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400G/800G/1.6T高速光模組從入門到精通

2024-06-30碼農

隨著 AI 大模型、 HPC 、雲端運算等業務的飛速發展,帶動算力基礎設施的快速增長, 400G 800G 等高速率光模組需求呈指數級增長,直接驅動光模組向更高速率發展的技術升級。

下載連結:

1、IPv6+創新與標準 2、IPv6創新賦能:可預期智算網路

1、光模組系列報告:降本降耗趨勢顯著,聚焦技術創新 2、光模組系列報告(二):AI算力時代,光模組新技術演進路徑 3、光模組系列報告(三):光芯片—速率升級和份額提升驅動產業加速成長

專題3:邊緣智慧:邊緣計算時代的人工智慧 專題2:MapReduce的概念、原理與套用

專題1:雲端運算的概念、技術與套用

1、專題:RFID的辨識與估算機制 2、專題:物聯網的定位機制以及基於位置的服務 3、專題:從辨識到感知,基於RFID的可標記無源感知技術研究

本文不再贅述背景,直接給出一些幹貨材料供大家參考!

AI 等業務的快速發展驅動高速率數據傳輸需求日益增長, 400G 800G 甚至 1.6T 光模組快速叠代演進。

封裝方式的變化

隨著光電子器件的發展和整合度的不斷提高,光電器件的效能和傳輸頻寬逐漸增加,光模組的封裝方式也在持續演進,更高速率傳輸和更小的尺寸是發展的方向指引。針對不同的速率和場景,可以選擇不同的封裝形式。

不同封裝模式的尺寸對比如下

如何提升光模組的速率

提升光模組的速率有三種思路:

  • 更高階的調變技術,如 NRZ→PAM4→xQAM

  • 提升光器件速率(更高的波特率),如從 25G→50G→100G→200G

  • 增加 並列通道 數量(更多 lane ):方法一, 增加光纖對數,如 4 對多模光纖的 SR4 ,傳輸 100G (每通道 25G );方法二,采用波長分波多工,如 1 對單模光纖的 LR4 ,傳輸 100G (每波長 25G ),再如 40G BiDi ,傳輸 40G (單纖雙向,每波長 20G

  • 關於並列通道數量(更多 lane ): 普通的 SFP Small Form-factor Pluggable ,小型可插拔式光模組)、 SFP+ SFP28 等走的是 單鍊結 速率提升的路子; QSFP Quad Small Form Factor Pluggable Quad 代表 4 通道)、 OSFP Octal Small Formfactor Pluggable Octal 代表 8 通道)、 QSFP-DD Quad Small Form Factor Pluggable-Double Density 4 通道基礎上 Double Density 也是 8 通道)等走的是多通道的技術路線。

    關於光模組的傳輸距離的區分

    乙太網路聯盟定義的最新的光模組介面和命名

    在數據中心場景中,重點關註一下 MMF 多模光模組的這一列,國內數據中心由於機房模組面積的限制,一般機房模組內部用多模光模組就可以滿足要求了。

    部份典型光模組實作比較

    部份典型光模組實作原理框圖

  • 100G 光模組原理框圖

  • 400G 光模組原理框圖

  • 800G 光模組原理框圖

  • 光模組速率提升與更高速光模組實作路線

    寫在最後

    隨著對更快、更高效數據傳輸需求的不斷增長, 400G/800G/1.6T 光模組的時代已全面到來。國產光模組廠商也迎來快速發展的良機, LightCounting 最新釋出的 2023 年全球光模組廠商 TOP10 ,分別為中際旭創、 Coherent 、華為(海思)、思科、光迅、海信、 新易盛 、華工正源、索爾思 Marvell ,國內共 7 家廠商上榜。

    來源:西貝吹風

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