淺談光模塊的演變與創(chuàng)新

來源：光電讀書

對更高數(shù)據(jù)傳輸速率的需求呈指數(shù)級增長，是由數(shù)據(jù)中心、云計算的需求所驅(qū)動的。光模塊作為光通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)構(gòu)件，正處于這一演變的前沿。模塊速度和形態(tài)從400G到1.6T的演變，速度增強技術(shù)，以及實現(xiàn)高速光模塊的路徑。

光模塊帶寬和形態(tài)的演變

數(shù)據(jù)中心和骨干網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部流量的大幅增加，推動了對更高帶寬的需求激增。因此，模塊速度從100G迅速演變到400G，為數(shù)據(jù)中心和骨干網(wǎng)絡(luò)的長期擴(kuò)展和升級需求奠定了基礎(chǔ)。

在400G的基礎(chǔ)上，光通信技術(shù)的進(jìn)步，如DSP（數(shù)字信號處理）和多通道設(shè)計，增加了數(shù)據(jù)處理能力和網(wǎng)絡(luò)帶寬，加速了800G收發(fā)器的商業(yè)化和大規(guī)模部署。

為了進(jìn)一步優(yōu)化光纖資源和端口數(shù)量，光模塊速度正向1.6T推進(jìn)，數(shù)據(jù)傳輸效率和信息處理能力翻倍。

隨著模塊帶寬的增加，對更快數(shù)據(jù)速率的需求不斷增長，推動收發(fā)器向小型化、高速和低功耗方向發(fā)展，以適應(yīng)更高的集成度和更密集的連接需求。

光學(xué)的性能和傳輸帶寬逐漸增加，而光模塊的形態(tài)也在不斷演變。如QSFP-DD和OSFP，已經(jīng)開發(fā)出來以適應(yīng)這些更高的速度，提供增強的靈活性、更高的端口密度和改進(jìn)的熱管理。

推動光模塊帶寬進(jìn)步的技術(shù)

從400G到1.6T的光收發(fā)器傳輸速率的提升主要是有三種方法：

Advanced Modulation Formats (高級格式)：從傳統(tǒng)的NRZ（非歸零）調(diào)制升級到PAM4，進(jìn)一步到更高階的QAM（正交幅度調(diào)制），可以增加調(diào)制復(fù)雜性并提高數(shù)據(jù)傳輸速率。

Increased Baud Rate (增加波特率)：通過增加波特率，可以在相同的時間框架內(nèi)傳輸更多的數(shù)據(jù)。將光模塊的通道速度從25G升級到50G，進(jìn)一步到100G甚至200G，顯著提升了數(shù)據(jù)傳輸能力。

Growing Parallel Lanes (增加并行通道)：可以通過增加更多的并行通道來增加模塊帶寬。這可以通過兩種方式實現(xiàn)：

增加并行通道的數(shù)量可以實現(xiàn)更高的傳輸速率。如從400G SR4模塊過渡到800G SR8模塊就是通過增加并行通道的數(shù)量來實現(xiàn)的。

波分復(fù)用（WDM）是一種通過在同一根光纖上傳輸不同波長的多個信號來增加帶寬的技術(shù)。例如，100G QSFP28 CWDM4模塊利用CWDM（粗波分復(fù)用）技術(shù)，通過四個不同的波長，每個波長25G，在同一根光纖上傳輸數(shù)據(jù)。

實現(xiàn)高速光模塊的路徑

實現(xiàn)高速400G收發(fā)器、800G收發(fā)器和1.6T收發(fā)器有多種技術(shù)解決方案，涉及不同的通道數(shù)量、波特率和調(diào)制方案的組合。

小結(jié)

400G收發(fā)器和800G收發(fā)器的時代已經(jīng)全面到來，對1.6T的需求也在增加。未來，1.6T的推廣和普及將成為新的趨勢。