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对于100G光模块，你了解多少？

已有 413 次阅读2019-10-17 15:46 | 100G光模块

　　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？https://www.gigalight.com/cn/100g-ethernet-optical-transceivers.html

　　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，4λx25G 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，4λx25G CWDM	单模光纤，2 km
100G SWDM4	SWDM行业联盟	双工LC，多模光纤，850–950 nm，4λx25G SWDM	OM3，TBD WBMMF，4TB
100G CLR4	100G CLR4行业联盟	双工LC，单模光纤，1271–1331 nm，4λx25G 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。