光通信主流100G光模块浅析

`　　在我们的日常生活中，5G这个词汇出现的频率越来越高，将为光 通信产业带来新的发展机遇。包括光纤、光模块、光接入网络系统等的整个产业都会因5G建设而受益。其中 100G光模块甚至在5G主题投资息息相关的细分行业里，成为了一个新的标志性主题行情。那么易飞扬就来浅析100G光模块。
　100G光模块概念：
　　100G的“G”，是指光信号传输速率的单位，而非5G的“G”（Genera tion，第5代移动通信）。光模块则指的是实现光信号和电信号之间的高速转换的一种光器件，由光接收、光发送、激光器、检测器等功能模块组成。
　100G光模块封装：
　　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， QSFP28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相关标准：
　　为推动100G 光通信产业链的良性发展，多个光通信国际标准组织积极制定100G相关标准，涵盖100G以太网接口、光器件、光模块、OTN 成帧、系统架构等领域。IEEE 802.3ba涵盖40/100G 以太网接口标准，并于2010年7月正式发布；ITU- T G.709 定义了支持100GE的OTU4帧结构及映射协议，规范了100G单板中成帧处理要求；OIF负责制定100G 波分侧光模块电气机械接口、软件管理接口、集成式发射机和接收机组件、前向纠错技术的协议规范，推动了波分侧接口设计标准化；由多个光模块厂商组成的CFP多源协议联盟也发布了客户侧可热插拔光模块硬件和软件接口协议，并为100G 客户侧接口制定了接口规范。
　　CFP MSA是第一个支持40和100GbE以太网光端机的产业标准。CFP多源协议是为了定义一种热插拔光模块的封装规格，以推动40 和100Gbit/s 应用，包括下一代高速以太网应用（40 和100GbE）。CFA 多源协议利用高级温度管理（Advanced Thermal Manage-ment）、电磁干扰管理（EMI Management）和10Gbit/s 信号完整性（10Gbit/s Signal Integrity）等来定义光收发模块的机械封装、光连接器、带插针10×10Gbit/s 电连接器，并基于MDIO 的模块管理接口和系统控制板上的硬件。
　　CFP 协议包括两部分，即硬件规格和管理接口规范。CFP3 种封装类型下硬件规格详细定义协议发布时间如下：
　　（1）CFP Publication 于2009 年3 月23 日发布，目前最新版本为Publication Rev1.4。
　　（2）CFP2 Draft 0.0 于2012 年12 月30 日发布，目前最新版本为1.02013.7.31。
　　（3）CFP4 Draft 0.1 于2014 年3 月2 日发布（目前唯一版本）。
　　CFP 管理接口规范2.0 发布于2011 年6 月30 日，涵盖3 种CFP 封装类型，此前版本只支持100G 客户侧光模块，从该版本开始新增对OIF MSA-100GLH DWDM光模块的支持。
100G 光模块框架结构：
（1）客户侧光模块
　　如表1所示，IEEE802.3ba规定了支持100GE接口类型，即 100GBASE- SR10、100GBASE- LR10、100GBASE-LR4 和 100GBASE-ER4 等，详细定义了各种类型支持的传输距离、光纤类型、支持速率和对应波长等。IEEE 802.3ba 定 义 了 100GE 的 速 率 为103.125Gbit/s。 OIF 定 义 了 两 种 CFP 类 型 ：4 波 长（4×25G，100GBASE- LR4/ER4）和 10 波长（10×10G，100GBASE-SR10/LR10）。