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带你了解100G光模块的发展和主要类型

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发表于 2018-7-20 14:47:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
随着信息化时代的到来,全球信息爆炸式增长,据工信部统计数据,全球大数据进入加速发展时期,数据总量每年增长50%,这就导致对信息传输通道容量的需求也飞速提升。
光通信已成为主流的通信模式,作为重要节点的光模块也不停的更新换代,从早期的155M1G2.5G10G,再跨越到现在最火热的40G100G,以及即将进入的200G400G时代。速率提升的同时,客户需求提升端口密度,模块朝着小型化、低功耗方向发展,模块封装类型在不断变化,在此主要介绍一下100G光模块的发展及主要类型。
封装类型
100G光模块的主流封装主要有CXPCFPCFP2CPAKCFP4CFP8QSFP28,随着近几年的发展,CFP系列产品发货量逐渐减少,QSFP28封装以更小的尺寸、更低的功耗已经全面胜出,而且刚刚兴起的200G400G封装也多数采用QSFP-DD封装。目前大多数光模块公司均有QSFP28封装的100G系列产品上市。易飞扬的QSFP28产品包括SR4CWDM4 2kmPSM4LR4-liteLR4ER4等全系列收发器及AOC
二、100G模块标准
光通信行业相关的标准主要是来自IEEEITU以及多源协议MSA行业联盟等机构, 100G模块有多个标准,如下表所示,客户根据不同的应用场景可以选用性价比最高的模块类型。
300m以内短距应用中多采用多模光纤,VCSEL激光器,500m-40km传输多采用单模光纤,DFBEML激光器,更长距离的传输就用到相干模块;
总的来说,光模块速率越高、传输距离越长、温度环境越宽,成本就越高。很多客户在升级换代产品时也会考虑到已有的光纤系统,希望采用相同接口类型的模块,以便节省光纤资源投入。
三、100G主流架构与特点
模块都是基于现有的技术标准去开发,整个产业链的相关企业也是跟随标准去开发相应产品,不同厂商的设计方案基本上大同小异,外观方面都是长的一个模样(必须符合协议要求的尺寸、拉环颜色),能创新的地方更多的是在器件封装、生产工艺,友商之间拼的就是采购成本、生产良率、产品可靠性。
当前市场上100G应用的接口技术主要有以下几种:
1100G-SR4光模块
短距离应用占了整个市场的50%以上,大部分数据中心的应用举例不超过500m。此方案符合IEEE802.3ba,于2015年正式发布,采用8芯多模光纤并行传输,光纤类型多用OM3OM4,模块接口采用12MPO(有点小贵),中间4芯不启用,每个通道支持25G,与40Gbase-SR4接口保持一致,示意图
该方案特点:接口模型与40GBase-SR4完全一致,采用MTP/MPO光纤连接器对接,原物理光纤链路可以保持不动,节省光纤投入成本,常规OM3OM4多模光纤可以传输70m100m的距离。
2100G-SWDM4
SWDM (Short Wavelength Division Multiplexing)是指短波段波分复用技术,类似CWDM4LWDM4单模方案,通过MUX/DMUX实现合分波,在一芯多模光纤上传输4个波段的光信号。四个波段的窗口分别是850nm880nm910nm940nm
方案特点:光纤接口采用多模双工LC接口,需要2芯多模光纤,采用WBMMF光纤传输距离可传输300m,采用常规OM4光纤,可传输100m,节省了光纤成本。
3100G-PSM4
该方案遵循PSM4 MSA标准,采用单模光纤并行传输,8芯单模光纤,四发四收,实现4x25G传输,模块接口采用12MPO接口,中间4芯光纤不启用,光纤传输模型类似100GBase-SR4,差别在于PSM4采用单模并行光纤,激光器波长为1310nm
方案特点:使用单模MTP/MPO光纤连接器进行对接,采用OS2单模光纤(G.652CG.652D)可传输500m,节省了MUX/DMUX,降低了对激光器的要求。
4100G-CWDM4
遵循CWDM4 MSA标准,基于单模粗波分复用技术,模块采用单模激光光源,LC双工接口,4个波长为1271nm,1291nm,1311nm,1331nm,通过合分波后进行传输,传输距离可满足2km
方案特点:对比传统LR4方案,加大了波长间隔,选用非制冷DML做光源,在2km传输应用中有一定的价格优势。
四、结束语
100G模块市场发货已经赶上10G的发货量,未来几年内需求旺盛,各收发器厂商都把100G产品作为重点开发,可以预见竞争也会越来越激烈,红海时代即将到来,请各位同仁做好准备吧。
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