Classificação de Transceptores Ópticos 800G

A produção em massa de transceptores ópticos 800G começou este ano. Graças ao surgimento de tecnologias de IA, como o ChatGPT, a demanda do mercado por transceptores ópticos 800G aumentou ainda mais. Aqui, classificamos as informações dos transceptores ópticos 800G para sua referência.

800G=8*100G=4*200G, portanto, de acordo com a taxa de canal único, pode ser dividido em duas categorias, a saber, canal único 100G e 200G. A arquitetura correspondente é mostrada na figura abaixo.
Os transceptores ópticos 100G de canal único podem ser implementados rapidamente, enquanto o 200G possui requisitos mais altos para dispositivos ópticos. Como a taxa máxima atual suportada pela interface elétrica é de 112Gbps PAM4, para o caso de um único canal de 200G, é necessária uma caixa de câmbio para conversão.

8X100GbE, 2X200GbE

Para o caso de multimodo, existem principalmente dois padrões para transceptores ópticos de 800G, correspondentes ao caso em que a distância de transmissão é inferior a 100m.
1) 800GSR8
Ele usa o esquema VCSEL, o comprimento de onda é de 850 nm e a taxa de canal único é de 100 Gbps PAM4, que requer 16 fibras. Isso pode ser considerado uma versão atualizada do 400G SR4, com o número de canais dobrado. Sua interface óptica é MPO-16 ou MPO-2 de 12 fileiras, conforme a figura abaixo.

MPO-16 ou MPO-12 DUAS LINHAS

2) 800GSR4.2
O esquema adota comprimentos de onda de 850nm/910nm e transmissão bidirecional, usando DeMux no módulo para dividir os dois comprimentos de onda. A taxa de canal único é de 100 Gbps PAM4, que requer 8 fibras. Comparado com o SR8, o número de fibras nesta solução é reduzido pela metade. Seu diagrama de blocos é mostrado na figura abaixo:

CDR PAM800 4G

Sua interface óptica é mostrada na figura abaixo, utilizando a interface MPO-12.

MPO-12 BiDi

Para o caso de modo único, existem vários padrões para transceptores ópticos 800G,
1) 800G DR8, 800G 2xDR4 e 800G PSM8
A arquitetura interna desses três padrões é semelhante, incluindo 8 Tx e 8 Rx, com uma taxa de canal único de 100 Gbps, exigindo 16 fibras.

Arquitetura do transceptor 800G-PSM8/DR8 OSFP/QSFP-DD

A distância de transmissão do PSM8 é de 100m, e a distância de transmissão do DR8 e 2*DR4 é de 500m. A interface óptica do 2xDR4 é 2 MPO-12, conforme mostrado na figura abaixo, ela pode ser interconectada com módulos ópticos 400G DR4 para facilitar as atualizações do data center. A interface óptica para PSM8 e DR8 é MPO-16.

MPO-12 duplo

2) 800G 2xFR4 e 2xLR4
As estruturas internas desses dois padrões são semelhantes, incluindo 4 comprimentos de onda, e a taxa de canal único é de 100 Gbps. O número de fibras é reduzido através do Mux, sendo necessárias 4 fibras, conforme a figura abaixo.

CDR PAM duplo 400G

Essas duas soluções são atualizações para transceptores ópticos 400G FR4 e LR4, usando comprimentos de onda CWDM4 de 1271/1291/1311/1331nm. 2xFR4 suporta uma distância de transmissão de 2 km e 2xLR4 suporta uma distância de transmissão de 10 km. Sua interface óptica adota interface dual CS ou dual duplex LC.

Dual CS e Dual Duplex LC

3) 800GFR4
Esse esquema usa quatro comprimentos de onda e a taxa de canal único é de 200 Gbps, o que requer duas fibras ópticas para suportar uma distância de transmissão de 2 km, conforme mostrado na figura abaixo.

800G PAM4 a 400G PAM4 Caixa de engrenagens ASIC

Ele usa uma interface óptica LC duplex, conforme mostrado na figura abaixo.

Interface Óptica Duplex LC

4) 800G FR8
A solução usa 8 comprimentos de onda, e a taxa de cada comprimento de onda é de 100 Gbps, duas fibras ópticas são necessárias para suportar uma distância de transmissão de 2 km, conforme mostrado na figura abaixo. Os oito canais de comprimento de onda são 1271/1291/1311/1331/1351/1371/1391/1411 nm, respectivamente.

800GFR8

Ambos QSFP-DD e OSFP podem suportar 800G, e a comparação entre os dois é mostrada na figura abaixo. Para os transceptores ópticos 800, o QSFP-DD fez algumas atualizações suplementares, nomeadamente o QSFP-DD800.

QSFP-DD e OSFP

As principais diferenças entre os dois são:
1) tamanho: OSFP é ligeiramente maior em tamanho

Comparação de tamanho de QSFP-DD e OSFP

2) consumo de energia: o consumo de energia do OSFP é ligeiramente superior ao do QSFP-DD.
3) compatibilidade: QSFP-DD é perfeitamente compatível com QSFP28 e QSFP+, enquanto OSFP não é compatível.

Modo único atualmente produzido em massa Transceptores ópticos 800G adotam principalmente a solução EML. A solução fotônica de silício pode encontrar um lugar no mercado? Ainda desconhecido, depende principalmente do custo e do consumo de energia. Para a solução 200G de comprimento de onda único, EML ou niobato de lítio de filme fino são duas rotas técnicas possíveis.