400G光模块是光通信行业的主流产品。QSFP-DD是最常用的400G光模块产品封装。 1. 400G QSFP-DD光模块概述400G QSFP-DD光模块主要应用在数据中心、高性能计算领域。QSFP-DD模块在QSFP基础上增加了额外的信号通道,支持更高的数据传输速率。 2. 400G QSFP-DD光模块主要类型400G QSFP-DD光模块的主要型号有:QSFP-DD SR8,QSFP-DD DR4,QSFP-DD FR4,QSFP-DD FR8,QSFP-DD LR4 3.2 QSFP-DD LR4和QSFP-DD LR8400G QSFP-DD LR4和400G QSFP-DD LR8光模块属于长距离传输解决方案,最大传输距离为10km。 应用:400G QSFP-DD LR4用于5G、云计算和物联网等场景,400G QSFP-DD LR8主要用于数据中心和电信网络。
400G光模块封装的趋势光模块封装形式具有三个共同特点:外形小巧、功耗低、可与所有系统供应商互操作。了解 100G光模块市场的发展将有助于我们理解400G技术的引入。 按照与100G相同的逻辑,400G是大型数据中心的优先选择,而规模较小的服务提供商则优先选择400G。400G需要PAM4调制进行传输,这使得覆盖范围更具挑战性。 早期的400G技术开发避免了 100G采用所遵循的“中间”外形尺寸(即 CFP2、CFP4)。400G 将以两种外形尺寸引入,分别用于接入网络和数据中心。 l OSFP将散热直接集成到外形尺寸中,而QSFP-DD没有。QSFP-DD和OSFP均设计用于DC内应用,包括DAC、AOC和长达2km的光纤连接。 它在电气方面有16x通道25G NRZ(而不是QSFP-DD和OSFP 的 8x 50G PAM4)提供MDIO管理接口(而不是 QSFP-DD和OSFP的I2C)由于其占用空间大且功耗高(高达24W)
400G光模块在新型数据中心的光互联解决方案武汉格凌科技面向数据中心提出了多种解决方案,主要包含以下几款:400G QSFP-DD SR8,400G QSFP-DD SR4,400G QSFP-DD DR4 ,400G QSFP-DD FR4,400G QSFP-DD AOC,400G QSFP-DD 1TO2/4 AOC,400G OSFP-RHS SR4,400G OSFP DR4,400G OSFP 400G QSFP-DD DR4400G QSFP-DD DR4其传输速率和封装形式与400G QSFP-DD SR4和400G QSFP-DD SR8一样,都是QSFP-DD封装,传输速率都是400G 400G QSFP-DD FR4400G QSFP-DD FR4与400G QSFP-DD DR4一样,封装形式、传输速率和传输模式都一样。 QSFP-DD、OSFP和QSFP112的区别是什么?上文对400G光模块各种型号的梳理,我们可以了解到400G光模块的封装形式主要有3种,即QSFP-DD、OSFP和QSFP112。
在以太网中,两端均使用400G QSFP-DD、400G QSFP112或者400G OSFP的封装模式,需要根据两端设备端口类型决定;在IB网络中,两端均使用400G OSFP的封装模式,OSFP为IB 产品形态交换机端口连接线网卡端口光模块400G QSFP-DD 光模块MPO跳线400G QSFP-DD 光模块光模块400G QSFP112 光模块MPO跳线400G QSFP112 光模块光模块400G OSFP 光模块MPO跳线400G OSFP 光模块有源光缆AOC400G QSFP-DD 封装固定长度光缆400G QSFP-DD封装有源光缆AOC400G QSFP112封装固定长度光缆400G QSFP112封装有源光缆AOC400G OSFP封装固定长度光缆400G OSFP封装无源铜缆DAC400G QSFP-DD 封装固定长度铜缆400G QSFP-DD封装无源铜缆DAC400G QSFP112 此时,在以太网中,交换机端使用400G QSFP-DD、400G QSFP112或者400G OSFP的封装模式,网卡端使用200G QSFP56封装或者200G QSFP-DD封装,需要根据两端设备端口类型决定
l 支持高密度 400G(64 端口)和超高密度 100G(256 端口)。l 灵活聚合与扩展l 800G 端口可配置为 2x400G 或 8x100G,无需光分线电缆。 l 兼容现有 400G 和 100G 模块。二、可用产品类型1. 光模块2. 分线型:A-O800-2Q400-xM(OSFP→2x400G QSFP-DD),长度 1-30m。3. 四、兼容性与互操作性400G 模块插入 800G 端口:支持,但需满足:800G 模块支持半速(如 2FR4/LR4,不支持 2XDR4/PLR4)。400G 交换机端口需支持 800G 模块功耗。 800G 模块插入 400G 端口:需确认 400G 端口支持高功耗。OSFP 与 QSFP-DD 互操作:物理接口不同,需通过适配器或配置兼容。
本文主要探讨400G光模块的相关知识,包括什么是400G光模块,400G光模块方案,400G光模块型号,400G光模块常见问题如400G光模块兼容性如何、400G光模块散热问题、400G光模块传输距离问题进行了解答 1.什么是 400G 光模块400G光模块是传输速率微400G速率的光电转换模块,采用先进的PAM4光口调制技术,来实现高速率、低延时的数据传输,目前这款产品在超算中心、智算中心的应用相当广泛。 400G光模块的封装有很多种,现市面上有CFP8、QSFP-DD、OSFP、QSFP112这4种类型,各个封装类型有不同的特点,满足各个场景的需求。 3.400G 光模块型号400G光模块常见的型号有:QSFP-DD 400GBASE-SR8、QSFP-DD 400GBASE-FR4、QSFP-DD 400GBASE-SR4、QSFP-DD 400GBASE-DR4 、QSFP-DD 400GBASE-FR8、QSFP-DD 400GBASE-LR8、QSFP-DD 400GBASE-LR4、QSFP-DD 400GBASE-ER8、OSFP-RHS 400GBASE-SR4
400G SR4光模块作为高速光通信技术的代表,近年来成为数据中心内部互连的主流选择。本文介绍400G SR4光模块的概述、封装形式、兼容性以及与400G SR8的区别,并探讨400G SR4价格。 2.400G SR4光模块封装形式400G SR4光模块有QSFP-DD、QSFP112和OSFP三种封装形式:2.1.400G QSFP-DD SR4光模块是目前400G光模块最常用的封装形式之一。 400G QSFP-DD SR4电口侧的调制方式是8通道传输,单通道速率50G。光口侧为4个并行的传输通道,单通道传输速率为100G。 QSFP-DD 400GBASE-SR4适用于100米以内数据传输。 3.400G SR4兼容光模块格凌科技400G SR4光模块具有良好的兼容性,400G QSFP-DD SR4、400G QSFP112 SR4、400G OSFP SR4能够兼容英伟达IB 9790,
与传统的400G QSFP-DD模块相比,QSFP112具备更高的信号速率能力,每通道可达112Gbps PAM4,接口更加紧凑、兼容性更好,为高密度服务器机架提供了理想方案。 区别对比:QSFP112 FR4与QSFP-DD FR4的技术差异400G QSFP112 FR4与QSFP-DD FR4虽然同属400G系列光模块,速率均为400Gbps,并且都工作在1310nm波长 400G QSFP112 FR4在电口侧与光口侧均采用4×100G PAM4调制;而400G QSFP-DD FR4则在电口侧使用8×50G PAM4,在光口侧采用4×100G PAM4。 由于QSFP-DD在电口速率较低,对芯片和PCB设计要求相对较低,因此其整体成本通常低于QSFP112 FR4。 在具体的性能指标上,400G QSFP-DD/OSFP模块的典型功耗为14W,每Gbps功耗为35mW/Gbps,较200G和100G模块有明显提升。
400G光模块的传输速率为400G,是为了适应100M、1G、25G、40G到100G、400G,甚至1T的网络市场而诞生的。400G光模块在构建400G网络系统中起着至关重要的作用和影响。 其尺寸为100.4 * 22.58 * 13 mm ^ 3,比QSFP-DD的尺寸稍大一些,需要更大的PCB面积。电接口的引脚与QSFP-DD不同,顶部和底部都有一行。 ? QSFP-DD QSFP-DD的全名是Quad Small Form Factor Pluggable-Double Density,该解决方案是对QSFP接口的扩展,将原来的4通道接口增加了一行,增加到 在2018年OFC上,制造商在展会上推出了QSFP-DD和OSFP。这两种解决方案的优势最为突出。但将来具体要使用哪一个解决方案,也取决于下一代云计算运营商的网络架构。 400G光模块有什么作用? 众所周知,100G技术产品已经成熟,400G是当前讨论的热点,业界非常关注400G光模块的进展。如今,400G光模块开发和量产的进展相对令人满意。
以下这些技术发展解决了上述挑战: 趋势1:QSFP-DD。QSFP-DD技术正在解决快速增长的行业对改进高密度网络解决方案的需求。 QSFP-DD Multi-Source Agreement (MSA)小组还发布了针对QSFP-DD外形尺寸的通用管理接口规范(CMIS) 4.0修订版。 随着 400G 采用的增长,QSFP-DD 为数据中心市场提供了最紧凑的 400G 模块,以及最高的端口带宽密度。 通过全行业的严格测试,QSFP-DD 功能已被验证为最适合 400G 数据中心网络环境的高密度、高速可插拔模块。 趋势2:基于收敛以太网(RoCE)的远程直接内存访问(RDMA)。 预计QSFP-DD 外形尺寸的 400G ZR 将支持在城域应用中更多采用路由光网络,包括 DCI 和分布式接入架构 (DAA)。 哪些垂直行业正在推动 400G 的发展?
先上图,其400G光模块的外观图如下所示, ? DR4 QSFP-DD”,DR4说明其用于500m的传输,采用的封装形式为QSFP-DD。 每个通道为100G PAM4的信号,总的速率为100G*4=400G。ppt里还提到Intel将在2019年第四季度开始量产QSFP-DD的400G硅光模块。 查阅了QSFP-DD的MSA, 才发现原来这样定义光接口是可以的。以下是QSFP-DD不同规格的光口定义, ? 关于400G光模块市场,Intel也做了一些预测,预计在2020年,400G光模块市场成熟,年需求量约1M只。目前Intel在100G单模光模块的市场占有率约为1/3。 ?
除400G光模块和400G交换机外,400G WDM、400G AOC/DOC线缆等其他400G组件也在路上。 当今 400G 光模块市场有哪些新变化? 虽然400G光模块不是市场主流,但新的400G设备越来越多,下面将介绍市场上的部分400G光模块和400G交换机。 400G收发器 我们知道QSFP28模块用于 100G 以太网,SFP28 模块用于 25G 以太网,400G以太网有一些收发模块,包括CFP8、QSFP-DD、OSFP和COBO,以下是一些市场上流行的 [202109221005713.png] QSFP-DD(双密度 QSFP)通过 NRZ 调制使用 8 个 25G 通道或通过 PAM4 调制使用 8 个 50G 通道,此外,400G QSFP-DD OSFP 意味着八进制小型可插拔,它有 8 个 50G 通道,可像 QSFP-DD 一样支持 400G,但比 QSFP 模块更宽更深。
400G光模块逐渐成为主流,而在这一波技术浪潮中,400G QSFP112 FR4光模块凭借高性能、低功耗和强兼容性,成为新一代光互联的关键产品。一、什么是400G QSFP112 FR4? 与传统的400G QSFP-DD模块相比,QSFP112具备更高的信号速率能力(每通道可达112Gbps PAM4),接口更加紧凑、兼容性更好,为高密度服务器机架提供了理想方案。 三、400G QSFP112 FR4 与 QSFP-DD FR4 的区别两者虽然同属 400G系列光模块,速率均为 400Gbps,并且都工作在 1310nm波长,通过 双工LC单模光纤 最远可实现 2 两者的核心区别主要在于调制方式:400G QSFP112 FR4 在 电口侧与光口侧 均采用 4×100G PAM4 调制;400G QSFP-DD FR4 则在 电口侧 使用 8×50G PAM4,而在 由于QSFP-DD在电口速率较低,对芯片和PCB设计要求相对较低,因此其整体成本通常低于QSFP112 FR4。
2.QSFP-DD 400GBASE-FR4400G QSFP-DD FR4是一款使用单模光纤传输距离可达2km的400G光模块,400G FR4在电信号侧单通道速率是53.125Gb/S,共8个通道; 3.QSFP-DD 400GBASE-SR4400G QSFP-DD SR4光模块电口侧采用了8*50G的调制,光口是支持4个并行的传输通道,单通道传输速率为100G。 QSFP-DD 400GBASE-SR4适用于100米以内数据传输。与400G QSFP-DD SR8相比,减少了4个激光器,实现了更低的功耗且降低了成本。 QSFP-DD 400GBASE-DR4硅光模块适用于数据中心内部的中距离连接。 QSFP-DD 400GBASE-FR8最大传输距离为 2 公里。
OFC 2018刚刚落下帷幕,很多公司都展示了其400G光模块的demo产品。本篇笔记主要调研下400G光模块的主要标准,以供大家参考。 将100G提高到400G, 如果仍然采用4通道的形式,每个通道的速率需要提高到100G,即便采用PAM4的编码方式,单通道的调制速率也需要达到50G,这在目前还存在一定的挑战。 QSFP-DD QSFP-DD的全称是Quad Small Form Factor Pluggable-Double Density, 该方案是对QSFP的拓展,将原先的4通道接口增加一行,变为8通道, 其尺寸为100.4*22.58*13 mm^3,比QSFP-DD的尺寸略大,因而需要更大面积的PCB。其电接口的引脚不同于QSFP-DD, 上下各有一排,如下图所示, ? 3. 标准的简单总结,目前看来QSFP-DD有一定的优势。
400G时代:数据中心高速网络的演进在当今数字浪潮中,企业数据中心刚刚开始在交换机上行链路中采用100G速率,然而行业标准已经为400G应用铺平道路,相关网络设备也已投入市场。 以下关键因素正推动400G需求上升:数字化转型与新兴应用:企业数字化进程及新兴应用的普及,推动云数据中心对400G的需求。远程办公、在线交易和视频流媒体等应用显著增加了云服务使用量。 可插拔收发器:QSFP-DD和OSFP等接口支持8通道50G传输,实现400G应用,并兼容多种多模和单模光纤。 CS400G-DR4IEEE 802.3bsQSFP-DD,OSFP100G PAM4/通道支持OS2(单模)5008(4Tx+4Rx)8F/12F MTP400G-FR4IEEE 802.3bs/ MSA (CWDM4)QSFP-DD ,OSFP100G PAM4/通道不支持OS2(单模)20002(1Tx+1Rx)LC 双工接口400G QSFP-DD DAC/AOC/QSFP-DD//铜缆/有源光缆≤3m (DAC) / ≤100m
新的400G固定系统针对的是需要更多带宽用于人工智能(AI)、机器学习和无服务器计算等技术的超大规模云网络和数据中心。 ? 这使得客户能够灵活地构建高密度的leaf-spine网络,包括与服务器的100G连接和leaf-spine结构的400G连接。 现在,Arista预测2019年的400G销量将相对较低。但该公司引用Dell’Oro市场研究公司的预测,从2020年开始,400G将大幅增长。 Arista表示,新交换机的价格将低于每400G端口1800美元,7060X4系列有两种配置,支持OSFP和QSFP-DD 400G光模块。 OSFP配置将在Q4提供,QSFP-DD配置将在2019年初提供。 ?
400G/800G则对相干光技术更为倚重,那么面向400G/800G的DSP芯片无疑是400G/800G线路侧的必备技术。 但要在QSFP-DD这样小的空间内集成高速400G DSP芯片、激光器、调制器、接收器等组件并且要满足供电和散热的要求,无疑是非常大的挑战。 通过把硅光子技术和DSP芯片进行结合,Acacia将可以提供基于QSFP-DD的400G ZR/ZR+ DCO光模块,即设备的400G端口插上400G ZR/ZR+ DCO后,不加光放可传输80km-120km 图6 硅光子技术和先进DSP技术实现400G QSFP-DD DCO模块 通过对客户侧和线路侧相关公司的收购和整合,思科已经完成了面向400G和更高速率光器件的布局,保证了产品可以支撑互联网的爆炸性增长 3.3 光模块形态:QSFP-DD 思科全面支持由QSFP-DD MSA定义的QSFP-DD 400GE封装。
QSFP+ AOC100G QSFP28 AOC100G QSFP56 to DSFP AOC200G QSFP56 to 2x100G QSFP56 AOC200G QSFP56 AOC400G QSFP-DD to 2x200G QSFP56 AOC400G QSFP-DD AOC (SR8)400G QSFP-DD to OSFP/QSFP112 AOC(SR4)400G OSFP/QSFP112 AOC800G
四.png 五、SPIN-LEAF连接方式 五.png 五 (2).png 六、400G-400G直连方式 当机房内两端400G QSFP-DD DR4光模块可通过MPO/MTP-8单模光纤跳线连接实现 400G传输。 六.png 七、400G单模连接方式 七.png 七 (2).png 八、400G多模连接方式 八.png 九、400G-SR8互连方式 400G QSFP-DD SR8光模块采用标准MPO -16连接器连接实现400G传输,通过多模光纤传输距离最高可达70m(OM3)或100m(OM4)。