随着5G、loT和云数据中心对高带宽的巨大需求，400G以太网的关注已经持续了几年。思科、Arista和juniper等供应商正在开发和测试400G以太网技术。作为互联光网络的关键硬件设备，400G收发器将成为行业主流是毫无争议的。还对400G收发器感到好奇吗?本文将为您全面介绍不同类型的400G收发器的不同特性，包括应用、接口标准和外形因素。
收发器应用程序
光模块根据收发器的用途可分为客户端收发器和线端收发器两类。
用于客户端传输的400G以太网收发器
客户端收发器用于城域网络和光骨干网之间的互连。术语“客户端”指的是与线路侧相比相对较短的距离，通常从50米到10公里，只有一个收发器连接到光纤，因此不需要相干光学。IEEE和MSA对各种收发器接口进行了标准化。最重要的是，它有一个公认的标准化接口，用于网络连接。PAM4已被IEEE 802.3bs选择用于400GE客户端传输。
400G相干收发器线侧传输
与客户端不同，线路端使用DWDM可以达到80km甚至更远的传输距离。相干技术有望实现400G线侧传输。OIF一直致力于为DCI和其他地铁/接入应用标准化400G相干DWDM接口。相干传输的信号处理要比短距离PAM4数据中心传输大得多，后者比客户端传输需要更多的dsp和功率。
接口标准
收发器接口由接口标准定义。400G以太网常用标准及对应接口如下图所示。
| 接口标准 | 接口 | 链接距离 | 媒体类型 | 光学架构 |
|---|---|---|---|---|
| IEEE 802.3 b | 400年gbase-sr16 | 100米 | MMF | 16× 25G NRZ 850nm |
| 400年gbase-dr4 | 500米 | SMF | 4× 100G PAM4 1300nm | |
| 400年gbase-fr8 | 2公里 | SMF | 8× 50g pam4 WDM | |
| 400年gbase-lr8 | 10公里 | SMF | 8× 50g pam4 WDM | |
| IEEE P802.3cm | 400年gbase-sr8 | 100米 | MMF | 8× 50G PAM4 850nm |
| 400年gbase-sr4.2 | 100米 | MMF | 8× 50G PAM4 BiDi 850/910nm | |
| IEEE P802.3cn | 400年gbase-er8 | 40公里 | SMF | 8× 50g pam4 WDM |
| IEEE P802.3ct | 400年gbase-zr | 80公里 | SMF | 连贯的密集波分复用 |
| 100G Lambda MSA | 400年gbase-fr4 | 2公里 | SMF | 4× 100g pam4 CWDM |
| 400年gbase-lr4 | 10公里 | SMF | 4× 100g pam4 CWDM | |
| CWDM8 MSA | 400年g-cwdm8-2 | 2米至2公里 | SMF | 8× 50g CWDM |
| 400年g-cwdm8-10 | 2米至10公里 | SMF | 8× 50g CWDM |
注意:400GBASE-SR16尚未由任何收发器供应商发布。由于400GBASE-SR16接口对光纤数量要求较高(每双工链路32根光纤)，因此该标准预计不会进入400G收发器市场。
400G收发器的外形尺寸
目前主流的400G规格有几种，400G QSFP-DD、OSFP、CFP8、COBO等，有的已经投入市场，有的还在设计阶段。
- CFP8是第一代400G收发器，具有相对较大的物理尺寸，提供最低的端口密度。
- COBO被命名为机载光学联盟，在受控环境中安装在线卡设备内部，因此缺乏灵活性。
- OSFP是Octal Small Form Factor Pluggable的缩写，是一种新型的可插拔式形状因子。有一些公司已经在网站上销售400G OSFP收发器。
- 400G QSFP-DD收发器是目前市场上最受欢迎的光模块之一，已由Finisar, Innolight, FS.COM等公司推出和生产。
下表包括OSFP、QSFP-DD和CFP8这三种主要形式的尺寸、兼容性、功率等的详细比较。
| OSFP | QSFP-DD | CFP8 | |
|---|---|---|---|
| 应用场景 | 数据中心与电信 | 数据中心 | 电信 |
| 大小 | 22.58mm× 107.8mm× 13mm | 18.35mm× 89.4mm× 8.5mm | 40mm× 102mm× 9.5mm |
| 最大功耗 | 15 w | 12 w | 24 w |
| 向后兼容QSFP28 | 通过适配器 | 是的 | 没有 |
| 电信号(Gbps) | 8×50克 | 8×50克 | 8×50克 |
| 交换机端口密度(1RU) | 36 | 36 | 16 |
| 媒体类型 | MMF & SMF | MMF & SMF | MMF & SMF |
| 热插拔 | 是的 | 是的 | 是的 |
| 热管理 | 直接 | 间接 | 间接 |
| 支持800克 | 是的 | 没有 | 没有 |
在这三种收发器的外形因素中，CFP8明显缺乏密度，不像其他两个400G收发器。OSFP模块在设计时考虑了800G。QSFP-DD的主要优点是其高密度、小尺寸和前向兼容性，它支持QSFP28，可以更容易地迁移到400G以太网，满足行业对高速和高密度网络的需求。因此，QSFP-DD预计将成为400G以太网应用的最合适的形式。
总结
除了上述400G收发器的类别外，光纤模式、波长等也是光收发器分类中所使用的共同特征，这里不再作进一步说明。高速数据传输的需求正在飞速增长。随着收发器市场的转变，我们可以期待400G以太网在下一代数据中心的部署，以及400G光收发器在不久的将来的普及。虽然两个400G收发机测试的机遇与挑战存在于研究阶段，400G以太网仍是必然趋势。
文章来源
https://community.fs.com/blog/400g-ethernet-400g-transceiver.html
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