浅谈数据中心100G光模块
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100GBASE-SR10标准使用10 x 10Gbps并行通道实现100Gbps点对点传输，电信号的速率是10G，光信号速率也是10G，采用NRZ的调制方式及64B/66B的编码方式。因为IEEE 802.3早在2010年提出100GBASE-SR10标准，当时交换机ASIC芯片(Application Specific Integrated Circuit)电接口最高只能支持10G，即CAUI-10(10通道 x 10Gbps)。 图七 100GBASE-SR10 原理图 伴随着交换机ASIC芯片电接口速率从10Gpbs提升到25G bps，电接口标准从CAUI-10(10通道 x 10Gbps)升级到CAUI-4(4通道 x 25Gbps)，通道从SR10的并行10通道减少到并行4通道，光模块的器件个数得以减少、成本得以降低、模块尺寸得以缩小、功耗得以降低。 光模块尺寸的减少使得交换机每1U空间可以提供的100G接口密度更大，基于以上的优势，目前100GBASE-SR4已经取代100GBASE-SR10成为目前主流的100G短距光模块标准。 图八 100GBASE-SR4 原理图 100G光模块封装 仅有光模块的光接口以及电接口规范是不够的，还需要配套的结构封装才能算是完整的光模块解决方案。100G光模块的封装格式主要有CFP、CFP2、CFP4以及QSFP28。 CFP最早被提出，短距传输应用100GBASE-SR10标准，长距传输应用100GBASE-LR4。第一代CFP长距传输方案如下，因为电接口能力只有CAUI-10，所以需要内置Gearbox(下图的10:4 Serializer)来实现10 x 10Gbps与4 x 25Gbps电信号的转换。后来随着电信号提升到CAUI-4，第二代CFP(CFP2/CFP4)长距传输方案中不需要内置Gearbox。 图九 第一代CFP光模块长距解决方案 但是，CFP尺寸实在太大了，随着光模块的集成度越来越高，后来的发展方向是把尺寸做小、功耗做低，CFP得以演进到CFP2、CFP4，再到后来出现的QSFP28。相比CFP4，QSFP28的尺寸更小、功耗更低，QSFP28更小的尺寸使得交换机拥有更高的端口密度(典型的形态是每块板卡可以部署36个100G接口)。目前QSFP28是数据中心内部100G光模块的主流封装格式。 图十 CFP/CFP2/CFP4/QSFP28光模块尺寸对比 最后总结一下，关于25G/100G数据中心内部互联光模块如何选择，建议大家不妨参考如下标准: 不超过100米的100G短距互联场景(TOR-LEAF)，使用100GBASE-SR4 QSFP28光模块; 100米到500米的100G中距互联场景(LEAF-SPINE)，使用100G PSM4 QSFP28光模块; 500米到2Km的100G中长距互联场景(LEAF-SPINE、SPINE-CORE)，使用100G CWDM4 QSFP28光模块; 超过2Km的长距互联场景(CORE-MAN)，使用100GBASE-LR4 QSFP28光模块。 最后附上专业术语解释 光通信术语 名词解释 全称 100G Lambda MSA 单通道100Gbps光接口多源协议 100G Lambda Multi-Source Agreement ASIC 专用集成电路 Application Specific Integrated Circuit CAUI 100G以太网电接口 100Gbps Attachment Unit Interface CDR 时钟数据恢复 Clock Data Recovery CFP 100G可插拔光模块 Centum Form-factor Pluggable CWDM4 四路粗波分复用 Coarse Wavelength Division Multiplexing 4 DeMux 光学多路解复用器(分波器) Demultiplexer DML 直接调制激光器 Direct Modulated Laser EAM 电吸收调制器 Electro Absorption Modulator EML 电吸收调制激光器 Electro-absorption Modulated Laser IEEE 电子电气工程师协会 Institute of Electrical and Electronics Engineer LAN-WDM (局域网)波分复用 (Local Area Network) Wavelength Division Multiplexing MD 监测光电二极管 Monitor Diode MMF 多模光纤 Multi-Mode Fiber MSA 多源协议 Multi Source Agreement Mux 光学多路复用器(合波器) Multiplexer NRZ 非归零 Non Return Zero PSM4 四路并行单模通道 Parallel Single Mode 4 lane QSFP28 四通道小型可插拔光模块 Quad Small Form-factor Pluggable 28 SMF 单模光纤 Single-Mode Fiber TEC 半导体热电制冷器 Thermo Electric Cooler TIA 跨阻放大器 Trans-Impendance Ampilfier （编辑：核心网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
