数据中心100G光模块标准及封装格式

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2018-10-08

LR4和CWDM4从原理上类似,都是通过器件MUX以及DEMUX将4条并行的2通道波分复用到一条光纤链路上。

不过两者存在几点区别:使用的MUX/DEMUX器件更贵CWDM4定义的是20nm的CWDM间隔,因为激光器的波长温漂特性大约是/°C,0~70°C工作范围内的波长变化大约是,通道本身也要留一些隔离带。

通道一:~通道二:~通道三:~通道四:~而LR4则定义了的LAN-WDM间隔。

通道一:~通道二:~通道三:~通道四:~通道间隔越大,对MUX/DEMUX器件的要求就越低,可以节省成本。

使用的激光器更贵,功耗更大CWDM4使用DML(DirectModulatedLaser,直接调制激光器),而LR4使用EML(Electro-absorptionModulatedLaser,电吸收调制激光器)。 DML是单颗激光器,而EML是两个器件,一颗是DML,另一颗是EAM调制器,合在一起叫做EML。

DML的原理是通过调制激光器的注入电流来实现信号调制,由于注入电流的大小会改变激光器有源区折射率,造成波长漂移(啁啾)从而产生色散,做高速信号调制很困难,传的也不够远。

10KM对于DML来说有点力不从心,只能上EML。 注:啁啾(Chirp)是指频率随时间而改变(增加或减少)的信号,这种信号听起来类似鸟鸣的啾声。

需要额外增加TEC(ThermoElectricCooler半导体热电制冷器)因为LR4的相邻通道之间只有的间隔,所以激光器需要放到TEC上控温。

电路上需要放置TECDriver芯片,Laser也要集成到TEC材料上来做,这样一来,相比CWDM4,LR4的成本又有所增加。 基于以上三点,BASE-LR4标准的光模块成本更高,所以MSA提出的CWDM4标准很好地补充了BASE-LR4在2Km以内成本过高导致的空白。

除CWDM4之外,PSM4也是一种中距离的传输方案,那么相比CWDM4,PSM4有何优劣势呢?PSM4规范定义了8根单模光纤(4个发送和4个接收)的点对点100Gbps链路,每个通道以25Gbps的速率发送。

每个信号方向使用四个相同波长且独立的通道。

因此,两个收发器通常通过8光纤/单模跳线进行通信。 PSM4的传输距离最大为500米。 简单总结一下,如下图所示,由于使用了波分复用器,所以CWDM4的光模块成本要高于PSM4光模块,不过CWDM4收发双向只需要两根单模光纤,远少于PSM4的8根单模光纤,随着距离的增加,PSM4方案的总成本上升得非常快。

在实际应用中需要依据互联距离来决定使用PSM4还是CWDM4。 聊完中长距光模块标准,再来看短距光模块。 短距光模块标准主要有BASE-SR10和BASE-SR4两种标准。

当年为了满足市场上出现的需求,BASE-SR10标准最早被提出且应用于的短距互联。

BASE-SR10标准使用10xbps并行通道实现bps点对点传输,电信号的速率是,光信号速率也是,采用NRZ的调制方式及64B/66B的编码方式。

因为早在2010年提出BASE-SR10标准,当时交换机ASIC芯片(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)电接口最高只能支持,即CAUI-10(10通道xbps)。