Тенденции в упаковке оптических модулей 400G

Формы упаковки оптических модулей имеют три общие характеристики: небольшой размер, низкое энергопотребление и совместимость со всеми поставщиками систем. Понимание развития рынка оптических модулей 100G поможет нам понять внедрение технологии 400G. Поставщикам услуг требуются подключаемые оптические модули для работы на больших расстояниях и специализированные технологии, такие как когерентное обнаружение. Команде центра обработки данных требовалось маломощное и недорогое решение для приложений на небольших расстояниях (до 2 км). Форм-фактор CFP — это первый подключаемый трансивер 100G, поддерживающий приложения ближнего и дальнего действия, но он очень большой и потребляет большую мощность (12 Вт). По мере того, как технологии и компоненты улучшались по размеру и энергопотреблению, на рынке были представлены меньшие по размеру CFP2 и CFP4. Несмотря на постоянный технологический прогресс, в настоящее время встроенные когерентные технологии 100G и 200G по-прежнему доступны только в форм-факторах CFP и CFP2. В то же время огромный спрос на дополнительную пропускную способность в гипермасштабируемых центрах обработки данных привел к использованию форм-фактора QSFP28 для различных приложений ближнего радиуса действия (DAC, PSM4, CWDM4 и SR4). QSFP28 широко распространен, имеет меньший форм-фактор и более низкое энергопотребление, чем CFP.

четыре вида Оптический модульконтраст

Понимание проблем, стоящих за внедрением 100G, важно для прогнозирования того, как будет принята 400G.

l Кому нужны подключаемые оптические модули 400G?

l Для какого применения?

l Насколько зрела технология?

l Существует ли совместимость с предыдущими форм-факторами?

Следуя той же логике, что и 100G, 400G является приоритетом для крупных центров обработки данных, в то время как более мелкие поставщики услуг предпочитают 400G. Для передачи 400G требуется модуляция PAM4, что усложняет покрытие. Первоначальное покрытие оптического модуля 400G будет ограничено несколькими километрами. Более длинный охват потребует когерентного обнаружения и поддерживающих его технологий, включая усиление и компенсацию дисперсии. Как и 100G, 400G получит аналогичное распространение в зависимости от предполагаемых приложений. Скорее всего, будет один форм-фактор, предназначенный для центров обработки данных, и другой форм-фактор для приложений с большей досягаемостью. На ранних стадиях разработки технологии 400G избегались «средние» форм-факторы (т. е. CFP2, CFP4), после чего последовало внедрение 100G. 400G будет представлен в двух форм-факторах: один для сетей доступа и один для центров обработки данных.

l QSFP56-DD (также называемый QSFP-DD, что означает двойную плотность QSFP)

l OSFP (представляет собой восьмиканальный SFP)

QSFP56 и OSFP

Оба форм-фактора имеют 8 линий 50G PAM4 на электрической стороне, а оптическая сторона может представлять собой либо 8 лазеров 50G PAM4, либо 4 лазера 100G PAM4. В конструкцию с четырьмя лазерами мы добавили «редуктор» для электрического преобразования 8x 50G PAM4 в 4x 100G PAM4. QSFP56-DD определяется QSFP-DD MSA Alliance (www.qsfp-dd.com), а OSFP определяется OSFP MSA Group (www.osfpmsa.org). Эти два форм-фактора похожи, но имеют три основных различия:

l OSFPпозволятьизвласть(< 15W*) Чем QSFP-DD (<12W*)больше。OSFPпозволятьранний последователь,Потому что проще выпустить технологию, рассчитанную на 15Вт, а не на 12Вт.

l Порт QSFP-DD обратно совместим с QSFP+ (40G), QSFP28 (100G) и QSFP56 (200G). Для порта OSFP требуется модуль преобразователя QSFP в OSFP.

l OSFP интегрирует рассеивание тепла непосредственно в форм-фактор, а QSFP-DD этого не делает.

И QSFP-DD, и OSFP предназначены для приложений постоянного тока, включая ЦАП, AOC и оптоволоконные соединения на расстоянии до 2 км. Разрабатываются другие варианты для поддержки межсоединений центров обработки данных (DCI) на больших расстояниях и других технологий, таких как DWDM.

Форм-фактор CFP8, определенный CFP MSA (www.cfp-msa.org), полностью отличается от QSFP-DD и OSFP. Позволяет потреблять мощность до 24 Вт. Электрически он имеет 16 линий 25G NRZ (вместо 8x 50G PAM4 в QSFP-DD и OSFP). Обеспечивает интерфейс управления MDIO (вместо I2C в QSFP-DD и OSFP). Благодаря большой занимаемой площади и высокому энергопотреблению (до 24 Вт). CFP8 подходит для передачи данных. Первоначальная версия (CFP8 400GBASE-LR8) будет поддерживать расстояние до 10 км с использованием 16 электрических линий 25G NRZ, преобразованных в 8 линий 50G PAM4.

Другие варианты, использующие технологию когерентного обнаружения, будут поддерживать дальность передачи до 80 км. Помимо передачи на большие расстояния, CFP8 также открывает двери для 800G. 800G достигается за счет объединения DSP модуляции PAM4 со скоростью 50 Гбит/с, когерентного обнаружения и мультиплексирования лазеров в 16 электрических линий CFP8. Очевидно, что эта технология все еще далека от досягаемости. Наступила эра 400G. Понимание технических приложений поможет нам лучше понять применение технологии оптических модулей.

QSFP56、ОСФП и CFP8