400G光トランシーバー：タイプとアプリケーションの詳細な紹介

 

400G 光トランシーバーは、25G、40G から 100G、200G、400G、さらには 1T のネットワーク市場に適応するために生まれました。 400G光トランシーバは400Gネットワ​​ークシステムの構築において重要な役割を果たします。 光波長の観点から、400G 光トランシーバはマルチモード (MM) とシングルモード (SM) に分けることができます。 信号の変調方式に関しては、NRZ 変調と PAM4 変調 (現在は主に PAM4) に分けられます。 伝送距離の観点から、SR、DR、FR、LR に分類できます。 フォームファクターの観点からは、OSFP、QSFP-DD、CFP8、CWDM8、CDFP、COBO に分類できます。

 

1. 400G 光トランシーバーのフォームファクターは何ですか?

 

• OSFP(XNUMX 進小形–因子 プラグイン可能)

400G OSFP モジュールは、既存の光電インターフェースとは互換性のない新しいインターフェース規格に適用されます。 寸法は 100.4 * 22.58 * 13^3 mm で、QSFP-DD よりわずかに大きく、より大きな PCB 面積が必要です。 OSFP トランシーバーは、400 Gbps (8x50G) をサポートする 15 つの高速電気レーンを備えた新しいプラグイン可能なフォーム ファクターです。 OSFP にはヒートシンクが統合されており、熱性能が大幅に向上し、従来のエアフローを備えたスイッチ シャーシ内で最大 XNUMX W の電力を供給するモジュールを実現できます。 

 

 

• QSFP-DD（クアッド スモール フォーム ファクター プラガブル ダブルデンシティ）

400G QSFP-DD 光トランシーバは、QSFP インターフェイスを拡張したもので、元の 4 チャネル インターフェイスを 8 チャネルに 28 倍にする、いわゆる倍密度です。 このモジュールは、既存の QSFP28 光モジュールおよび QSFP8 AOC/DAC と互換性があり、これがその主な利点の 25 つです。 QSFP-DD の電気インターフェイスは 50 チャネルを採用しており、各チャネルの速度は最大 4Gb/s (NRZ 変調) または 200Gb/s (PAM400 変調) で、最大 28G または 400G のソリューションを提供します。 QSFP-DD の帯域幅は、QSFP+ の最大 400 倍、または QSFP4 の最大 400 倍になります。 4G QSFP-DD 光モジュールのフォームファクタには、主に 400G DR4、400G FR8、XNUMXG LRXNUMX、および XNUMXG SRXNUMX が含まれます。 その中で、 400G SR8 トランシーバは、IEEE 802.3cm 規格と 70m OM3 および 100m OM4/OM5 伝送リンクの要件を満たし、16 つのトランスミッタと 8 つのレシーバを備えた 8 コア マルチモード MPO コネクタを使用し、各チャネルが PAM50 によって変調されている場合に 4 Gbps 信号を伝送します。 一方、400G SR8はVCSELレーザーを使用することで価格面での優位性を持っています。

400G OSFP と比較すると、400G QSFP-DD は半分のサイズであり、現在は最大 400Gb/s までしかサポートしていませんが、OSFP は最大 800Gb/s をサポートできます。 QSFP-DD は主に、大規模に展開される現在の 400G ネットワーク向けですが、OSFP は将来の 800G ネットワーク向けである可能性が高くなります。 したがって、現在の状況を組み合わせると、QSFP-DD は 400G ネットワークに適しています。

 

 

• CFP8

CFP8 は CFP4 の拡張であり、チャネル数が 8 に増加し、それに応じてサイズが 40 * 102 * 9.5^3 mm に増加します。 このソリューションはより高価であり、25 個の 8G レーザーを使用する必要があります。 CFP3 のサイズは QSFP-DD の 8 倍以上です。 CFP シリーズの光モジュールは主に、ポート密度要件がデータセンターほど高くないキャリアグレードのアプリケーションに使用されるため、CFP400 は 16Gb/s (25x8G または 50x200G) のみをサポートします。 QSFP-DD は 8Gb/s (25x400G) と 8Gb/s (50xXNUMXG) の両方をサポートしており、データセンター内の短距離ケーブル配線により適しています。

 

 

• CWDM8

400G CWDM8 モジュールは、波長あたり 4G のレートを備えた CWDM50 標準の拡張です。 中心波長は 1351/1371/1391/1411nm の 8.5 つです。 波長範囲はより広くなり、MUX / DeMux の要件はさらに高くなり、レーザーの数は XNUMX 倍になり、最大入力パワーは XNUMXdBm になります。

 

 

• CDFP

400G CDFP 標準は以前に誕生し、現在、仕様の 16 番目のバージョンがリリースされています。 これは、初の 25x400G= 16G のより大きなサイズのモジュールです。 25 チャネルを使用し、単一チャネル レートは XNUMXG です。 チャネル数が多いため、サイズも比較的大きくなります。

 

 

• コボ(Cオンソーシアムのための On Bオールド O光学)

COBO は、すべての光学コンポーネントが PCB 上に配置されることを意味します。 このモジュールの主な利点は、優れた放熱性と小型サイズです。 ただし、ホットスワップには対応していないため、部品が故障すると修理が困難になります。

 

上記のうち 400G光トランシーバ パッケージ形式としては、QSFP-DD および OSFP がより主流です。

 

 

2 何'400G と 10G/25G/40G/100G/200G 光トランシーバーの違いは何ですか?

 

10G、25G、40G、100G光モジュールと比較して、400G光モジュールの登場は光通信に新たな時代をもたらすでしょう。 光通信は、ローエンド光モジュールでのシングルキャリアのコヒーレント検波から、偏波多重マルチキャリアのアプリケーションに変わりつつあります。 400G光通信システム実用化の鍵となるのは、光集積と電子集積、ADC/DSP技術である。 イーサネットの標準化が急務であることから、光並列化の需要によりフォトニック統合技術の開発が大幅に促進されることになります。 400G 光モジュールでは光チップが 10 つだけ使用されますが、コストが高くなります。25G/30G 光モジュールでは光チップのコストが約 40% を占めます。 100G/50G 光モジュールでは、光チップのコストが約 400% を占めます。 70G 光モジュールでは、光チップのコストは 10% にもなります。 25G、40G、100G、さらには 400G 光モジュールが市場の主流になっていますが、帯域幅、ポート密度、システムのエネルギー消費に対する要件が高まる中、XNUMXG 光モジュールはテクノロジーをさらに高いレベルの開発に押し上げることになります。

200G 光モジュールと比較して、400G 光モジュールの主流のフォームファクタは 400G QSFP-DD200G 光モジュールは QSFP-DD 形式でも入手できますが、より主流なのは 200G QSFP56 です。 OEM (相手先商標製品製造業者) とサードパーティ モジュール ベンダーは現在、新興市場での競争を目的として 200G 光モジュールの開発と生産を精力的に行っているため、200G 光モジュールの購入が安くなりました。 したがって、予算が限られているデータセンターは、より高価な 400G へのアップグレードを後日延期し、200G の中間オプションを選択することができます。

 

3。 概要

 

400G 光トランシーバーの主な機能は、データ スループットを向上させ、データ センターの帯域幅とポート密度を最大化することです。 メガ データ センターにおける帯域幅の需要は高まっており、将来的には、システム パフォーマンスを向上させ、帯域幅コストを削減するには、400G 光モジュールが最良の選択肢となるでしょう。 さらに、5G ネットワークの出現も、400G 光トランシーバーの市場価値を高めるもう XNUMX つのプラスの要因となります。