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专题
2016/8/30 16:52

100G数据模块标准解读

C114中国通信网  林 楠

自2006年下半年开始,IEEE着手开始制定100G标准,到2010年6月融合40G/100G的IEEE 802.3ba规范获得批准。100G产品开始正式进入人们的视野,而100G的最早应用场景应该是在骨干网络。802.3ba标准解决了数据中心、运营商网络和其他流量密集高性能计算环境中数量越来越多的应用的宽带需求。而数据中心内部虚拟化和虚拟机数量的繁衍,以及融合网络业务、视频点播社交网络等的需求也是推动制订该标准的幕后力量。

由于IEEE发布802.3ba仅仅定义了100G CR4\SR10\LR4\ER4的标准要求,而IEEE802.3ba中定义的100G标准基本采用10G*10并行传输方式实现,因此总体光收发器与光纤链路的合并总体成本偏高,端口功耗高,同时多模光纤100G与40G接口与通道不统一,加上100G的市场实际需求还未真正到来,因此,IEEE802.3ba中无论是单模还是基于多模光纤技术所支持的100G应用并未形成规模化的应用趋势。

100G数据模块标准经过最近几年的发展,尤其是2015年2月正式发布IEEE802.3bm-2015,补充了100G多模\单模物理层指标后,100G数据模块,2014年MSA发布了100G PSM4 MSA及CLR4 MSA,2015年MSA推出了100G CWDM4 MSA,100G的应用已经形成了多种技术类型与联盟,光通信产业正式形成了100G多模单模全线产品技术规范,各大IC厂家也陆续推出了相应的芯片产品,100G 产业链逐步开始建立完善。

图1 100G 数据模块标准发展进程

到2016年,光通信已经真正开始进入100G时代,各大设备厂家的100G相关设备已经完成开发验证,光模块厂家也在大力推广其100G 产品,资讯商也已经开始在数据中心部署100G产品或实验网.

QSFP28 封装的100G产品,以其小于3.5W的功耗及优异的光电性能获得了数据中心用户的亲睐,大多数模块厂家已经停止了CFP4光模块的继续开发.目前QSFP28封装的模块已经确立了100G 数据产品的市场领导地位。

表1 CFP4与QSFP28 关键指标对比

100G市场目前以QSFP28封装的各类产品需求最为旺盛,包括QSFP28 SR4、QSFP28 PSM4、QSFP28 CLR4、QSFP28 CWDM4、QSFP28 LR4,全面覆盖从1米到10公里传输距离的应用,其中SR4,CLR4/CWDM4,PSM4因为需求量大,是目前市场重点关注的产品。

以满足100GBase-SR4标准的100G数据模块为例,此类光模块符合新的标准IEEE802.3bm,采用8芯多模光纤组成的4个通道并行传输,多模OM3与OM4光纤均支持100G应用。接口采用12芯MPO接口,其中中间4四芯光纤不启用,每个通道支持25G,传输模型与IEEE802.3ba中40GBase-SR4完全一致,收发器采用QSFP28,具体通道与接口如下图2所示:

图2:QSFP28模块通道与接口示意图

值得关注的是,目前光迅科技通过优化发射性能,已经大大提高了其并行多模光模块的传输距离,目前是为数不多的可以提供有效保障在OM3光纤传输距离超过210米或300米(OM4 光纤)产品的厂家之一。目前称该产品类型为eSR4,可以满足绝大部分数据中心主干应用长度覆盖范围,原基于40GBase-SR4的MTP/MPO的物理光纤链路可以直接升级为100G应用。光迅科技eSR4将解决并行多模光纤传输距离的瓶颈,很大程度提升了SR4光接口的可用性。其产品传输距离真正可以覆盖到300米,远超IEEE标准规定的100米,功耗低获得了不少用户的认可,目前该类产品已经开始批量生产。

100GBase-PSM4的数据模块采用同100GBase-SR4类似的管壳和接口形式,采用单模光纤作为传输介质,采用激光光源1310窗口,使用单模MTP/MPO光纤连接器进行对接。本模型可采用常规OS2单模光纤可以支持距离达到500米,在这个距离范围内PSM4模型的整体价格具有一定的竞争力。

100GBase-CLR4/WDM4是基于单模粗波分复用技术的100G传输模块,光纤收发器采用单模激光光源,采用LC双工接口,每芯光纤上支持4个长波段的信号传输,这4个发射窗口分别是1271nm,1291nm,1311nm,1331nm,每个波段传输25G。光纤收发器也是采用QSFP28小型化收发器,与传统单模10KM及以上的高昂的收发器成本不同,100GBase-CLR4/CWDM4基于2KM长度的光收发器的成本具有一定的价格竞争力。同时,光迅科技的100G QSFP28 CLR4产品传输距离大大扩展,可以为客户提供更为方便的应用场景选择。

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