Análise de módulo óptico 400G

O módulo óptico 400G também é chamado de módulo transceptor óptico 400G, que é usado principalmente para conversão fotoelétrica. O sinal elétrico é convertido em um sinal óptico na extremidade de transmissão e, em seguida, transmitido através da fibra óptica. Na extremidade receptora, o sinal óptico é convertido em um sinal elétrico.

Como um componente eletrônico da conversão fotoelétrica, o módulo óptico pode ser amplamente utilizado na transmissão de dados. O módulo óptico tem sido amplamente utilizado nas áreas de banda larga de dados e comunicação de telecomunicações, e suas aplicações em FTTX, data center, monitoramento de segurança e rede inteligente também estão em desenvolvimento.

A enorme conexão de informações entre os data centers precisa de comunicação óptica, e o módulo óptico é o fator chave para determinar seu desempenho. O módulo óptico de comunicação do data center pode ser dividido em três tipos de acordo com o tipo de conexão, incluindo:

① Data center para usuário: gerado pelos comportamentos do usuário final, como navegação em páginas da web, envio e recebimento de e-mail e streaming de vídeo pela nuvem;

② Interconexão de data center: usado principalmente para replicação de dados e atualização de sistema

③ Data center interno: utilizado principalmente para armazenamento, geração e mineração de informações. De acordo com a previsão do Cisco', a comunicação interna do data center é responsável por mais de 70% da comunicação do data center.

A rede do portador é atualizada novamente. O homem é de 10G / 40G a 100G, e a rede de backbone é de 100G a 400G. No período comercial, o módulo de rede óptica será atualizado. A rede portadora é dividida principalmente em rede de backbone, rede provincial e rede de área metropolitana. A rede backbone e a rede provincial precisam de transmissão de alta velocidade e grande capacidade, e OTN e outras redes de transmissão adequadas para partículas grandes e de longa distância são preferidas. O homem é dividido em camada central, camada de convergência e camada de acesso. Diferentes níveis de redes de suporte fornecem diferentes capacidades de serviço de retorno médio por meio de taxas de porta diferentes, portanto, também é necessário usar módulos ópticos de retorno médio com requisitos de taxa diferentes.

Módulos ópticos também são constantemente atualizados. No geral, a camada de acesso de transmissão está atualizando de 10G para 25G / 50G, a camada de convergência de transmissão está atualizando de 40G / 100G para 50G / 100G, a camada de núcleo de transmissão também está atualizando de 100G para 200G e o sistema WDM está afundando rapidamente.

Em termos de qualidade, os módulos ópticos de baixa velocidade 1G / 10G são os principais dados tradicionais, enquanto os módulos ópticos de alta velocidade 40G / 100G / 400G são usados ​​em data centers em nuvem. Do ponto de vista da quantidade, o data center tradicional é dominado pelo tráfego norte-sul, enquanto o data center em nuvem melhorou seu tráfego na direção leste-oeste. O crescimento da conexão Leste-Oeste impulsionou o número de módulos ópticos de alta velocidade de servidor único, apresentando requisitos mais elevados para módulos ópticos.

Demorou 5 anos para as portas de taxa 10G iterarem para as portas 40Grate e 4 anos para as portas 40Grate atualizarem para portas de taxa 100G. Desde 2018, a indústria começou a implantar a 400Garchitecture. Após 100G, a indústria está caminhando para a implantação 400G.

Classificação de 400 módulos ópticos

Espera-se que QSFP-DD e OSFP se tornem o modo mainstream400Gpackaging. Em termos de forma de embalagem, os módulos 400Goptical podem ser divididos em CDFP, CFP8, OSFP, QSFP-DD, etc. Entre eles, QSFP-DD e OSFP têm mais vantagens em tamanho, capacidade de calor, consumo de energia, compatibilidade com versões anteriores e largura de banda do que outros 400Goptical pacotes de módulos, e se tornaram gradualmente as soluções convencionais.

Tipo de pacote do módulo 400 Gótico：

1 、 QSFP-DD

O nome completo de QSFP-DD é Quad fator de forma pequeno plugável de densidade dupla, Q refere-se a&Quad GG, significado de 4 vias, e DD refere-se a&de densidade dupla GG. Este esquema é uma extensão do QSFP, adicionando uma linha da interface original de 4 canais para 8 canais, o que é chamado de densidade dupla. Este esquema é compatível com o esquema QSFP, que é uma das principais vantagens do esquema. O módulo QSFP28 original ainda pode ser usado, basta inserir outro módulo. Seu diagrama esquemático é o seguinte:

2 、 OSFP

OSFP usa 8, 56g canais para realizar400Gbe para o módulo óptico OSFP. O sinal de 56gbe é formado por um laser DML 25G sob a modulação de pam4. Este padrão é um novo padrão de interface e não é compatível com a interface fotoelétrica existente.

O OSFP tem seu próprio radiador, seu tamanho é 100,4 * 22,58 * 13 mm ^ 3, que é muito menor que o CFP8, e seu consumo de energia é relativamente baixo, com um máximo de 15W. É um pouco maior do que o QSFP-DD em tamanho e, portanto, requer uma área maior de PCB. Os pinos de sua interface elétrica são diferentes dos do QSFP-DD, com uma fileira na parte superior e inferior, conforme mostrado na figura abaixo:

3 、 CWDM 8

O padrão é uma extensão do padrão cwdm4. A taxa de cada comprimento de onda é 50G, e 400G também pode ser realizada. O comprimento de onda é definido como:

De acordo com o padrão da indústria, diferentes formas de embalagem dos módulos 40OGoptical têm suas próprias desvantagens e vantagens

De acordo com o padrão da indústria, diferentes formas de embalagem dos módulos 40OGoptical têm suas próprias desvantagens e vantagens:

Módulo óptico 1.40OGCDFP - suporta hot swap; entretanto, devido à necessidade de transmissão paralela de 16 canais de sinais, o consumo de energia e o volume são grandes.

2. Módulo óptico 40OG COBO - pode usar a placa-mãe para dissipação de calor, boa dissipação de calor e tamanho pequeno; mas não suporta hot swap, por isso é difícil fazer a manutenção mais tarde.

3. Módulo óptico 40OG CFP8 - equivalente à expansão do CFP4, o número de canais é aumentado para 8 canais, que podem ser colocados rapidamente no mercado; mas o custo é alto, o tamanho e o consumo de energia são grandes.

4. Módulo óptico 40OG QSFP-DD - compatível com QSFP + / QSFP 28 existente, tamanho pequeno e manutenção conveniente.

5. Módulo óptico 40OG OSFP - com dissipador de calor integrado, pode melhorar muito o desempenho de dissipação de calor; entretanto, o novo padrão de interface não é compatível com a interface fotoelétrica existente, que é um pouco maior do que o QSFP-DD, requer uma área maior de placa de circuito impresso (PCB) e tem alto consumo de energia.

Em vista da situação atual do mercado, o módulo óptico 40OG QSFP-DD deverá se tornar o pacote principal do módulo óptico 40OG com as vantagens de miniaturização, integração e compatibilidade descendente.

Qual é a função do módulo óptico 400G?  

A principal função do módulo óptico 400G é melhorar a taxa de transferência de dados e maximizar a largura de banda e a densidade da porta do data center. A tendência futura do módulo óptico 400G é obter amplo ganho, baixo ruído, miniaturização e integração, e fornecer módulo de comunicação óptica de alta qualidade para rede sem fio de próxima geração e data center em escala ultra grande.

Quantos chips o módulo óptico 400G precisa? 

A China depende fortemente das importações de chips de módulo óptico 400G. Do ponto de vista do padrão de competição global da indústria de chips ópticos, o chip óptico de ponta da China' s com alta velocidade como principal característica é a taxa de autossuficiência insuficiente e a demanda por chips ópticos relacionados é extremamente dependente das importações . Portanto, embora o chip óptico precise usar apenas uma peça no módulo óptico 400G, ele tem uma relação de custo elevada e é a joia da coroa da cadeia de valor da indústria de módulos ópticos. Em módulos ópticos, os chips ópticos ocupam a extremidade de maior valor e, quanto maior a extremidade, maior é o custo dos chips ópticos. No módulo óptico 10G / 25G, o custo do chip óptico representa cerca de 30%, o custo do chip óptico no módulo óptico 40G / 100G representa cerca de 50% e o do módulo óptico 400G representa 70%.

Qual é a diferença entre o módulo óptico 400G e o módulo óptico 10G, 25G e 40G?

Embora os módulos ópticos 10G, 25G, 40G e até 100G tenham se tornado os principais no mercado, com a melhoria contínua da largura de banda, densidade de porta e consumo de energia do sistema, o módulo óptico 400G será um novo estágio para promover ainda mais a tecnologia a uma velocidade mais alta sistema. Comparado com os módulos ópticos 10G, 25G e 40G, a chegada do módulo óptico 400G fará com que a comunicação óptica entre em uma nova era. A comunicação óptica está mudando de uma detecção coerente de modulação de portadora única de módulo óptico de baixo nível para modulação de fase de nível de portadora múltipla e detecção coerente de matriz de multiplexação de polarização. Integração fotônica e integração eletrônica, a tecnologia ADC / DSP será a chave para a comercialização do módulo e sistema de comunicação óptica 400G. Com a necessidade urgente de padronização Ethernet, o requisito de paralelização óptica promoverá enormemente a tecnologia de integração fotônica.

Qual é o valor de mercado do módulo óptico 400G? 

Como todos sabemos, os produtos de tecnologia 100G estão maduros, 400G é o tema quente atual, a indústria está muito preocupada com o progresso do módulo óptico 400G. Atualmente, o R& amp; D e o progresso da produção em massa do módulo óptico 400G também é relativamente satisfatório. No cenário atual do mercado, com a crescente demanda por largura de banda de data centers de grande escala, o módulo de comunicação óptica 400G se tornou a melhor escolha para melhorar o desempenho do sistema e reduzir o custo da largura de banda. Com o advento da rede 5g na fase posterior, será outro fator positivo para o valor de mercado do módulo óptico 400.