一文解讀100G光模塊發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)及主要類型

隨著信息化時代的到來，全球信息爆炸式增長，據(jù)工信部統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全球大數(shù)據(jù)進(jìn)入加速發(fā)展時期，數(shù)據(jù)總量每年增長50%，這就導(dǎo)致對信息傳輸通道容量的需求也飛速提升。

光通信已成為主流的通信模式，作為重要節(jié)點的光模塊也不停的更新?lián)Q代，從早期的155M、1G、2.5G到10G，再跨越到現(xiàn)在最火熱的40G、100G，以及即將進(jìn)入的200G、400G時代。速率提升的同時，客戶需求提升端口密度，模塊朝著小型化、低功耗方向發(fā)展，模塊封裝類型在不斷變化，在此主要介紹一下100G光模塊的發(fā)展及主要類型。

封裝類型

100G光模塊的主流封裝主要有CXP、CFP、CFP2、CPAK、CFP4、CFP8、QSFP28，隨著近幾年的發(fā)展，CFP系列產(chǎn)品發(fā)貨量逐漸減少，QSFP28封裝以更小的尺寸、更低的功耗已經(jīng)全面勝出，而且剛剛興起的200G、400G封裝也多數(shù)采用QSFP-DD封裝。目前大多數(shù)光模塊公司均有QSFP28封裝的100G系列產(chǎn)品上市。易飛揚的QSFP28產(chǎn)品包括SR4、CWDM4 2km、PSM4、LR4-lite、LR4、ER4等全系列收發(fā)器及AOC。

二、100G模塊標(biāo)準(zhǔn)

光通信行業(yè)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)主要是來自IEEE、ITU以及多源協(xié)議MSA行業(yè)聯(lián)盟等機構(gòu)， 100G模塊有多個標(biāo)準(zhǔn)，如下表所示，客戶根據(jù)不同的應(yīng)用場景可以選用性價比最高的模塊類型。

300m以內(nèi)短距應(yīng)用中多采用多模光纖，VCSEL激光器，500m-40km傳輸多采用單模光纖，DFB或EML激光器，更長距離的傳輸就用到相干模塊；

總的來說，光模塊速率越高、傳輸距離越長、溫度環(huán)境越寬，成本就越高。很多客戶在升級換代產(chǎn)品時也會考慮到已有的光纖系統(tǒng)，希望采用相同接口類型的模塊，以便節(jié)省光纖資源投入。

三、100G主流架構(gòu)與特點

模塊都是基于現(xiàn)有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)去開發(fā)，整個產(chǎn)業(yè)鏈的相關(guān)企業(yè)也是跟隨標(biāo)準(zhǔn)去開發(fā)相應(yīng)產(chǎn)品，不同廠商的設(shè)計方案基本上大同小異，外觀方面都是長的一個模樣（必須符合協(xié)議要求的尺寸、拉環(huán)顏色），能創(chuàng)新的地方更多的是在器件封裝、生產(chǎn)工藝，友商之間拼的就是采購成本、生產(chǎn)良率、產(chǎn)品可靠性。

當(dāng)前市場上100G應(yīng)用的接口技術(shù)主要有以下幾種：

1、100G-SR4光模塊

短距離應(yīng)用占了整個市場的50%以上，大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心的應(yīng)用舉例不超過500m。此方案符合IEEE802.3ba，于2015年正式發(fā)布，采用8芯多模光纖并行傳輸，光纖類型多用OM3、OM4，模塊接口采用12芯MPO（有點小貴），中間4芯不啟用，每個通道支持25G，與40Gbase-SR4接口保持一致，示意圖

該方案特點：接口模型與40GBase-SR4完全一致，采用MTP/MPO光纖連接器對接，原物理光纖鏈路可以保持不動，節(jié)省光纖投入成本，常規(guī)OM3與OM4多模光纖可以傳輸70m、100m的距離。

2、100G-SWDM4

SWDM （Short Wavelength Division Multiplexing）是指短波段波分復(fù)用技術(shù)，類似CWDM4、LWDM4單模方案，通過MUX/DMUX實現(xiàn)合分波，在一芯多模光纖上傳輸4個波段的光信號。四個波段的窗口分別是850nm、880nm、910nm、940nm。

方案特點：光纖接口采用多模雙工LC接口，需要2芯多模光纖，采用WBMMF光纖傳輸距離可傳輸300m，采用常規(guī)OM4光纖，可傳輸100m，節(jié)省了光纖成本。

3、100G-PSM4

該方案遵循PSM4 MSA標(biāo)準(zhǔn)，采用單模光纖并行傳輸，8芯單模光纖，四發(fā)四收，實現(xiàn)4x25G傳輸，模塊接口采用12芯MPO接口，中間4芯光纖不啟用，光纖傳輸模型類似100GBase-SR4，差別在于PSM4采用單模并行光纖，激光器波長為1310nm。

方案特點：使用單模MTP/MPO光纖連接器進(jìn)行對接，采用OS2單模光纖（G.652C、G.652D）可傳輸500m，節(jié)省了MUX/DMUX，降低了對激光器的要求。

4、100G-CWDM4

遵循CWDM4 MSA標(biāo)準(zhǔn)，基于單模粗波分復(fù)用技術(shù)，模塊采用單模激光光源，LC雙工接口，4個波長為1271nm，1291nm，1311nm，1331nm，通過合分波后進(jìn)行傳輸，傳輸距離可滿足2km。

方案特點：對比傳統(tǒng)LR4方案，加大了波長間隔，選用非制冷DML做光源，在2km傳輸應(yīng)用中有一定的價格優(yōu)勢。

四、結(jié)束語

100G模塊市場發(fā)貨已經(jīng)趕上10G的發(fā)貨量，未來幾年內(nèi)需求旺盛，各收發(fā)器廠商都把100G產(chǎn)品作為重點開發(fā)，可以預(yù)見競爭也會越來越激烈，紅海時代即將到來，請各位同仁做好準(zhǔn)備吧。