400G光模塊封裝的趨勢

光模塊封裝形式具有三個共同特點：外形小巧、功耗低、可與所有系統(tǒng)供應商互操作。了解100G光模塊市場的發(fā)展將有助于我們理解400G技術(shù)的引入。服務提供商需要可插拔光模塊來實現(xiàn)長距離和專用技術(shù)，例如相干檢測。數(shù)據(jù)中心團隊需要一種低功耗、低成本的短距離（最長2KM）應用解決方案。CFP外形是第一款100G可插拔收發(fā)器，支持短距離和長距離應用，但體積非常大，功耗很高（12W）。隨著技術(shù)和組件在尺寸和功耗方面的改進，較小的CFP2和CFP4被引入市場。盡管技術(shù)不斷進步，但目前100G和200G的嵌入式相干技術(shù)仍然只能在CFP和CFP2外形尺寸上使用。與此同時，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心對額外帶寬容量的需求巨大，推動了QSFP28外形尺寸用于各種短距離應用（DAC、PSM4、CWDM4和SR4）。QSFP28得到了廣泛采用，并且比CFP外形尺寸更小，功耗更低。

四種光模塊對比

了解100G應用背后的問題對于預測400G將如何被采用非常重要。

l 誰需要400G可插拔光模塊？

l 用于哪種應用？

l 技術(shù)成熟度如何？

l 與以前的外形尺寸有互操作性嗎？

按照與100G相同的邏輯，400G是大型數(shù)據(jù)中心的優(yōu)先選擇，而規(guī)模較小的服務提供商則優(yōu)先選擇400G。400G需要PAM4調(diào)制進行傳輸，這使得覆蓋范圍更具挑戰(zhàn)性。最初的 400G光模塊覆蓋范圍將僅限于幾公里。更長的覆蓋范圍將需要相干檢測及其支持技術(shù)，包括放大和色散補償。與100G一樣，400G將根據(jù)預期應用獲得類似的采用。最有可能的是數(shù)據(jù)中心專用的外形尺寸和更長距離應用的另一種外形尺寸。早期的400G技術(shù)開發(fā)避免了 100G采用所遵循的“中間”外形尺寸（即 CFP2、CFP4）。400G 將以兩種外形尺寸引入，分別用于接入網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)中心。

l QSFP56-DD（也稱為QSFP-DD，代表QSFP雙密度）

l OSFP（代表八路SFP）

QSFP56和OSFP

兩種外形尺寸都在電氣側(cè)運行8x 50G PAM4通道，而光學側(cè)可以是8個50G PAM4激光器或4個100G PAM4激光器。在四激光器設計中，我們添加了一個“變速箱”，將8x 50G PAM4電氣轉(zhuǎn)換為4x 100G PAM4。QSFP56-DD由 QSFP-DD MSA聯(lián)盟 (www.qsfp-dd.com) 定義，而OSFP由OSFP MSA組 (www.osfpmsa.org) 定義。這兩種外形尺寸相似，但有三個主要區(qū)別：

l OSFP允許的功率(< 15W*) 比QSFP-DD (<12W*)更大。OSFP允許早期采用，因為發(fā)布針對15W而非12W而設計的技術(shù)更容易。

l QSFP-DD端口向后兼容QSFP+ (40G)、QSFP28 (100G)和QSFP56 (200G)。OSFP端口需要QSFP到OSFP轉(zhuǎn)換器模塊。

l OSFP將散熱直接集成到外形尺寸中，而QSFP-DD沒有。

QSFP-DD和OSFP均設計用于DC內(nèi)應用，包括DAC、AOC和長達2km的光纖連接。其他變體正在開發(fā)中，以支持具有更長距離的數(shù)據(jù)中心互連 (DCI) 和其他技術(shù)，如DWDM。

CFP MSA (www.cfp-msa.org)定義的CFP8外形尺寸與QSFP-DD和OSFP截然不同。允許高達24W的功耗。它在電氣方面有16x通道25G NRZ（而不是QSFP-DD和OSFP 的 8x 50G PAM4）提供MDIO管理接口（而不是 QSFP-DD和OSFP的I2C）由于其占用空間大且功耗高（高達24W），CFP8適用于傳輸應用。初始版本（CFP8 400GBASE-LR8）將支持高達10km，使用 16x電氣通道25G NRZ，轉(zhuǎn)換為8x通道50G PAM4。

使用相干檢測技術(shù)的其他變體將支持高達80KM的傳輸距離。除了傳輸更長的距離外，CFP8還為800G敞開了大門。通過結(jié)合50Gbps PAM4調(diào)制DSP、相干檢測和將激光復用到CFP8的16x電氣通道，可以實現(xiàn)800G。顯然，這項技術(shù)還遙不可及。400G時代已經(jīng)到來。了解技術(shù)應用將有助于我們更好地了解光模塊技術(shù)的應用。

QSFP56、OSFP和CFP8