Analiza modułu optycznego 400G

Moduł optyczny 400G jest również nazywany optycznym modułem nadawczo-odbiorczym 400G, który służy głównie do konwersji fotoelektrycznej. Sygnał elektryczny jest przekształcany w sygnał optyczny na końcu transmisji, a następnie przesyłany przez światłowód. Po zakończeniu odbioru sygnał optyczny jest przekształcany w sygnał elektryczny.

Jako elektroniczny element konwersji fotoelektrycznej, moduł optyczny może być szeroko stosowany w transmisji danych. Moduł optyczny jest szeroko stosowany w dziedzinie szerokopasmowej komunikacji szerokopasmowej i telekomunikacyjnej, a jego zastosowania w FTTX, centrum danych, monitoring bezpieczeństwa i inteligentna sieć również się rozwijają.

Ogromne połączenie informacyjne między centrami danych wymaga komunikacji optycznej, a moduł optyczny jest kluczowym czynnikiem decydującym o jego wydajności. Moduł optyczny komunikacji centrum danych można podzielić na trzy typy w zależności od typu połączenia, w tym:

(1) Centrum danych dla użytkownika: generowane przez zachowania użytkowników końcowych, takie jak przeglądanie stron internetowych, wysyłanie i odbieranie wiadomości e-mail i wideo przesyłanych strumieniowo przez chmurę;

(2) Połączenie międzysystemowe centrów danych: wykorzystywane głównie do replikacji danych i aktualizacji systemu

(3) Wewnętrzne centrum danych: wykorzystywane głównie do przechowywania informacji, wytwarzania i wydobywania. Zgodnie z przewidywaniami Cisco, wewnętrzna komunikacja centrum danych stanowi ponad 70% komunikacji w centrach danych.

Sieć na okaziciela jest uaktualniany z powrotem. Człowiek jest od 10G / 40G do 100G, a sieć szkieletowa jest od 100G do 400G. W okresie komercyjnym moduł sieci optycznej zostanie zmodernizowany. Sieć na okaziciela jest podzielona głównie na sieć szkieletową, sieć prowincjonalną i sieć obszarów metropolitalnych. Sieć szkieletowa i sieć prowincjonalna potrzebują szybkiej i dużej przepustowości transmisji, a otn i inne sieci przesyłowe odpowiednie do dużych cząstek i dalekobieżnych są preferowane. Człowiek jest podzielony na warstwę rdzenia, warstwę zbieżności i warstwę dostępu. Różne poziomy sieci nośnych zapewniają różną pojemność usług średniego powrotu poprzez różne szybkości portów, dlatego konieczne jest również użycie modułów optycznych o średnim zwrocie o różnych wymaganiach dotyczących szybkości.

Moduły optyczne są również stale aktualizowane. Ogólnie rzecz biorąc, warstwa dostępu do transmisji jest modernizacja z 10G do 25G / 50G, warstwa konwergencji transmisji jest modernizacja z 40G / 100G do 50G / 100G, warstwa rdzenia transmisji jest również modernizacja z 100G do 200G, a system WDM tonie szybko.

Pod względem jakości, niskobieżne moduły optyczne 1G / 10G są głównymi tradycyjnymi danymi, podczas gdy szybkie moduły optyczne 40G / 100G / 400G są używane w centrach danych w chmurze. Z punktu widzenia ilości tradycyjne centrum danych jest zdominowane przez ruch północ-południe, podczas gdy centrum danych w chmurze poprawiło ruch w kierunku wschód-zachód. Rozwój połączenia wschód-zachód spowodował wzrost liczby szybkich modułów optycznych pojedynczego serwera, co stawia na wyższe wymagania dotyczące modułów optycznych.

Minęło 5 lat dla portów 10G do iteracji do 40G portów prędkości, a 4 lata dla portów 40G kurs uaktualnić do 100G portów częstotliwości. Od 2018 roku branża zaczęła wdrażać architekturę 400G. Po 100G branża zmierza w kierunku wdrożenia 400G.

Klasyfikacja modułów optycznych 400G

Oczekuje się, że QSFP-DD i OSFP staną się głównym trybem pakowania 400G. Jeśli chodzi o formę opakowania, moduły optyczne 400G można podzielić na CDFP, CFP8, OSFP, QSFP-DD itp. Wśród nich QSFP-DD i OSFP mają więcej zalet pod względem wielkości, mocy cieplnej, zużycia energii, kompatybilności i przepustowości wstecznej niż inne pakiety modułów optycznych 400G i stopniowo stają się głównymi rozwiązaniami.

Typ pakietu modułu optycznego 400G:

1、 QSFP-DD

Pełna nazwa QSFP-DD to Quad small form factor pluggable double density, Q odnosi się do "Quad", 4-drożne znaczenie, a DD odnosi się do "podwójnej gęstości". Ten schemat jest rozszerzeniem QSFP, dodając jedną linię z oryginalnego interfejsu 4-kanałowego do 8-kanałowego, który nazywa się podwójną gęstością. System ten jest zgodny z systemem QSFP, który jest jedną z głównych zalet systemu. Oryginalny moduł QSFP28 może być nadal używany, wystarczy włożyć inny moduł. Jego schemat jest następujący:

2、 OSFP

OSFP wykorzystuje kanały 8, 56g do realizacji 400Gbe dla modułu optycznego OSFP. Sygnał 56gbe jest tworzony przez laser DML 25G pod modulacją pam4. Ten standard jest nowym standardem interfejsu i nie jest kompatybilny z istniejącym interfejsem fotoelektrycznym.

OSFP ma własny grzejnik, jego rozmiar to 100.4 * 22.58 * 13 mm ^ 3, który jest znacznie mniejszy niż CFP8, a jego zużycie energii jest stosunkowo niskie, z maksymalną 15W. Jest nieco większy niż QSFP-DD w rozmiarze i dlatego wymaga większego obszaru PCB. Piny jego interfejsu elektrycznego różnią się od pinów QSFP-DD, z rzędem u góry i u dołu, jak pokazano na rysunku poniżej:

3、 CWDM 8

Standard jest przedłużeniem standardu CWDM4. Szybkość każdej długości fali wynosi 50G, a 400G może być również zrealizowane. Długość fali jest zdefiniowana jako:

Zgodnie ze standardem branżowym różne formy opakowań modułów optycznych 40OG mają swoje wady i zalety

Zgodnie ze standardem branżowym różne formy opakowań modułów optycznych 40OG mają swoje wady i zalety:

1. Moduł optyczny CDFP 40OG - obsługuje wymianę na gorąco; jednak ze względu na potrzebę równoległej transmisji 16 kanałów sygnałów, zużycie energii i objętość są duże.

2. moduł optyczny COBO 40OG - może używać płyty głównej do rozpraszania ciepła, dobrego rozpraszania ciepła i niewielkich rozmiarów; ale nie obsługuje gorącej wymiany, więc trudno jest utrzymać później.

3. 40OG Moduł optyczny CFP8 - odpowiednik rozszerzenia CFP4, liczba kanałów zwiększa się do 8 kanałów, które można szybko wprowadzić na rynek; ale koszt jest wysoki, rozmiar i zużycie energii są duże.

4. Moduł optyczny 40OG QSFP-DD - kompatybilny z istniejącym QSFP + / QSFP 28, mały rozmiar i wygodna konserwacja.

5. 40OG Moduł optyczny OSFP - ze zintegrowanym radiatorem, może znacznie poprawić wydajność rozpraszania ciepła; jednak nowy standard interfejsu nie jest kompatybilny z istniejącym interfejsem fotoelektrycznym, który jest nieco większy niż QSFP-DD, wymaga większego obszaru płytki drukowanej (PCB) i ma wysokie zużycie energii.

W świetle obecnej sytuacji rynkowej moduł optyczny 40OG QSFP-DD ma stać się głównym opakowaniem modułu optycznego 40OG z zaletami miniaturyzacji, integracji i kompatybilności w dół.

Jaka jest funkcja modułu optycznego 400G?  

Główną funkcją modułu optycznego 400G jest poprawa przepustowości danych i maksymalizacja przepustowości i gęstości portów centrum danych. Przyszły trend modułu optycznego 400G polega na osiągnięciu szerokiego wzmocnienia, niskiego poziomu hałasu, miniaturyzacji i integracji oraz zapewnieniu wysokiej jakości optycznego modułu komunikacyjnego dla sieci bezprzewodowej nowej generacji i ultra dużych centrów danych.

Ile chipów potrzebuje moduł optyczny 400G? 

Chiny w dużym stopniu polegają na imporcie układów modułów optycznych 400G. Z punktu widzenia globalnego wzorca konkurencji przemysłu układów optycznych, wysokiej klasy układ optyczny w Chinach z dużą prędkością, ponieważ główną cechą jest niewystarczający wskaźnik samowystarczalności, a popyt na powiązane układy optyczne jest bardzo zależny od importu. Dlatego, chociaż układ optyczny musi używać tylko jednego elementu w module optycznym 400G, ma wysoki stosunek kosztów i jest klejnotem koronnym łańcucha wartości przemysłu modułów optycznych. W modułach optycznych układy optyczne zajmują najwyższą wartość końca, a im wyższy koniec, tym wyższy koszt układów optycznych. W module optycznym 10G / 25G koszt układu optycznego stanowi około 30%, koszt układu optycznego w module optycznym 40G / 100G stanowi około 50%, a moduł optyczny 400G stanowi 70%.

Jaka jest różnica między modułem optycznym 400G a modułem optycznym 10G, 25G i 40G?

Chociaż moduły optyczne 10G, 25G, 40G, a nawet 100G stały się głównym nurtem na rynku, z ciągłą poprawą przepustowości, gęstości portów i zużycia energii przez system, moduł optyczny 400G będzie nowym etapem dalszego promowania technologii do wyższego poziomu prędkości. W porównaniu z modułami optycznymi 10G, 25G i 40G, pojawienie się modułu optycznego 400G sprawi, że komunikacja optyczna wejdzie w nową erę. Komunikacja optyczna zmienia się z jednego nośnika modulacji spójne wykrywanie modułu optycznego low-end do wielu nośników poziomie modulacji fazy i macierzy spójne wykrywanie multipleksowania polaryzacji. Integracja fotoniczna i integracja elektroniczna technologia ADC / DSP będzie kluczem do komercjalizacji optycznego modułu komunikacyjnego 400G i systemu. Z pilną potrzebą standaryzacji Ethernet, wymóg optycznej równoległości znacznie promować technologię integracji fotonicznej.

Jaka jest wartość rynkowa modułu optycznego 400G? 

Jak wszyscy wiemy, produkty technologiczne 100G były dojrzałe, 400G jest aktualnym gorącym tematem, branża jest bardzo zaniepokojona postępem modułu optycznego 400G. Obecnie r&D i masowy postęp produkcji modułu optycznego 400G są również stosunkowo zadowalające. W obecnym kontekście rynku, wraz ze wzrostem zapotrzebowania na przepustowość super dużych centrów danych, moduł komunikacji optycznej 400G stał się najlepszym wyborem do poprawy wydajności systemu i zmniejszenia kosztów przepustowości. Wraz z pojawieniem się sieci 5g w późniejszym etapie, będzie to kolejny pozytywny czynnik napędzający wartość rynkową modułu optycznego 400.