os módulos ópticos 400G serão a melhor escolha para melhorar o desempenho do sistema e reduzir os custos de largura de banda. Além disso, o surgimento de redes 5G será outro fator positivo para promover o valor de mercado dos transceptores ópticos 400G.