对于100G光模块，你了解多少？

2019-10-17 15:38:33 2404

　　用户对数据传输需求的不断增长，代表着数据传输阶段不能只停留在25G 、 40G 。随着光学行业以 “100G 网络部署 ” 为中心发展，数据中心市场上 100G 光模块得以快速发展。甚至成为这个时代某一阶段的潮流。那么对于 100G 光模块这一大数据时代的产物，你了解多少呢？

　　什么是 100G光模块 ？

　　简而言之就是速率为100G 的光模块。

100G 光模块的技术发展

100G 光模块的技术方案最早要追溯到 2010 年， IEEE 802.3ba 项目组推出的 100G SR10 ， LR4 和 ER4 三个标准，分别针对 100 米， 10 公里和 40 公里传输。

　　与2.5G 、 10G 或 40G 波分传输系统相比， 100G 光传输采用数字相干接收机通过相位分集和偏振态分集将光信号的所有光学属性映射到电域，利用成熟的数字信号处理技术在电域实现了偏振解复用、信道损伤均衡补偿、时序恢复、载波相位估计、符号估计和线性解码。而在实现 100G 光传输的同时， 100G 光模块发生了一系列重大技术变革，其中包括偏振复用相位调制技术、数字相干接收技术第三代超强纠错编码技术等，因而满足了用户与时俱进的需求。

100G 光模块标准

　　自100G 网络问世后， IEEE 、多源协议（ MSA ）行业联盟等机构都针对 100G 光模块制定了多个标准。在众多标准中，多源协议（ MSA ）行业组织制定的 PSM4 和 CWDM4 标准更加适合现在市场上主流的 100G QSFP28 光模块。下表是一些常见 100G 光模块标准的具体情况：

标准	制定机构	连接器和光纤类型	传输距离
100GBASE-SR10	IEEE802.3	24 芯 MPO ，并行多模光纤， 10 收 10 发， 850 nm	OM3 100 m，OM4 150 m
100GBASE-SR4	IEEE802.3	12 芯 MPO ，并行多模光纤， 4 收 4 发， 850 nm	OM4 100 m
100GBASE-LR4	IEEE802.3	双工 LC ，单模光纤， 1310 nm ， 4 λ x25G WDM	单模光纤， 10 km
100GBASE-ER4	IEEE802.3	12 芯 MPO ，并行多模光纤， 4 收 4 发， 850 nm	单模光纤， 40 km
100G PSM4	100G PSM4 MSA	12 芯 MPO ，并行单模光纤， 4 收 4 发， 1310 nm	单模光纤， 500 m
100G CWDM4	CWDM4 MSA	双工 LC ，单模光纤， 1271 – 1331 nm ， 4 λ x25G CWDM	单模光纤， 2 km
100G SWDM4	SWDM 行业联盟	双工 LC ，多模光纤， 850 – 950 nm ， 4 λ x25G SWDM	OM3 ， TBD WBMMF ， 4TB
100G CLR4	100G CLR4 行业联盟	双工 LC ，单模光纤， 1271 – 1331 nm ， 4 λ x25G CWDM	单模光纤， 2 km

　　其中推出100G PSM4 标准主要是为了降低昂贵的 100GBASE-LR4 应用的光模块成本， 100G PSM4 光模块是单模并行四通道光模块，主要适用于数据中心 500 米的应用场合。 100G CWDM4 标准则主要是针对数据中心 2km 100G 链路的部署而制定， 100G CWDM4 光模块的接口符合双工单模光纤 2km 100G 光接口规范，传输距离可以达到 2km 。

100G 光模块的参数

　　我们通过上面知道了什么是100G 光模块以及其技术发展和标准，那么， 100G 光模有哪些参数你知道吗？

　　其实，光模块有很多很重要的光电技术参数，但是，我们只需了解其中几项重要参数即可；

　　中心波长：单位纳米（nm ）；

　　传输速率：指每秒钟传输数据的比特数（bit ），单位 bps ；

　　传输距离：指光信号无需中继放大可以直接传输的距离，单位千米（也称公里，km ）；

　　还有其他的激光器类别、损耗和色散、发射光功率和接收灵敏度、光纤接口和使用温度等等，这了解这些才可以更好的选择适合自己的产品。

100G 光模块的种类

　　根据封装方式的不同，100G 光模块主要有 CFP/CFP2/CFP4 、 CXP 和 QSFP28 三大类。其中， CFP/CFP2/CFP4 和 CXP 是早期 100G 光模块的封装方式， QSFP28 则是新一代 100G 光模块的封装方式，而且现在已经成为 100G 光模块的主流封装。 100G QSFP28 光模块的原理与 40G QSFP+ 光模块的类似，采用 4×25 Gbps 的方式传输 100G 光信号。

1 、 CFP/CFP2/CFP4 光模块

CFP 系列光模块的体积越做越小， CFP4 光模块的体积为 CFP2 的二分之一， CFP2 的体积为 CFP 的二分之一。 CFP/CFP2/CFP4 光模块除大小不同外，工作原理等方面均相同。需要注意的是， CFP/CFP2/CFP4 光模块是不可互换的，但是在光接口上可以使用适当的连接器进行互操作。

　　另外，早期的100G CFP 光模块，通过 10 个 10G 的通道，达到 100G 的传输速率。而现在的 100G CFP4 通过 4 个 25G 通道，实现 100G 传输，传输效率更高，稳定性更强。

2 、 CXP 光模块

　　创建CXP 是为了满足数据中心的高密度要求。 CXP 的长度为 45mm ，宽度为 27mm ，体积比 XFP 光模块大。除此之外， CXP 光模块是由无线宽带贸易协会指定的铜连接器系统，可支持 12 个适用于 100 GbE ， 3 个适用于 40 GbE 通道的 10G 链路传输或 12 个 10G 以太网光纤通道或无线宽带信号的 12×QDR 链路传输。

3 、 CPAK 光模块

CPAK 光模块的尺寸不到 CFP 模块的三分之一，能够在 4 个 CFP 模块大小的空间中支持超过 10 个 100G CPAK 端口，这使得光模块的功耗低于 55W 。另外， CPAK 光模块的接口符合 IEEE 标准，支持与其他接口兼容，它可与任何 IEEE 兼容的 100GBASE-LR4 或 100GBASE-SR10 进行互操作。

4 、 QSFP28 光模块

QSFP28 光模块使用 4×25 接线规范，与使用四个 10G 通道实现的 40G QSFP+ 光模块类似， QSFP28 光模块使用四个 25G 通道并联技术。此外， QSFP28 光模块具有升级的电口，可支持高达 28G 的信号。随着 QSFP28 的技术的日益成熟， QSFP28 光模块的成本逐渐降低，这促使 QSFP28 光模块上越来越受欢迎。

100G 光模块优势

1 、 CFP 光模块支撑全 C 波段波长可调，能完成链路检测，选用了共同的光双二进制调制格局 ODB ，便利布置，功耗小于 24W 。

2 、 CFP2 光模块的体积为 CFP 的二分之一，它的集成度是 CFP 的 2 倍，能够完成根据 SOA 完成宽动态输入范围内安稳的接纳灵敏度，支撑全面 CFP 光模块，其功耗低于 9W 。

3 、 CFP4 光模块的体积为 CFP2 的二分之一，它的集成度又是 CFP2 的两倍，前板端口密度也较 CFP2 提高了一倍。 CFP4 光模块 MSA 协议，支撑和 CFP2 与 CFP2s 同样的速率，传输功率显着提高，但耗电量大幅下降，仅为本来的一半左右，体系本钱方面也比 CFP2 更低。另外 CFP4 光模块选用 4*25 的形式，通过 4 个 25G 通道，完成 100G 传输，传输功率更高，安稳性更强。