Analiza optičkog modula od 400G

Optički modul 400G naziva se i optički primopredajni modul 400G, koji se uglavnom koristi za fotoelektričnu pretvorbu. Električni signal pretvara se u optički signal na kraju odašiljanja, a zatim prenosi kroz optičko vlakno. Na prijemnom kraju, optički signal pretvara se u električni signal.

Kao elektronička komponenta fotoelektrične pretvorbe, optički modul može se široko koristiti u prijenosu podataka. Optički modul široko se koristi u područjima podatkovne širokopojasne i telekomunikacijske komunikacije, a razvijaju se i njegove primjene u FTTX-u, podatkovnom centru, sigurnosnom nadzoru i pametnoj mreži.

Golema informacijska veza između podatkovnih centara treba optičku komunikaciju, a optički modul je ključni faktor za određivanje njegovih performansi. Optički modul komunikacijskog centra podataka može se podijeliti u tri vrste prema vrsti veze, uključujući:

① Data centar za korisnika: generiran ponašanjem krajnjeg korisnika, poput pregledavanja web stranica, slanja i primanja e-pošte i strujanja video zapisa kroz oblak;

Inter Međusobno povezivanje podatkovnog centra: uglavnom se koristi za replikaciju podataka i nadogradnju sustava

Internal Interni podatkovni centar: uglavnom se koristi za pohranu podataka, generiranje i rudarenje. Prema predviđanju Cisco GG-a, interna komunikacija podatkovnog centra čini više od 70% komunikacije podatkovnog centra.

Mreža donositelja se nadograđuje natrag. Čovjek je od 10G / 40G do 100G, a okosnica je od 100G do 400G. U komercijalnom razdoblju modul optičke mreže bit će nadograđen. Nositeljska mreža uglavnom se dijeli na okosnicu, provincijsku mrežu i gradsku mrežu. Okosnična mreža i provincijska mreža trebaju prijenos velike brzine i velikog kapaciteta, a preferiraju se OTN i druge prijenosne mreže prikladne za velike čestice i velike udaljenosti. Čovjek se dijeli na temeljni sloj, sloj konvergencije i pristupni sloj. Različite razine donosnih mreža pružaju različit kapacitet usluge povratka srednjeg protoka kroz različite brzine priključka, pa je također potrebno koristiti optičke module s povratom srednje veličine s različitim zahtjevima brzine.

Optički moduli se također stalno ažuriraju. Sveukupno, pristupni sloj prijenosa nadograđuje se s 10G na 25G / 50G, sloj konvergencije prijenosa nadograđuje se s 40G / 100G na 50G / 100G, sloj prijenosne jezgre također se nadograđuje sa 100G na 200G, a WDM sustav brzo tone.

Što se tiče kvalitete, optički moduli brzine 1G / 10G glavni su tradicionalni podaci, dok se optički moduli brzine 40G / 100G / 400G koriste u podatkovnim centrima u oblaku. Iz perspektive kvantiteta, tradicionalnim podatkovnim centrom dominira promet sjever-jug, dok je oblačni podatkovni centar poboljšao svoj promet u smjeru istok-zapad. Rast veze Istok-Zapad potaknuo je broj brzih optičkih modula jednog poslužitelja, postavljajući veće zahtjeve za optičke module.

Trebalo je 5 godina da porta s brzinom od 10G izvrše iteraciju do priključaka od 40Grate, a 4 godine za priključke za40Grate da se nadograde na priključke sa brzinom od 100G. Od 2018. godine industrija je počela primjenjivati ​​400Garhitektura. Nakon 100G, industrija se kreće prema 400G zapošljavanju.

Klasifikacija 400Goptičkih modula

Očekuje se da će QSFP-DD i OSFP postati glavni način pakiranja 400G. Što se tiče oblika pakiranja, 400Goptical moduli se mogu podijeliti na CDFP, CFP8, OSFP, QSFP-DD itd. Među njima, QSFP-DD i OSFP imaju više prednosti u veličini, toplinskom kapacitetu, potrošnji energije, povratnoj kompatibilnosti i propusnosti od ostalih 400Goptical paketima modula i postupno su postali glavna rješenja.

Tip paketa 400Goptički modul：

1, QSFP-DD

Puni naziv QSFP-DD je Quad male forme priključive dvostruke gustoće, Q se odnosi na&"; Quad"", četverosmjerno značenje, a DD se odnosi na&"; dvostruka gustoća GG". Ova je shema proširenje QSFP-a, dodajući jedan redak s izvornog 4-kanalnog sučelja na 8-kanalni, što se naziva dvostrukom gustoćom. Ova je shema kompatibilna sa shemom QSFP, što je jedna od glavnih prednosti sheme. Izvorni QSFP28 modul i dalje se može koristiti, samo umetnite drugi modul. Njegov shematski dijagram je sljedeći:

2, OSFP

OSFP koristi 8, 56g kanala za realizaciju 400Gbe za OSFP optički modul. Signal od 56 gbe formira 25G DML laser pod modulacijom pam4. Ovaj je standard novi standard sučelja i nije kompatibilan sa postojećim fotoelektričnim sučeljem.

OSFP ima vlastiti radijator, veličina mu je 100,4 * 22,58 * 13 mm ^ 3, što je puno manje od CFP8, a potrošnja energije je relativno niska, s maksimalnih 15 W. Veličina je nešto veća od QSFP-DD i stoga joj je potrebno veće područje PCB-a. Pribadače njegovog električnog sučelja razlikuju se od zatiča QSFP-DD, s redom na vrhu i dnu, kao što je prikazano na donjoj slici:

3, CWDM 8

Standard je produžetak cwdm4 standarda. Brzina svake valne duljine je 50G, a može se realizirati i 400G. Valna duljina definirana je kao:

Prema industrijskom standardu, različiti oblici pakiranja 40OGoptičkih modula imaju svoje nedostatke i prednosti

Prema industrijskim standardima, različiti oblici pakiranja 40OGoptičkih modula imaju svoje nedostatke i prednosti:

Optički modul 1.40OGCDFP - podržava zamjenu tijekom rada; međutim, zbog potrebe za paralelnim prijenosom 16 kanala signala, potrošnja energije i glasnoća su velike.

2. 40OG optički modul COBO - može koristiti matičnu ploču za odvođenje topline, dobro odvođenje topline i male veličine; ali ne podržava zamjenu tijekom rada, pa ga je kasnije teško održavati.

3. 40OG CFP8 optički modul - ekvivalentno proširenju CFP4, broj kanala se povećava na 8 kanala, koji se mogu brzo staviti na tržište; ali trošak je velik, veličina i potrošnja energije su velike.

4. 40OG QSFP-DD optički modul - kompatibilan sa postojećim QSFP + / QSFP 28, male veličine i prikladnog održavanja.

5. 40OG OSFP optički modul - s integriranim hladnjakom, može uvelike poboljšati performanse odvođenja topline; međutim, novi standard sučelja nije kompatibilan sa postojećim fotoelektričnim sučeljem, koje je nešto veće od QSFP-DD, zahtijeva veću površinu tiskanih pločica (PCB) i ima veliku potrošnju energije.

S obzirom na trenutnu tržišnu situaciju, očekuje se da optički modul 40OG QSFP-DD postane glavno pakiranje optičkog modula 40OG s prednostima minijaturizacije, integracije i kompatibilnosti prema dolje.

Koja je funkcija optičkog modula 400G?  

Glavna funkcija optičkog modula 400G je poboljšati protok podataka i maksimizirati propusnost i gustoću priključaka podatkovnog centra. Budući trend optičkog modula 400G je postizanje širokog pojačanja, malo šuma, minijaturizacija i integracija, te pružanje visokokvalitetnog optičkog komunikacijskog modula za bežičnu mrežu sljedeće generacije i podatkovni centar ultra velikih razmjera.

Koliko čipova treba optički modul 400G? 

Kina se u velikoj mjeri oslanja na uvoz čipova optičkih modula od 400G. Iz perspektive uzorka globalne konkurencije u industriji optičkih čipova, vrhunski optički čip China GG-a s velikom brzinom kao glavnom značajkom je nedovoljna stopa samodostatnosti, a potražnja za srodnim optičkim čipovima izuzetno ovisi o uvozu . Stoga, iako optički čip treba koristiti samo jedan komad u optičkom modulu 400G, on ima visoki omjer troškova i krunski je dragulj lanca vrijednosti industrije optičkih modula. U optičkim modulima optički čipovi zauzimaju kraj s najvećom vrijednošću, a što je veći kraj, to su i troškovi optičkih čipova veći. U optičkom modulu 10G / 25G trošak optičkog čipa iznosi oko 30%, trošak optičkog čipa u optičkom modulu 40G / 100G čini oko 50%, a optički modul 400G čini 70%.

Koja je razlika između optičkog modula 400G i optičkog modula 10G, 25G i 40G?

Iako su optički moduli 10G, 25G, 40G, pa čak i 100G postali glavni na tržištu, uz neprestano poboljšanje propusnosti, gustoće priključaka i potrošnje energije sustava, 400G optički modul bit će nova faza za daljnje promicanje tehnologije na veću brzinu sustav. U usporedbi s optičkim modulima 10G, 25G i 40G, dolazak optičkog modula 400G učinit će optičku komunikaciju u novom dobu. Optička komunikacija mijenja se od koherentne detekcije modulacije s jednim nosačem donjeg optičkog modula do fazne modulacije s više nosača i koherentne detekcije polarizacijskog multipleksiranja. Fotonska integracija i elektronička integracija, ADC / DSP tehnologija bit će ključ komercijalizacije 400G optičkog komunikacijskog modula i sustava. Uz hitnu potrebu standardizacije Etherneta, zahtjev za optičkom paralelizacijom uvelike će promovirati tehnologiju fotonske integracije.

Koja je tržišna vrijednost optičkog modula 400G? 

Kao što svi znamo, 100G tehnološki proizvodi su zreli, 400G je trenutno aktualna tema, a industrija je vrlo zabrinuta zbog napretka optičkog modula od 400G. U današnje vrijeme R& D i napredak masovne proizvodnje optičkog modula od 400G također je relativno zadovoljavajući. U trenutnoj pozadini tržišta, s rastućom potražnjom za propusnošću širokopojasnog podatkovnog centra, optički komunikacijski modul 400G postao je najbolji izbor za poboljšanje performansi sustava i smanjenje troškova propusnosti. Pojavom 5g mreže u kasnijoj fazi to će biti još jedan pozitivan pokretački čimbenik za tržišnu vrijednost 400 optičkih modula.