Analyse af 400G optisk modul

Det 400G optiske modul kaldes også det 400G optiske transceivermodul, som hovedsageligt bruges til fotoelektrisk konvertering. Det elektriske signal konverteres til et optisk signal ved den transmitterende ende og transmitteres derefter gennem den optiske fiber. I den modtagende ende konverteres det optiske signal til et elektrisk signal.

Som en elektronisk komponent i fotoelektrisk konvertering kan det optiske modul bruges i vid udstrækning til datatransmission. Det optiske modul er blevet brugt i vid udstrækning inden for data bredbånd og telekommunikationskommunikation, og dets applikationer i FTTX, datacenter, sikkerhedsovervågning og smart grid udvikler sig også.

Den massive informationsforbindelse mellem datacentre har brug for optisk kommunikation, og det optiske modul er nøglefaktoren til at bestemme dets ydeevne. Det optiske datacenterkommunikationsmodul kan opdeles i tre typer alt efter forbindelsestypen, herunder:

① Datacenter til bruger: genereret af slutbrugerens adfærd såsom browsing af websider, afsendelse og modtagelse af e-mail og videostreaming gennem skyen;

② Datacenterforbindelse: bruges hovedsageligt til datareplikering og systemopgradering

③ Internt datacenter: bruges hovedsageligt til informationslagring, generering og minedrift. Ifølge Cisco&# 39s forudsigelse tegner den interne kommunikation af datacenter sig for mere end 70% af datacentrets kommunikation.

Bærernetværket er opgraderet tilbage. Manden er fra 10G / 40G til 100G, og rygradenetværket er fra 100G til 400G. I den kommercielle periode opgraderes det optiske netværksmodul. Bærernetværk er hovedsageligt opdelt i backbone-netværk, provinsnet og hovedstadsnet. Backbone-netværk og provinsnetværk har brug for transmission med høj hastighed og stor kapacitet, og OTN og andre transmissionsnet, der er egnede til store partikler og langdistance, foretrækkes. Mennesket er opdelt i kernelag, konvergenslag og adgangslag. Forskellige niveauer af bærernetværk giver forskellig kapacitet til mellemreturtjeneste gennem forskellige portrater, så det er også nødvendigt at bruge optiske moduler med medium retur med forskellige hastighedskrav.

Optiske moduler opdateres også konstant. Samlet set opgraderer transmissionsadgangslaget fra 10G til 25G / 50G, transmissionskonvergenslaget opgraderes fra 40G / 100G til 50G / 100G, transmissionskernelaget opgraderes også fra 100G til 200G, og WDM-systemet synker hurtigt.

Med hensyn til kvalitet er 1G / 10G optiske moduler med lav hastighed de vigtigste traditionelle data, mens 40G / 100G / 400G optiske moduler med høj hastighed bruges i cloud-datacentre. Fra mængdeperspektivet er det traditionelle datacenter domineret af nord-syd-trafik, mens skydatacentret har forbedret sin trafik i øst-vest-retning. Væksten i øst-vest-forbindelse har drevet antallet af enkelt-server-højhastigheds-optiske moduler og stillet højere krav til optiske moduler.

Det har taget 5 år for 10G-porte at gentage til40Grate-porte, og 4 år for40Grate-porte at opgradere til 100G-porte. Siden 2018 er branchen begyndt at implementere 400Garchitecture. Efter 100G bevæger branchen sig i retning af 400Gdeployment.

Klassificering af 400 optiske moduler

QSFP-DD og OSFP forventes at blive mainstream400Gpackaging-tilstand. Med hensyn til emballeringsform kan 400Goptiske moduler opdeles i CDFP, CFP8, OSFP, QSFP-DD osv. Blandt dem har QSFP-DD og OSFP flere fordele i størrelse, varmekapacitet, strømforbrug, bagudkompatibilitet og båndbredde end andre 400Goptisk modulpakker og er gradvist blevet de almindelige løsninger.

Pakketype of400Goptisk modul：

1, QSFP-DD

Det fulde navn på QSFP-DD er Quad lille form faktor, der kan tilsluttes dobbelt tæthed, Q henviser til" Quad" ;, 4-vejs betydning, og DD henviser til" dobbelt tæthed" ;. Denne ordning er en udvidelse af QSFP, der tilføjer en linje fra den originale 4-kanals interface til 8-Channel, som kaldes dobbelt tæthed. Denne ordning er kompatibel med QSFP-ordningen, som er en af ​​de største fordele ved ordningen. Det originale QSFP28-modul kan stadig bruges, bare indsæt et andet modul. Dens skematiske diagram er som følger:

2, OSFP

OSFP bruger 8, 56 g kanaler til at realisere 400 Gbe til OSFP optisk modul. 56 gbe-signalet dannes af en 25G DML-laser under modulering af pam4. Denne standard er en ny interface-standard og er ikke kompatibel med den eksisterende fotoelektriske interface.

OSFP har sin egen radiator, dens størrelse er 100,4 * 22,58 * 13 mm ^ 3, hvilket er meget mindre end CFP8, og dens strømforbrug er relativt lavt, med et maksimum på 15W. Det er lidt større end QSFP-DD i størrelse og kræver derfor et større område af PCB. Stifterne på dets elektriske grænseflade adskiller sig fra QSFP-DD med en række øverst og nederst som vist i nedenstående figur:

3 、 CWDM 8

Standarden er en udvidelse af cwdm4-standarden. Hastigheden for hver bølgelængde er 50G, og 400G kan også realiseres. Bølgelængden er defineret som:

I henhold til industristandarden har forskellige emballeringsformer af 40OGoptiske moduler deres egne ulemper og fordele

I henhold til industristandarden har forskellige emballeringsformer af 40OGoptiske moduler deres egne ulemper og fordele ：

1.40OGCDFP optisk modul - understøtter hot swap; på grund af behovet for parallel transmission af 16 signalkanaler er strømforbruget og lydstyrken imidlertid stort.

2. 40OG COBO optisk modul - kan bruge bundkortet til varmeafledning, god varmeafledning og lille størrelse; men det understøtter ikke hot swap, så det er vanskeligt at vedligeholde det senere.

3. 40OG CFP8 optisk modul - svarende til udvidelsen af ​​CFP4, antallet af kanaler øges til 8 kanaler, som hurtigt kan bringes på markedet; men omkostningerne er høje, størrelsen og strømforbruget er stort.

4. 40OG QSFP-DD optisk modul - kompatibel med eksisterende QSFP + / QSFP 28, lille størrelse og praktisk vedligeholdelse.

5. 40OG OSFP optisk modul - med integreret køleplade kan det i høj grad forbedre varmeafledningens ydeevne; den nye interface-standard er imidlertid ikke kompatibel med den eksisterende fotoelektriske interface, som er lidt større end QSFP-DD, kræver et større område af printkort (PCB) og har højt strømforbrug.

I lyset af den aktuelle markedssituation forventes det 40OG QSFP-DD optiske modul at blive den almindelige emballage af 40OG optisk modul med fordelene ved miniaturisering, integration og nedadgående kompatibilitet.

Hvad er funktionen af ​​400G optisk modul?  

Hovedfunktionen for det optiske modul 400G er at forbedre datakapaciteten og maksimere datacentrets båndbredde og porttæthed. Den fremtidige tendens med 400G optisk modul er at opnå bred forstærkning, lav støj, miniaturisering og integration og levere optisk kommunikationsmodul af høj kvalitet til næste generations trådløse netværk og ultra-stor datacenter.

Hvor mange chips har 400G optisk modul brug for? 

Kina er stærkt afhængig af import af 400G optiske modulchips. Fra perspektivet af det globale konkurrencemønster for den optiske chipindustri er Kina' s avancerede optiske chip med høj hastighed, da hovedfunktionen er utilstrækkelig selvforsyningshastighed, og efterspørgslen efter relaterede optiske chips er ekstremt afhængig af import . Derfor, selvom den optiske chip kun behøver at bruge et stykke i det 400G optiske modul, har det et højt omkostningsforhold og er kronjuvelen i værdikæden for det optiske modulindustri. I optiske moduler optager chips den højeste værdi, og jo højere enden er, jo højere er prisen for optiske chips. I det optiske 10G / 25G-modul udgør omkostningerne ved optisk chip ca. 30%, omkostningerne ved optisk chip i 40G / 100G-optisk modul udgør ca. 50%, og prisen på 400G optisk modul udgør 70%.

Hvad er forskellen mellem 400G optisk modul og 10G, 25G og 40G optisk modul?

Selvom 10G, 25G, 40G og endda 100G optiske moduler er blevet mainstream på markedet, med den kontinuerlige forbedring af båndbredde, havntæthed og systemets energiforbrug, vil 400G optisk modul være et nyt trin for yderligere at fremme teknologien til en højere hastighed system. Sammenlignet med 10G, 25G og 40G optiske moduler vil ankomsten af ​​400G optisk modul få optisk kommunikation til at gå ind i en ny æra. Optisk kommunikation skifter fra sammenhængende detektion af enkeltbærermodulation af optisk modul til low-end til fasemodulation med flere bærerniveauer og sammenhængende detektion af polarisationsmultiplexing. Fotonisk integration og elektronisk integration, ADC / DSP-teknologi vil være nøglen til kommercialisering af 400G optisk kommunikationsmodul og -system. Med det presserende behov for Ethernet-standardisering vil kravet om optisk parallelisering i høj grad fremme den fotoniske integrationsteknologi.

Hvad er markedsværdien af ​​400G optisk modul? 

Som vi alle ved, har 100G-teknologiprodukter været modne, 400G er det aktuelle hotte emne, industrien er meget bekymret over fremskridtet med 400G optisk modul. I dag er R& amp; D og masseproduktion fremskridt for 400G optisk modul er også relativt tilfredsstillende. Med den nuværende markedsbaggrund med den stigende efterspørgsel efter båndbredde i superstort datacenter er 400G optisk kommunikationsmodul blevet det bedste valg til at forbedre systemets ydeevne og reducere båndbreddepriser. Med fremkomsten af ​​5g-netværk i det senere stadium vil det være en anden positiv drivende faktor for markedsværdien af ​​400 optiske moduler.