800G OSFP 光模块演进路线

路线一:EML路线 800G DR8 O.

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。

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