Klassifizierung optischer 800G-Transceiver

Die Massenproduktion optischer 800G-Transceiver begann in diesem Jahr. Dank des Aufkommens von KI-Technologien wie ChatGPT ist die Marktnachfrage nach optischen 800G-Transceivern weiter gestiegen. Hier sortieren wir die Informationen zu optischen 800G-Transceivern als Referenz.

800G = 8 * 100G = 4 * 200G, daher kann es entsprechend der Einkanalrate in zwei Kategorien unterteilt werden, nämlich Einkanal 100G und 200G. Die entsprechende Architektur ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Einkanalige optische 100G-Transceiver können schnell implementiert werden, während 200G höhere Anforderungen an optische Geräte stellt. Da die aktuelle maximale von der elektrischen Schnittstelle unterstützte Rate 112 Gbit/s PAM4 beträgt, ist für den Fall eines einzelnen Kanals von 200 G ein Getriebe zur Konvertierung erforderlich.

8X100GbE, 2X200GbE

Für den Multimode-Fall gibt es hauptsächlich zwei Standards für optische 800G-Transceiver, die dem Fall entsprechen, dass die Übertragungsentfernung weniger als 100 m beträgt.
1) 800G SR8
Es verwendet das VCSEL-Schema, die Wellenlänge beträgt 850 nm und die Einzelkanalrate beträgt 100 Gbit/s PAM4, was 16 Fasern erfordert. Dies kann als aktualisierte Version von 400G SR4 betrachtet werden, wobei die Anzahl der Kanäle verdoppelt wurde. Seine optische Schnittstelle ist MPO-16 oder 2-reihiges MPO-12, wie in der Abbildung unten dargestellt.

MPO-16 oder MPO-12 ZWEI REIHIG

2) 800G SR4.2
Das Schema verwendet Wellenlängen von 850 nm/910 nm und eine bidirektionale Übertragung, wobei DeMux im Modul verwendet wird, um die beiden Wellenlängen aufzuteilen. Die Einzelkanalrate beträgt 100 Gbit/s PAM4, was 8 Fasern erfordert. Im Vergleich zu SR8 ist die Anzahl der Fasern bei dieser Lösung um die Hälfte reduziert. Das Blockdiagramm ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

800G PAM4 CDR

Die optische Schnittstelle ist in der folgenden Abbildung dargestellt und verwendet die MPO-12-Schnittstelle.

MPO-12 BiDi

Für den Singlemode-Fall gibt es verschiedene Standards für optische 800G-Transceiver.
1) 800G DR8, 800G 2xDR4 und 800G PSM8
Die interne Architektur dieser drei Standards ist ähnlich, einschließlich 8 Tx und 8 Rx, mit einer Einzelkanalrate von 100 Gbit/s, was 16 Fasern erfordert.

800G-PSM8/DR8-Transceiver-Architektur OSFP/QSFP-DD

Die Übertragungsentfernung von PSM8 beträgt 100 m und die Übertragungsentfernung von DR8 und 2*DR4 beträgt 500 m. Die optische Schnittstelle von 2xDR4 ist 2 MPO-12, wie in der Abbildung unten gezeigt. Sie kann mit optischen 400G-DR4-Modulen verbunden werden, um Rechenzentrums-Upgrades zu erleichtern. Die optische Schnittstelle für PSM8 und DR8 ist MPO-16.

Dual-MPO-12

2) 800G 2xFR4 und 2xLR4
Die internen Strukturen dieser beiden Standards sind ähnlich, einschließlich 4 Wellenlängen, und die Einzelkanalrate beträgt 100 Gbit/s. Die Anzahl der Fasern wird durch Mux reduziert und es sind 4 Fasern erforderlich, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.

Dual 400G PAM CDR

Bei diesen beiden Lösungen handelt es sich um Upgrades auf optische 400G FR4- und LR4-Transceiver mit CWDM4-Wellenlängen von 1271/1291/1311/1331 nm. 2xFR4 unterstützt eine Übertragungsentfernung von 2 km und 2xLR4 unterstützt eine Übertragungsentfernung von 10 km. Seine optische Schnittstelle verwendet eine Dual-CS- oder Dual-Duplex-LC-Schnittstelle.

Dual CS und Dual Duplex LC

3) 800GFR4
Dieses Schema verwendet vier Wellenlängen und die Einzelkanalrate beträgt 200 Gbit/s, was zwei Glasfasern erfordert, um eine Übertragungsentfernung von 2 km zu unterstützen, wie in der Abbildung unten dargestellt.

800G PAM4 bis 400G PAM4 Getriebe-ASIC

Es verwendet eine optische Duplex-LC-Schnittstelle, wie in der Abbildung unten dargestellt.

Optische Duplex-LC-Schnittstelle

4) 800G FR8
Die Lösung verwendet 8 Wellenlängen und die Rate jeder Wellenlänge beträgt 100 Gbit/s. Zur Unterstützung einer Übertragungsentfernung von 2 km sind zwei Glasfasern erforderlich, wie in der Abbildung unten dargestellt. Die acht Wellenlängenkanäle sind jeweils 1271/1291/1311/1331/1351/1371/1391/1411 nm.

800GFR8

Sowohl QSFP-DD als auch OSFP können 800G unterstützen, und der Vergleich zwischen den beiden ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Für 800 optische Transceiver hat QSFP-DD einige ergänzende Updates vorgenommen, nämlich QSFP-DD800.

QSFP-DD und OSFP

Die Hauptunterschiede zwischen den beiden sind:
1) Größe: OSFP ist etwas größer

Größenvergleich von QSFP-DD und OSFP

2) Stromverbrauch: Der Stromverbrauch von OSFP ist etwas höher als der von QSFP-DD.
3) Kompatibilität: QSFP-DD ist perfekt kompatibel mit QSFP28 und QSFP+, während OSFP nicht kompatibel ist.

Derzeit in Massenproduktion hergestellter Singlemode Optische 800G-Transceiver Ich verwende hauptsächlich die EML-Lösung. Kann die Silizium-Photonik-Lösung einen Platz auf dem Markt finden? Noch unbekannt, hängt es hauptsächlich von den Kosten und dem Stromverbrauch ab. Für die Einzelwellenlängen-200G-Lösung sind EML oder Dünnschicht-Lithiumniobat zwei mögliche technische Wege.