由于標準化程度的提高,每一種新的光纖傳輸技術都會經歷一系列相似的階段。首先,當這項技術是全新的,它是在“線路卡”上實現的,這是一種復雜的電子電路板,每個制造商都可以在其上提出自己獨特的解決方案,與其他制造商的線路卡沒有兼容性或互操作性。接下來,MSA標準轉發器模塊實現了相同的發射、接收和控制功能,例如“5×7”,實際上尺寸為5英寸×7英寸。
這些轉發器模塊硬連接到線路卡上,具有規定的尺寸和電氣I/O,但將內部操作留給制造商。因此,客戶通常可以在線路卡上使用來自不同制造商的MSA標準轉發器,但必須確保來自同一制造商的轉發器在同一鏈路的兩端“配對”。

在下一階段,將光模塊功能放在可以插入正在運行的傳輸系統的插槽中的“可插拔”形狀因子中(可“熱”插拔),從而可以在不關閉系統電源的情況下增加額外的容量,從而中斷現有鏈路上的流量。這是400G相干傳輸現在進入的階段,我們將在下面討論。最后一個階段,通常會返回到線卡的形式,并出現在技術如此成熟且成本降低到連金屬蓋的成本都降低的時候。
這些轉發器模塊硬連接到線路卡上,具有規定的尺寸和電氣I/O,但將內部操作留給制造商。因此,客戶通常可以在線路卡上使用來自不同制造商的MSA標準轉發器,但必須確保來自同一制造商的轉發器在同一鏈路的兩端“配對”。

在下一階段,將光模塊功能放在可以插入正在運行的傳輸系統的插槽中的“可插拔”形狀因子中(可“熱”插拔),從而可以在不關閉系統電源的情況下增加額外的容量,從而中斷現有鏈路上的流量。這是400G相干傳輸現在進入的階段,我們將在下面討論。最后一個階段,通常會返回到線卡的形式,并出現在技術如此成熟且成本降低到連金屬蓋的成本都降低的時候。
當“線路側”光傳輸系統進入可插拔光模塊階段時,它們通常從較短距離的“客戶端”光模塊借用MSA形狀因子。通常,“線路側”指的是使用DWDM的80公里或更遠的傳輸距離這樣每個光模塊只能使用一個波長信道。“客戶端”指的是距離較短的距離,從50m到10 km,并且僅將一個光模塊連接到光纖,因此不需要DWDM。
線路側從客戶端借用可插拔的外形尺寸,因為客戶端和數據中心消耗大量可插拔光模塊,并且不斷定義新的外形尺寸以實現更高密度的互連。將數據移入和移出交換機和路由器的能力通常限制了數據中心的性能、大小和成本,因此需要不斷提高速度和減小光收發器的大小。隨著交換電子芯片的進步,設計通常限于實際在1RU標準機架面板上安裝多少個光模塊。
線路側從客戶端借用可插拔的外形尺寸,因為客戶端和數據中心消耗大量可插拔光模塊,并且不斷定義新的外形尺寸以實現更高密度的互連。將數據移入和移出交換機和路由器的能力通常限制了數據中心的性能、大小和成本,因此需要不斷提高速度和減小光收發器的大小。隨著交換電子芯片的進步,設計通常限于實際在1RU標準機架面板上安裝多少個光模塊。

因此,由于客戶端光模塊的(de)數量(liang)(liang)眾多,并(bing)且(qie)同樣重(zhong)(zhong)要的(de)是,這些光模塊的(de)已部(bu)署套接字的(de)數量(liang)(liang),線路(lu)(lu)側(ce)不可避免地會(hui)重(zhong)(zhong)復使用(yong)這些客戶(hu)端(duan)(duan)外形(xing)尺(chi)(chi)(chi)寸,而(er)不是發明(ming)一種全新的(de)外形(xing)尺(chi)(chi)(chi)寸。這發生(sheng)在10G,其(qi)中以(yi)XFP和SFP +尺(chi)(chi)(chi)寸形(xing)式(shi)實現了可調諧(xie)DWDM線路(lu)(lu)側(ce)光模塊,而(er)100G發生(sheng)了以(yi)客戶(hu)端(duan)(duan)尺(chi)(chi)(chi)寸形(xing)式(shi)實現了CFP-DCO和CFP2-DCO相干轉(zhuan)發器。
現在(zai)它是(shi)在(zai)400G上實(shi)現的(de)(de)。400G收發(fa)器有三種不同(tong)的(de)(de)外形(xing),從大到小:CFP8、OSFP和QSFP-DD。(CFP8的(de)(de)尺寸與CFP2非常相似,但有不同(tong)的(de)(de)電(dian)氣接(jie)口和數據流。出于我(wo)們的(de)(de)目的(de)(de),我(wo)們將把它們視為(wei)相同(tong)的(de)(de)。)(還有一種稱為(wei)“板上光學(xue)”或OBO的(de)(de)方法,它在(zai)電(dian)路(lu)板級別是(shi)模(mo)塊化(hua)的(de)(de),但不是(shi)“熱”插拔的(de)(de),超出了(le)本文的(de)(de)范圍。)
首先,這些都是客戶端光模塊,用于數據中心內相對較短的距離,例如50米至2公里。在數據中心內部,QSFP-DD是首選的外形尺寸,因為它是最小的,并且可以在1RU面板上實現更多數量。但是,OSFP具有一些優勢,因為它可以擴展到800G,并且CFP8具有某些早期的特殊應用。但是,當將它們重新用于線路側應用時,情況可能會有所不同。
與僅在光纖上發送一個信號的50米至2公里的光信號發送信號不同,而在單個DWDM波長上可能在光纖上發送80個此類信號的光信號則要發送80公里至500公里。
長距離相干傳輸所需的信號處理比短距離PAM4數據中心傳輸所需的信號處理要大得多,需要更復雜的DSP和更多的功率。光學部件同樣復雜得多。因此,業界現在正在評估在每種尺寸中實現相干DCO模塊所必需的性能權衡,并且可以擴展每種尺寸的性能范圍以適應相干傳輸。不同的外形尺寸可能適合于不同的應用。
正在考慮兩個主要應用:1)400ZR用于距離在100 km以下的數據中心互連網絡;
2)用于400公里至2000公里的城域和長途網絡的多程電信。(對于多程應用,數據速率會隨著覆蓋范圍的增加而降低。)最終答案還有待確定,無論如何,這超出了本文的范圍。我們將滿足于概述每個外形尺寸的優缺點。
與僅在光纖上發送一個信號的50米至2公里的光信號發送信號不同,而在單個DWDM波長上可能在光纖上發送80個此類信號的光信號則要發送80公里至500公里。
長距離相干傳輸所需的信號處理比短距離PAM4數據中心傳輸所需的信號處理要大得多,需要更復雜的DSP和更多的功率。光學部件同樣復雜得多。因此,業界現在正在評估在每種尺寸中實現相干DCO模塊所必需的性能權衡,并且可以擴展每種尺寸的性能范圍以適應相干傳輸。不同的外形尺寸可能適合于不同的應用。
正在考慮兩個主要應用:1)400ZR用于距離在100 km以下的數據中心互連網絡;
2)用于400公里至2000公里的城域和長途網絡的多程電信。(對于多程應用,數據速率會隨著覆蓋范圍的增加而降低。)最終答案還有待確定,無論如何,這超出了本文的范圍。我們將滿足于概述每個外形尺寸的優缺點。
CFP2:尺寸最大,無疑將是第一個實施的形式。它足夠大,可以使用電流產生的分立組件來實現相干光學器件,最重要的是,當7 nm工藝節點DSP可用時,它可以輕松處理多程電信應用所需的功率。客戶端的功率規格為24 W,相干版本的功耗可能更大。由于目前存在所有光學組件技術,因此這種外形尺寸很可能首先進入服務領域。由于CFP2插槽無法提供400G的空間,因此將需要特殊的線路卡。
OSFP:該外形尺寸約為CFP2的一半,因此可以消耗更少的電能。但是,使用將于2018年底開始可用的7 nm節點DSP,可以實現400ZR 80 km鏈路和500 km至2000 km的多程電信鏈路。小尺寸還要求將相干光學器件集成到一個封裝中,稱為相干光學子組件(COSA),并顯著降低功率。客戶端規格為15 W,但是預計相干模塊可以支持18W甚至更高的功率水平,但對于多通道應用來說,功率處理非常嚴格。因此,以OSFP形式實現多程電信和400ZR是可行的,但很困難。
QSFP-DD:尺寸最小,但也期望安裝最多的客戶端套接字。客戶端的功率規格為12 W,但同樣,在相干光模塊中可以支持顯著更高的電平,可能是15w或更高。利用7 nm節點DSP以及COSA形式的超緊湊和低功耗光學組件,QSFP-DD尺寸將支持。