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400G光模块市场前景【睿海光电】

       随着5G、云计算云储存等大数据技术的飞速发展,促使数据中心从100G向更高速率、更大带宽、更低延时发展,400G以太网成为数据中心的必然趋势,作为数据中心400G光模块的解决方案,目前两大主流的封装形式是OSFP和QSFP-DD。OSFP和QSFP-DD同样在电接口上提供了8个传输通道,支持25GBaud波特率的PAM4信号(50Gb/s),因此可以实现8x50Gb/s=400Gb/s的信号传输。

400G光模块简介:

1、CFP8光模块
      CFP8是对CFP4的扩展,通道数增加为8通道,尺寸也相应增大,为401029.5 mm^3。用16个25G的并行信号要以快速完成400G产品的上市和应用工作。但是成本较高,需要用到16个25G的激光器,或者使用PLC分路器降低激光器数量,但分路器的LOSS太高,直接导致激光器的发射功率比较大,从而成本也会高涨。功耗也较高,面板接口密度太低,尺寸较大。

2、OSFP光模块
      OSFP的英文全称是Octal Small Formfactor Pluggable,Octal指的是8,八进制的意思,也就意味着直接用56G的电信号,856GbE,但56GbE的信号由25G的DML激光器在PAM4的调制下形成。该标准为新的接口标准,与现有的光电接口不兼容。其结构示意图如下,OSFP自带散热器,其尺寸为100.422.5813 mm^3,比CFP8小很多,功耗也相对较低,最大只有15W,但比QSFP-DD的尺寸略大,因而需要更大面积的PCB,需要重新PCB以及Hosting cage、1RU前面板的机械结构。


3、QSFP-DD光模块
      QSFP-DD中Q指的是“Quad”,4路的意思,每一个QSFP56则是456Gbe,形成200G信号;DD指的是“Double Density”,是有两个QSFP56并行,2200G产生400Gbe信号,全称是Quad Small Form Factor Pluggable-Double Density,该方案是对QSFP的拓展,将原先的4通道接口增加一行,变为8通道。尺寸比OSFP更小,能兼容现有的40GbE QSFP以及100GbE QSFP28接口,原先的QSFP28模块仍可以使用,只需再插入一个模块即可,做到平滑升级。

4、COBO光模块
      COBO是“consortium for on board optics”的简称,直接反光模块放置在PCB板中,不再受限于前面板接口密度的限制,同时散热问题可以复用PCB板间强大的散热器得以大大缓解。此模块尺寸小,且尺寸不宜进一步降低的空间,但是由于不是热插拔,一旦某个模块出现故障,需要反整板业务停掉,取出板卡后才能进行,非常不方便。

        OSFP的尺寸比QSFP-DD稍微宽一些,也更长一些,因此占用了交换机更多的PCB表面面积。在交换机每1U面板上OSFP可布置32个端口,而QSFP-DD的则可以布置36个端口。因此从交换机带宽能力上讲,选用QSFP-DD可以多出4个端口。而且QSFP-DD还有与QSFP和QSFP28的向后兼容性。从这两点上来看,QSFP-DD的未来似乎更加光明。然而更小尺寸的QSFP-DD封装形式,对于模块的设计要求更高,这就对模块内部的器件封装,模块的性能,功耗,良率都提出了更高的要求,从而可能会导致模块成本的升高。目前不同的客户群体对两种封装的模块均有需求,还难以看出哪种封装更具有绝对性的优势。但从尺寸、功耗和成本这三方面来看,QSFP-DD和COBO在未来数据中心400G的应用更具有前景。


       目前100G的影响力呈稳步增长趋势,在数据中心的应用也越发广泛,相对于100G而言,400G具备更高速率、密度和经济性,满足日后数据中心的发展需求。

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