400G收发器形式因素的发展趋势:
随着新技术的出现,采用新的形式因素和特点并不是什么新鲜事。400G时代即将到来,就像之前的技术周期一样,400G市场将针对特定的网络应用提供不同的收发器形式的因素。
下一代收发器外形因子有三个共同属性:外形系数小、低功耗和所有系统供应商之间的互操作性。了解100G收发信机市场的发展方式,将有助于我们了解400G技术的引入。
服务提供商需要一个可插拔的收发器来实现长距离覆盖和专用技术,如相干检测。数据中心团队需要一个低能耗和低成本的短范围(高达2公里)应用程序的解决方案。
CFP形式因子是第一个100G可插拔收发器,为短和长覆盖应用提供支持,但非常大,消耗高数量的功率(12W)。随着技术和组件在尺寸和功耗方面的改进,较小的CFP2和CFP4被引入市场。尽管技术有所改进,但针对100G和200G的嵌入式相干技术目前仍仅在CFP和CFP2的形式因素上可用。
与此同时,超规模的数据中心由于对额外带宽容量的惊人需求,已经为各种短范围应用程序(DAC、PSM4、CWDM4和SR4)推出了QSFP28的形式因素。QSFP28已经有了广泛的适应性,并提供了一个比CFP形式因子更小的形式因子和更低的功耗。
理解100G应用程序背后的问题对于预测400G将如何被采用非常重要。
谁需要400G可插拔收发器?
为哪个应用程序?
技术成熟度如何?
是否与以前的形式因素有任何互操作性?
按照与100G相同的逻辑,400G是大型数据中心的优先级,以及在较低规模下的服务提供商的优先级。
400G需要PAM4调制来进行传输,这使得传输范围更具挑战性。最初的400G收发器范围将被限制在几公里以内。更长的覆盖范围将需要相干检测及其支持技术,包括放大和色散补偿。
与100G一样,400G也将根据预期的应用程序看到类似的采用。最有可能是数据中心的专用形式因素,另一个是长期应用的应用。早期的400G技术发展避免了100G所采用后的“中间”形式因素(即CFP2、CFP4)。
400G将被引入为接入网和数据中心的两个形式因素。
1.QSFP56-DD(也称为QSFP-DD的QSFP双密度)
2.OSFP(用于Octal SFP)
这两个形式因素都是在电气侧运行8个x的50G PAM4通道,而光学侧可以是8个50G PAM4激光器或4个100G PAM4激光器。在四激光器设计中,我们增加了一个“变速箱”,将8x 50G PAM4电气转换为4x 100G PAM4。
QSFP56-DD由QSFP-DD MSA联盟定义,而OSFP由OSFP MSA组(www.htfwdm.com.)定义。这两个形式因素是相似的,但有三个关键的区别:
OSFP比QSFP-DD(<12W*)允许更多的功率(< 15W*)。OSFP允许早期采用,因为它发布针对15W设计的技术比12W更容易。
QSFP-DD端口向后兼容QSFP+(40G)、QSFP28(100G)和QSFP56(200G)。OSFP端口需要一个从QSFP到OSFP的转换器模块。 OSFP将热管理直接集成到形式因素中,而QSFP-DD则没有。
QSFP-DD和OSFP都适用于直流内部应用,包括DAC、AOC和高达2公里的光连接。其他的变体正在开发中,以支持数据中心互连(DCI)与更长的覆盖范围和其他技术,如DWDM超级通道。
其他变异使用相干检测技术,将支持高达80公里的道路上。除了驾驶更远的距离,CFP8打开了门到800G。800GbpsPAM4调制DSP,相干检测和激光器复用到CFP8的16x电通道,可以实现800G,显然,这项技术还遥遥领先。