Analisi del modulo ottico 400G

Il modulo ottico 400G è anche chiamato modulo ricetrasmettitore ottico 400G, che viene utilizzato principalmente per la conversione fotoelettrica. Il segnale elettrico viene convertito in un segnale ottico all'estremità di trasmissione e quindi trasmesso attraverso la fibra ottica. All'estremità ricevente, il segnale ottico viene convertito in un segnale elettrico.

Come componente elettronico della conversione fotoelettrica, il modulo ottico può essere ampiamente utilizzato nella trasmissione dei dati. Il modulo ottico è stato ampiamente utilizzato nei settori della banda larga di dati e della comunicazione delle telecomunicazioni e si stanno sviluppando anche le sue applicazioni in FTTX, data center, monitoraggio della sicurezza e smart grid.

L'enorme connessione di informazioni tra i data center richiede la comunicazione ottica e il modulo ottico è il fattore chiave per determinarne le prestazioni. Il modulo ottico di comunicazione del data center può essere suddiviso in tre tipologie in base al tipo di connessione, tra cui:

① Data center all'utente: generato dai comportamenti dell'utente finale come la navigazione nelle pagine web, l'invio e la ricezione di e-mail e lo streaming video attraverso il cloud;

② Interconnessione data center: utilizzata principalmente per la replica dei dati e l'aggiornamento del sistema

③ Data center interno: utilizzato principalmente per l'archiviazione, la generazione e il mining di informazioni. Secondo le previsioni di Cisco&# 39, la comunicazione interna del data center rappresenta oltre il 70% della comunicazione del data center.

La rete portante viene aggiornata. L'uomo è da 10G / 40G a 100G e la rete backbone va da 100G a 400G. Nel periodo commerciale, il modulo di rete ottica sarà aggiornato. La rete portante è principalmente suddivisa in rete dorsale, rete provinciale e rete dell'area metropolitana. La rete dorsale e la rete provinciale richiedono una trasmissione ad alta velocità e di grande capacità, mentre OTN e altre reti di trasmissione adatte per particelle di grandi dimensioni e lunga distanza sono preferite. L'uomo è suddiviso in strato centrale, strato di convergenza e strato di accesso. Diversi livelli di reti portanti forniscono diverse capacità di servizio di ritorno medio attraverso diverse velocità di porta, quindi è anche necessario utilizzare moduli ottici di ritorno medio con requisiti di velocità diversi.

Anche i moduli ottici vengono costantemente aggiornati. Nel complesso, il livello di accesso alla trasmissione sta passando da 10G a 25G / 50G, il livello di convergenza della trasmissione sta passando da 40G / 100G a 50G / 100G, anche il livello di trasmissione centrale sta aggiornando da 100G a 200G e il sistema WDM sta affondando rapidamente.

In termini di qualità, i moduli ottici a bassa velocità 1G / 10G sono i principali dati tradizionali, mentre i moduli ottici ad alta velocità 40G / 100G / 400G sono utilizzati nei data center cloud. Dal punto di vista della quantità, il data center tradizionale è dominato dal traffico nord-sud, mentre il data center cloud ha migliorato il proprio traffico in direzione est-ovest. La crescita della connessione Est-Ovest ha spinto il numero di moduli ottici ad alta velocità per server singolo, presentando requisiti più elevati per i moduli ottici.

Ci sono voluti 5 anni perché le porte con velocità 10G iterassero alle porte 40Grate e 4 anni per le porte 40Grate per l'aggiornamento a porte con velocità 100G. Dal 2018, l'industria ha iniziato a distribuire l'architettura 400G. Dopo 100G, l'industria si sta muovendo verso la distribuzione di 400G.

Classificazione di 400 moduli ottici

Si prevede che QSFP-DD e OSFP diventeranno la modalità di imballaggio 400G mainstream. In termini di forma dell'imballaggio, i moduli 400Goptical possono essere suddivisi in CDFP, CFP8, OSFP, QSFP-DD, ecc. Tra questi, QSFP-DD e OSFP hanno più vantaggi in termini di dimensioni, capacità termica, consumo energetico, compatibilità con le versioni precedenti e larghezza di banda rispetto ad altri 400Goptical pacchetti di moduli e sono gradualmente diventate le soluzioni tradizionali.

Tipo di pacchetto di 400 Modulo ottico：

1 、 QSFP-DD

Il nome completo di QSFP-DD è Quad small form factor pluggable double density, Q si riferisce a" Quad" ;, significato a 4 vie e DD si riferisce a" doppia densità" ;. Questo schema è un'estensione di QSFP, che aggiunge una riga dall'interfaccia originale a 4 canali a 8 canali, che è chiamata doppia densità. Questo schema è compatibile con lo schema QSFP, che è uno dei principali vantaggi dello schema. Il modulo QSFP28 originale può ancora essere utilizzato, basta inserire un altro modulo. Il suo diagramma schematico è il seguente:

2 、 OSFP

OSFP utilizza 8 canali da 56 g per realizzare 400 Gbe per il modulo ottico OSFP. Il segnale 56gbe è formato da un laser DML 25G sotto la modulazione di pam4. Questo standard è un nuovo standard di interfaccia e non è compatibile con l'interfaccia fotoelettrica esistente.

OSFP ha il proprio radiatore, la sua dimensione è 100,4 * 22,58 * 13 mm ^ 3, che è molto più piccola di CFP8, e il suo consumo energetico è relativamente basso, con un massimo di 15 W. È leggermente più grande del QSFP-DD e quindi richiede un'area più ampia del PCB. I pin della sua interfaccia elettrica sono diversi da quelli del QSFP-DD, con una riga in alto e in basso, come mostrato nella figura sotto:

3 、 CWDM 8

Lo standard è un'estensione dello standard cwdm4. La velocità di ciascuna lunghezza d'onda è 50G e può essere realizzata anche 400G. La lunghezza d'onda è definita come:

Secondo lo standard del settore, le diverse forme di confezionamento dei moduli 40OGoptical presentano i propri svantaggi e vantaggi

Secondo lo standard del settore, le diverse forme di imballaggio dei moduli 40OGoptical presentano i propri svantaggi e vantaggi ：

Modulo ottico 1.40OGCDFP - supporta hot swap; tuttavia, a causa della necessità di trasmissione parallela di 16 canali di segnali, il consumo energetico e il volume sono elevati.

2. Modulo ottico 40OG COBO - può utilizzare la scheda madre per dissipare il calore, buona dissipazione del calore e dimensioni ridotte; ma non supporta l'hot swap, quindi è difficile mantenerlo in seguito.

3. Modulo ottico 40OG CFP8 - equivalente all'espansione di CFP4, il numero di canali è aumentato a 8 canali, che possono essere rapidamente immessi sul mercato; ma il costo è elevato, le dimensioni e il consumo energetico sono elevati.

4. Modulo ottico 40OG QSFP-DD - compatibile con QSFP + / QSFP 28 esistenti, dimensioni ridotte e manutenzione conveniente.

5. Modulo ottico 40OG OSFP - con dissipatore di calore integrato, può migliorare notevolmente le prestazioni di dissipazione del calore; tuttavia, il nuovo standard di interfaccia non è compatibile con l'interfaccia fotoelettrica esistente, che è leggermente più grande del QSFP-DD, richiede un'area più ampia del circuito stampato (PCB) e ha un elevato consumo energetico.

In considerazione dell'attuale situazione del mercato, si prevede che il modulo ottico 40OG QSFP-DD diventi l'imballaggio principale del modulo ottico 40OG con i vantaggi della miniaturizzazione, integrazione e compatibilità verso il basso.

Qual è la funzione del modulo ottico 400G?  

La funzione principale del modulo ottico 400G è migliorare il throughput dei dati e massimizzare la larghezza di banda e la densità delle porte del data center. La tendenza futura del modulo ottico 400G è quella di ottenere un ampio guadagno, basso rumore, miniaturizzazione e integrazione e fornire un modulo di comunicazione ottica di alta qualità per la rete wireless di prossima generazione e il data center su larga scala.

Di quanti chip ha bisogno il modulo ottico 400G? 

La Cina fa molto affidamento sulle importazioni di chip per moduli ottici 400G. Dal punto di vista del modello di concorrenza globale dell'industria dei chip ottici, il chip ottico di fascia alta della Cina&ad alta velocità poiché la caratteristica principale è un tasso di autosufficienza insufficiente e la domanda di chip ottici correlati dipende estremamente dalle importazioni . Pertanto, sebbene il chip ottico debba utilizzare solo un pezzo nel modulo ottico 400G, ha un rapporto di costo elevato ed è il gioiello della corona della catena del valore del settore dei moduli ottici. Nei moduli ottici, i chip ottici occupano l'estremità di valore più alto e maggiore è la fine, maggiore è il costo dei chip ottici. Nel modulo ottico 10G / 25G, il costo del chip ottico rappresenta circa il 30%, il costo del chip ottico nel modulo ottico 40G / 100G rappresenta circa il 50% e quello del modulo ottico 400G rappresenta il 70%.

Qual è la differenza tra il modulo ottico 400G e il modulo ottico 10G, 25G e 40G?

Sebbene i moduli ottici 10G, 25G, 40G e persino 100G siano diventati il ​​mainstream nel mercato, con il continuo miglioramento della larghezza di banda, della densità delle porte e del consumo energetico del sistema, il modulo ottico 400G sarà una nuova fase per promuovere ulteriormente la tecnologia a una velocità maggiore sistema. Rispetto ai moduli ottici 10G, 25G e 40G, l'arrivo del modulo ottico 400G farà entrare la comunicazione ottica in una nuova era. La comunicazione ottica sta cambiando dal rilevamento coerente con modulazione a portante singola del modulo ottico di fascia bassa alla modulazione di fase a livello di portante multiplo e al rilevamento coerente di matrice del multiplexing di polarizzazione. Integrazione fotonica e integrazione elettronica, la tecnologia ADC / DSP sarà la chiave per la commercializzazione del modulo e del sistema di comunicazione ottica 400G. Con l'urgente necessità di standardizzazione Ethernet, il requisito della parallelizzazione ottica promuoverà notevolmente la tecnologia di integrazione fotonica.

Qual è il valore di mercato del modulo ottico 400G? 

Come tutti sappiamo, i prodotti della tecnologia 100G sono maturi, 400G è l'attuale tema caldo, l'industria è molto preoccupata per il progresso del modulo ottico 400G. Al giorno d'oggi, l'amplificatore R GG; Anche il progresso della produzione di massa D e del modulo ottico 400G è relativamente soddisfacente. Nell'attuale contesto del mercato, con la crescente domanda di larghezza di banda del data center su larga scala, il modulo di comunicazione ottica 400G è diventato la scelta migliore per migliorare le prestazioni del sistema e ridurre il costo della larghezza di banda. Con l'avvento della rete 5g nella fase successiva, sarà un altro fattore trainante positivo per il valore di mercato del modulo ottico 400.