隨著5G、云計算云儲存等大數據技術的飛速發展,促使數據中心從100G向更高速率、更大帶寬、更低延時發展,400G以太網成為數據中心的必然趨勢,作為數據中心400G光模塊的解決方案,目前兩大主流的封裝形式是OSFP和QSFP-DD。OSFP和QSFP-DD同樣在電接口上提供了8個傳輸通道,支持25GBaud波特率的PAM4信號(50Gb/s),因此可以實現8x50Gb/s=400Gb/s的信號傳輸。
400G光模塊簡介:
1、CFP8光模塊 CFP8是對CFP4的擴展,通道數增加為8通道,尺寸也相應增大,為401029.5 mm^3。用16個25G的并行信號要以快速完成400G產品的上市和應用工作。但是成本較高,需要用到16個25G的激光器,或者使用PLC分路器降低激光器數量,但分路器的LOSS太高,直接導致激光器的發射功率比較大,從而成本也會高漲。功耗也較高,面板接口密度太低,尺寸較大。
2、OSFP光模塊 OSFP的英文全稱是Octal Small Formfactor Pluggable,Octal指的是8,八進制的意思,也就意味著直接用56G的電信號,856GbE,但56GbE的信號由25G的DML激光器在PAM4的調制下形成。該標準為新的接口標準,與現有的光電接口不兼容。其結構示意圖如下,OSFP自帶散熱器,其尺寸為100.422.5813 mm^3,比CFP8小很多,功耗也相對較低,最大只有15W,但比QSFP-DD的尺寸略大,因而需要更大面積的PCB,需要重新PCB以及Hosting
cage、1RU前面板的機械結構。
3、QSFP-DD光模塊 QSFP-DD中Q指的是“Quad”,4路的意思,每一個QSFP56則是456Gbe,形成200G信號;DD指的是“Double Density”,是有兩個QSFP56并行,2200G產生400Gbe信號,全稱是Quad Small Form Factor Pluggable-Double Density,該方案是對QSFP的拓展,將原先的4通道接口增加一行,變為8通道。尺寸比OSFP更小,能兼容現有的40GbE
QSFP以及100GbE QSFP28接口,原先的QSFP28模塊仍可以使用,只需再插入一個模塊即可,做到平滑升級。
4、COBO光模塊 COBO是“consortium for on board optics”的簡稱,直接反光模塊放置在PCB板中,不再受限于前面板接口密度的限制,同時散熱問題可以復用PCB板間強大的散熱器得以大大緩解。此模塊尺寸小,且尺寸不宜進一步降低的空間,但是由于不是熱插拔,一旦某個模塊出現故障,需要反整板業務停掉,取出板卡后才能進行,非常不方便。
OSFP的尺寸比QSFP-DD稍微寬一些,也更長一些,因此占用了交換機更多的PCB表面面積。在交換機每1U面板上OSFP可布置32個端口,而QSFP-DD的則可以布置36個端口。因此從交換機帶寬能力上講,選用QSFP-DD可以多出4個端口。而且QSFP-DD還有與QSFP和QSFP28的向后兼容性。從這兩點上來看,QSFP-DD的未來似乎更加光明。然而更小尺寸的QSFP-DD封裝形式,對于模塊的設計要求更高,這就對模塊內部的器件封裝,模塊的性能,功耗,良率都提出了更高的要求,從而可能會導致模塊成本的升高。目前不同的客戶群體對兩種封裝的模塊均有需求,還難以看出哪種封裝更具有絕對性的優勢。但從尺寸、功耗和成本這三方面來看,QSFP-DD和COBO在未來數據中心400G的應用更具有前景。
目前100G的影響力呈穩步增長趨勢,在數據中心的應用也越發廣泛,相對于100G而言,400G具備更高速率、密度和經濟性,滿足日后數據中心的發展需求。