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200G 光模块小结

2021-11-13 06:04:07 深圳市海誉光通讯技术有限公司. 阅读

200G光模块有两种技术方向:

  1. 采用QSFP-DD封装的经济型8x25G NRZ

  2. 采用QSFP56封装的4x50G PAM4

    200G NRZ光模块

    在200G-NRZ光模块中,常见的有200G-SR8、200G-PSM8和200G-LR8。

    相比PAM4技术,200G(8X25G NRZ)具备低功耗、低延时、易部署等优势。


    低功耗:利用现有的25G NRZ光学元件与基于PAM4 DSP CDR技术的光模块相比,功耗会低2-3W。在这种情况下,每个200G光模块节省2-3W的功耗,对于优化数据中心的OPEX和冷却效率非常有利;


    低延时:在某些对延时有苛刻要求的特殊应用场景下,例如“高频交易”网络场景下拥有出色的表现。


    易部署:25G NRZ光电芯片和光器件技术产业链成熟,相关的200G端口的交换机和200G光模块产品开发相对容易,快速实现商业化部署。

    基于以上优势,200G NRZ可以实现数据中心内部低成本光互连。

    200G QSFP-DD SR8

    200G QSFP-DD SR8是多模并行的产品

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    200G QSFP-DD SR8采用8通道的850nm VCSEL阵列,符合100GBASE-SR4协议标准。

    200G QSFP-DD PSM8

    200G QSFP-DD PSM8是单模并行技术的高速率产物。相对于波分复用技术,在中长距离传输中,PSM技术更具成本优势。

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    200G QSFP-DD LR8

    200G QSFP-DD LR8光模块基于8路LAN-WDM波分光学设计,实现了在传输距离20km上1E-12零误码率指标。

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    200G NRZ光模块小结:

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    200G PAM4光模块

    200G-PAM4光模块采用QSFP56封装,主要有200G QSFP56 SR4/DR4/FR4/LR4/ER4。

    200G QSFP56封装选用PAM4调制技术,因为200G QSFP56应用单通道56G速率要求,但是56G信号的通道损耗和反射引入代价太大,同时对通道串扰的容忍性极大降低,目前的NRZ技术很难突破单路56G传输速率。

    而PAM4技术克服了56G速率下传统NRZ调制的疲软能力,在不增加带宽的情况下将比特率速率翻倍,因此传输通道对其造成的损耗大大减小


    PAM4技术


    PAM4属于高阶调制技术的一种,可认为是利用电领域技术加速光技术发展的一个有效方法。

    PAM4因其采用4个不同的信号电平进行信号传输,而NRZ所采用的高、低两种信号电平表示数字逻辑。PAM4每个时钟周期可以传输2bit的逻辑信息,所以是NRZ每个时钟周期的两倍。

    因此,在相同的波特率条件下,PAM4吐吞量是NRZ的两倍。

    PAM4相比传统的NRZ信号,从2阶变为4阶,眼图从单眼变成3眼。在承载bit效率方面提升了1倍.

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    200GE QSFP56 SR4


    虽然200G QSFP56 AOC可以实现100m传输距离,但是AOC由于两边带模块,不适于跨机柜布线,因此一般用于距离小于30米的互连场景。在30m-100m应用场景中则多选用100G QSFP28 SR4光模块。

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    200GE QSFP56 DR4

    对于500m内传输来讲,该产品用于数据中心200GBASE-DR4以太网链路中。在系统开启FEC的前提下,可以对单模光纤实现500m以内的212.5Gbps数据互连。同时符合QSFP56 MSA和IEEE 802.3bs 200GBASE-DR4以太网标准。

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    200GE QSFP56 FR4

    200G QSFP56 FR4使用了非制冷型EML CWDM发射器,利用波分复用技术复用成一路光数据流,其接收端其接收端采用光波分复用器进行解复用成四路光数据流;通过双芯单模光纤(SMF)传输距离最高可达2km,可以有效降低客户的光纤布线成本。还有增强型200GE QSFP56 eFR4使用制冷型EML CWDM发射器,可以使传输距离达到10km。

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    200GE QSFP56 LR4

    200G QSFP56 LR4是远距离DCI互连中最常见的200G光模块。光模块采用了带制冷型 LAN WDM EML激光器,可通过一对单模光纤实现10km或者20km的212.5Gbps数据互连。

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    200GE QSFP56 ER4

    在超长距离传输中,通常选用200GE QSFP56 ER4光模块。在开启FEC的情况下,可实现最大40km的传输距离。同时IEEE 802.3cn协议对单模光纤上现有的200 Gb/s物理介质相关子层进行TDECQ(PAM4的发射器和色散眼闭合)相关进行更改,使其传输更加稳定。

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    200G PAM4光模块小结:

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    200G光模块类型总结如下:

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