Clasificación de transceptores ópticos 800G

La producción en masa de transceptores ópticos 800G comenzó este año. Gracias al estallido de tecnologías de IA como ChatGPT, la demanda del mercado de transceptores ópticos 800G ha aumentado aún más. Aquí clasificamos la información de los transceptores ópticos 800G para su referencia.

800G=8*100G=4*200G, por lo tanto, según la tasa de un solo canal, se puede dividir en dos categorías, a saber, 100G y 200G de un solo canal. La arquitectura correspondiente se muestra en la siguiente figura.
Los transceptores ópticos de 100G de un solo canal se pueden implementar rápidamente, mientras que 200G tiene requisitos más altos para los dispositivos ópticos. Dado que la velocidad máxima actual que admite la interfaz eléctrica es de 112 Gbps PAM4, para el caso de un solo canal de 200 G, se requiere caja de cambios para la conversión.

8X100GbE, 2X200GbE

Para el caso de multimodo, existen principalmente dos estándares para transceptores ópticos de 800G, correspondientes al caso donde la distancia de transmisión es menor a 100m.
1) 800GSR8
Utiliza el esquema VCSEL, la longitud de onda es de 850 nm y la tasa de un solo canal es de 100 Gbps PAM4, lo que requiere 16 fibras. Esto puede considerarse como una versión mejorada de 400G SR4, con el número de canales duplicado. Su interfaz óptica es MPO-16 o MPO-2 de 12 filas, como se muestra en la siguiente figura.

MPO-16 o MPO-12 DOS FILAS

2) 800G SR4.2
El esquema adopta longitudes de onda de 850nm/910nm y transmisión bidireccional, utilizando DeMux en el módulo para dividir las dos longitudes de onda. La tasa de un solo canal es de 100 Gbps PAM4, lo que requiere 8 fibras. En comparación con SR8, el número de fibras en esta solución se reduce a la mitad. Su diagrama de bloques se muestra en la siguiente figura:

CDR de 800G PAM4

Su interfaz óptica se muestra en la figura a continuación, utilizando la interfaz MPO-12.

MPO-12 BiDi

Para el caso de modo único, existen varios estándares para transceptores ópticos de 800G,
1) 800G DR8, 800G 2xDR4 y 800G PSM8
La arquitectura interna de estos tres estándares es similar, incluidos 8 Tx y 8 Rx, con una velocidad de un solo canal de 100 Gbps, lo que requiere 16 fibras.

Arquitectura de transceptor 800G-PSM8/DR8 OSFP/QSFP-DD

La distancia de transmisión de PSM8 es de 100 m, y la distancia de transmisión de DR8 y 2*DR4 es de 500 m. La interfaz óptica de 2xDR4 es 2 MPO-12, como se muestra en la figura a continuación, se puede interconectar con módulos ópticos 400G DR4 para facilitar las actualizaciones del centro de datos. La interfaz óptica para PSM8 y DR8 es MPO-16.

Doble MPO-12

2) 800G 2xFR4 y 2xLR4
Las estructuras internas de estos dos estándares son similares, incluidas 4 longitudes de onda, y la tasa de un solo canal es de 100 Gbps. El número de fibras se reduce a través de Mux y se requieren 4 fibras, como se muestra en la siguiente figura.

Doble CDR PAM 400G

Estas dos soluciones son actualizaciones de transceptores ópticos 400G FR4 y LR4, que utilizan longitudes de onda CWDM4 de 1271/1291/1311/1331nm. 2xFR4 admite una distancia de transmisión de 2 km y 2xLR4 admite una distancia de transmisión de 10 km. Su interfaz óptica adopta una interfaz dual CS o dual duplex LC.

Dual CS y Dual Duplex LC

3) 800GFR4
Este esquema utiliza cuatro longitudes de onda y la tasa de un solo canal es de 200 Gbps, lo que requiere dos fibras ópticas para admitir una distancia de transmisión de 2 km, como se muestra en la siguiente figura.

800G PAM4 a 400G PAM4 Caja de cambios ASIC

Utiliza una interfaz óptica LC dúplex, como se muestra en la siguiente figura.

Interfaz óptica LC dúplex

4) 800GFR8
La solución utiliza 8 longitudes de onda, y la tasa de cada longitud de onda es de 100 Gbps, se requieren dos fibras ópticas para soportar una distancia de transmisión de 2 km, como se muestra en la figura a continuación. Los ocho canales de longitud de onda son 1271/1291/1311/1331/1351/1371/1391/1411nm respectivamente.

800GFR8

Tanto QSFP-DD como OSFP pueden admitir 800G, y la comparación entre los dos se muestra en la siguiente figura. Para los transceptores ópticos 800, QSFP-DD ha realizado algunas actualizaciones complementarias, a saber, QSFP-DD800.

QSFP-DD y OSFP

Las principales diferencias entre los dos son:
1) tamaño: OSFP es un poco más grande en tamaño

Comparación de tamaño de QSFP-DD y OSFP

2) consumo de energía: el consumo de energía de OSFP es ligeramente superior al de QSFP-DD.
3) compatibilidad: QSFP-DD es perfectamente compatible con QSFP28 y QSFP+, mientras que OSFP no es compatible.

Modo único actualmente producido en masa Transceptores ópticos 800G adoptar principalmente la solución EML. ¿Puede la solución fotónica de silicio encontrar un lugar en el mercado? Todavía desconocido, depende principalmente del costo y el consumo de energía. Para la solución de 200G de longitud de onda única, EML o niobato de litio de película delgada son dos posibles rutas técnicas.