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800G OSFP 光模块演进路线

Posted on 2023-08-262024-01-30 by ICT百科

路线一:EML路线

800G DR8 OSFP光模块采用8颗100G EML激光器,激光器数量多,成本高,是目前技术最成熟的一个方案。未来有望实现800G DR4 OSFP,激光器数量减半,成本降低,长期有望接近400G光模块的价格。

路线二:硅光路线

800G硅光目前多采用双激光器驱动方案,复用了当前400G DR4方案。成本上要更低于EML方案。未来会发展为单激光器驱动方案,采用薄膜铌酸锂调制器降低光路损耗,可实现单颗CW激光器驱动8路光信号,目前还处于样品阶段,量产时间未定。

硅光单激光器方案预计在2025年可实现量产,届时,800G DR8硅光模块在成本上会进一步降低,但目前主流还是双激光器硅光方案。

800G 2xFR4 OSFP 演进路线

800G 2xFR4采用2套4波CWDM波长的100G EML激光器,每套包含4个激光器,未来会发展为FR4采用4颗CWDM波长200G EML激光器,MSA的800G光模块-FR场景下的4x200G技术分析。

因为800G FR4需要4个波长CWDM激光器,硅光方案将同样需要采用4个波长的CWDM激光器,因此硅光方案不具备成本优势,主流为EML方案,暂时没有厂商研究硅光方案。

800G SR8 OSFP 演进路线

800G SR8采用8颗VCSEL激光器,传输距离为50m(OM3),由于距离端,应用场景较400G SR8受到更多限制。通过10G、25G、50G、100G SR光模块的传输距离对比,我们可以看到VCSEL激光器单通速率越高,它的传输距离几乎是对半减少的。

随着光模块单通道速率越来越高,VCSEL进入到了瓶颈期。预计到1.6T光模块时代时,若1.6T光模块采用VCSEL激光器,距离还会进一步缩短,对于客户选择来说,1.6T的线缆方案在成本上会是一个更优选,所以预计未来VCSEL激光器会退出1.6T光模块市场。

从CPO到LPO

  • CPO

相较于传统方案,通过上图可以看到,CPO方案减少了一颗DSP芯片,在功耗和成本上进一步降低。同时,CPO方案采用了光电共封装的形式,直接将交换芯片(实现光电转换功能的)封装到了光模块上,减少了交换机到光模块的电信号损耗,从而降低了时延和整体功耗。

由于光电共封装的原因,问题也因此产生了,由于要把交换机芯片封装到光模块上,那么这个封装由光模块还是交换机厂商来封装就成了问题,同时,如果坏了一个光电芯片组,怎么维修,谁来维修等,在技术上存在很多问题。因此,真正大规模量产应用至少3年以后,甚至可能长期在一个概念的状态。

  • LPO

作为传统方案的替代方案,LPO方案一经推出就收获了广泛关注。LPO方案采用LPO线性直驱的技术把DSP替换掉,使用高线性度、具备EQ功能的TIA和DRIVER芯片,功耗大幅降低。但是延迟提升,系统误码率和传输距离有所牺牲。因此,LPO暂时用于特定领域(短距离),但未来可能会用于500m以内,满足数据中心最大的需求。

LPO技术高度依赖交换机芯片性能的开放和提升,如T51.2T的Tomahawk 5在信号恢复方面的功能提升。整体上来讲,LPO作为光模块的一个封装形式,是可插拔光模块向下演进的技术路线,相较于CPO方案更容易实现、确定性更强。

总结

  • EML激光器方案将是800G光模块未来两年的主流方案,EML需求将会大幅增加。
  • 硅光方案相比EML方案更具成本优势,但批量生产还面临一些挑战,长期可靠性还需要进一步验证。
  • 下一代4X200G的800G光模块将会带来更大的成本优势,长期成本有望接近400G光模块。
  • LPO光模块具有功耗和成本优势,给用户带来价值,但面临诸多技术挑战,还需要一段时间进行沉淀。

往期推荐:

  • 从400G的部署经验,看800G数据中心的升级
  • 数据中心的800G是使用PAM4还是相干技术?
  • 800G相干与PAM4光模块架构
  • 单波长800G方案的可商用性

相关文档:

  • 800G光模块行业报告.pdf
  • 高速光模块400G 800G QSFP-DD 硬件协议.pdf
  • 诺基亚800GE路由应用分析.pdf
  • 400G技术概述.ppt
  • 单波400G长距光传输技术白皮书.pdf
Category: 5G, 光器件与模块

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博主
李东霏
【香农信息技术研究院】

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4G 5G 5G NR 5G前传 5G承载 6G 50G PON 400G 800G DWDM F5G FDD FlexE G.654E G.709 GPON ISI LTE MIMO MPLS ODN Open RAN OSNR OTN PON ROADM Segment Routing SPN SRv6 TDD WDM 光与技术 光模块 光纤 区块链 华为 参考信号 同步 天线增益 数据中心 波长 相干技术 空芯光纤 诺基亚 路由器
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