那些你從未見過的光模塊

最近看了看，光模塊的發(fā)展真是日新月異

在盤點(diǎn)光模塊之前，我們先來講講

兩臺(tái)設(shè)備，是如何通過光纖連接起來的

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其實(shí)這里面涉及好多東西

而我們最關(guān)注的主要是兩部分

光纖跳線和光模塊

①

光纖跳線

▼

光纜分為單模和多模

我們可以從跳線的顏色上來區(qū)分

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有沒有一種ofo和摩拜的即視感

……

兩種光纖的光傳輸模式不同

最直接的影響是，傳輸距離的差異

比如對(duì)于千兆網(wǎng)絡(luò)來說

單模光纖可以傳輸上百公里(120KM)

多模光纖只能傳幾百米(550m)

光纖跳線是一種“接插件”

一邊連光模塊，一邊連熔接盒(或配線架)

它的接口有很多種“造型”

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這么多復(fù)雜的名字其實(shí)不重要

我們記住一點(diǎn)就好

跳線是為了連接兩端的

只要接口和兩端的形態(tài)匹配就ok

接口匹配了，才能插在一起

大家看對(duì)眼，一切好商量

②

光模塊

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光模塊經(jīng)過這么多年的發(fā)展

形態(tài)幾多變遷，一一道來

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GBIC模塊

這曾經(jīng)是應(yīng)用最廣泛的千兆模塊形態(tài)

比如C記老玩家們耳熟能詳?shù)?484/5486

根據(jù)連接光纖類型和傳輸距離的不同

GBIC有很多子類，不同廠家命名規(guī)則不同

(GBIC-SX，GBIC-LX，GBIC-LH等等)

有些人很變態(tài)，不連光纖，而是要連接雙絞線

于是，就有了GBIC-T模塊

這種變態(tài)模塊把光口變成電口來用

在只需要少量電口的場(chǎng)合

也算是不錯(cuò)的折衷之法

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SFP模塊

GBIC流行了很多年

但它的缺陷是尺寸比較大（火柴盒大?。?/p>

功耗高而且占空間

于是，SFP被創(chuàng)造出來

它的尺寸像一盒綠箭口香糖

……

類似的，也有人用來連接雙絞線

這就是SFP-T

我們?cè)賮砜匆幌氯f兆的模塊們

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Xenpak、X2、XFP、SFP+

下面這圖，能看起來更形象

我們把XFP、SFP+、SFP、GBIC放在一起

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四種萬兆模塊，出現(xiàn)的年代不同

尺寸從大到小，小的替代了大的

目前SFP+是萬兆光模塊的主力

……

接下來，看更高的速率

25G/40G/100G

40G沒啥好說的，已經(jīng)日薄西山

主流的模塊形態(tài)只有QSFP+這一種

從QSFP+開始，我們見識(shí)了一種新的跳線類型

下圖可以看到LC跳線和MTP跳線的差異

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是不是越看越暈？其實(shí)MTP和MPO的出現(xiàn)

是為了滿足更高密度的光纖布線

把多根光纖封裝在一起

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把它解剖一下，是這個(gè)樣子的

里面藏了6對(duì)光纖哦

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再來一張實(shí)操圖，這是在交換機(jī)上

QSFP+和MTP跳線連接40G模塊的樣子

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隨著云數(shù)據(jù)中心的興起

25G以太網(wǎng)火了起來

它幾乎成為服務(wù)器間互聯(lián)的主流標(biāo)準(zhǔn)

25G比10G更快，比40G更經(jīng)濟(jì)

（還有更吸引人的RDMA）

25G光模塊采用SFP28形態(tài)

模樣與SFP、SFP+沒什么差異

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接下來我們說說100G

這大概是吃瓜群眾能見到的最高速率

100G光模塊短短幾年，經(jīng)歷了快速的迭代

主要還是為了尺寸和功耗，在高密度環(huán)境下

大家都追求尺寸更小，功耗更低

從CFP、CFP2、CFP4

再到當(dāng)下最流行的QSFP28

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和前面千兆模塊一樣，只看形態(tài)還不夠

還涉及傳輸距離、光纖種類、應(yīng)用場(chǎng)景

所以在每種形態(tài)下，還有很多細(xì)分

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比如，僅僅QSFP28家族

就有很多細(xì)分的型號(hào)

PSM、LR4、SR4、AOC、DAC等等

連接器類型上，除了大家熟知的LC接口

還有多光纖匯聚的MTP/MTO

真的是很復(fù)雜啊

……

在100G之上，還有400G

網(wǎng)速的提升真是沒有止境啊

400G的光模塊據(jù)說有4種

CDFP、CFP8、QSFP-DD、OSFP

下圖是CFP8和它的100G前輩們的比較

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而另外三個(gè)家伙，長(zhǎng)成這樣

它們都是由不同組織推行的標(biāo)準(zhǔn)

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400G離我們太遠(yuǎn)了，就不細(xì)八了

……

③

直連線纜

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在數(shù)據(jù)中心中，通常用AOC/DAC線纜

來完成架頂交換機(jī)與服務(wù)器的互聯(lián)

而不像我們最初那種使用光纖跳線

比如，AOC線纜的結(jié)構(gòu)是這樣的

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他們通常長(zhǎng)這樣

可以看作把兩個(gè)模塊和跳線融為一體

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DAC是純電信號(hào)，沒有光電轉(zhuǎn)換的過程

DAC兼容性好，但是傳輸距離短，又比較粗硬

所以，現(xiàn)在AOC更流行一些

不同速率都有相應(yīng)的AOC線纜

10G、25G、40G、100G……

比如下面是QSFP28 AOC線纜，用于100G互聯(lián)

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還有一種應(yīng)用場(chǎng)景

40G可以拆成4×10G，100G可以拆成4×25G

于是，就有了一拖四線纜

把一個(gè)高速端口變成4個(gè)低速端口

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實(shí)物長(zhǎng)這樣

40G和100G的一拖四AOC

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來一張群魔亂舞圖

光模塊、AOC/DAC、1拖4集體出鏡

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最后，我們看看在數(shù)據(jù)中心中

各種模塊、線纜是怎么組合使用的吧

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不得不說明一下

我們前面的描述，主要是針對(duì)ethernet環(huán)境

因?yàn)檫@個(gè)場(chǎng)景，咱們網(wǎng)工最熟悉

還有有一類比較奇葩的，單說一下

叫做BiDi模塊，俗稱單纖雙向

用單根光纖來完成數(shù)據(jù)傳輸

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千兆、萬兆、40G都有單纖雙向模塊

模塊形態(tài)有SFP/SFP+/QSFP+

光模塊的應(yīng)用場(chǎng)景很廣泛

比如Fibre Channel / SDH / Infiniband / XWDM等等

他們有的可以通用，有的會(huì)有差異

但是從形態(tài)規(guī)格上講，無外乎上面那些

就不再一一列舉了