400G光模塊封裝的趨勢

光模塊封裝形式具有三個共同特點：外形小巧、功耗低、可與所有系統供應商互操作。了解100G光模塊市場的發展將有助于我們理解400G技術的引入。服務提供商需要可插拔光模塊來實現長距離和專用技術，例如相干檢測。數據中心團隊需要一種低功耗、低成本的短距離（最長2KM）應用解決方案。CFP外形是第一款100G可插拔收發器，支持短距離和長距離應用，但體積非常大，功耗很高（12W）。隨著技術和組件在尺寸和功耗方面的改進，較小的CFP2和CFP4被引入市場。盡管技術不斷進步，但目前100G和200G的嵌入式相干技術仍然只能在CFP和CFP2外形尺寸上使用。與此同時，超大規模數據中心對額外帶寬容量的需求巨大，推動了QSFP28外形尺寸用于各種短距離應用（DAC、PSM4、CWDM4和SR4）。QSFP28得到了廣泛采用，并且比CFP外形尺寸更小，功耗更低。

四種光模塊對比

了解100G應用背后的問題對于預測400G將如何被采用非常重要。

l 誰需要400G可插拔光模塊？

l 用于哪種應用？

l 技術成熟度如何？

l 與以前的外形尺寸有互操作性嗎？

按照與100G相同的邏輯，400G是大型數據中心的優先選擇，而規模較小的服務提供商則優先選擇400G。400G需要PAM4調制進行傳輸，這使得覆蓋范圍更具挑戰性。最初的 400G光模塊覆蓋范圍將僅限于幾公里。更長的覆蓋范圍將需要相干檢測及其支持技術，包括放大和色散補償。與100G一樣，400G將根據預期應用獲得類似的采用。最有可能的是數據中心專用的外形尺寸和更長距離應用的另一種外形尺寸。早期的400G技術開發避免了 100G采用所遵循的“中間”外形尺寸（即 CFP2、CFP4）。400G 將以兩種外形尺寸引入，分別用于接入網絡和數據中心。

l QSFP56-DD（也稱為QSFP-DD，代表QSFP雙密度）

l OSFP（代表八路SFP）

QSFP56和OSFP

兩種外形尺寸都在電氣側運行8x 50G PAM4通道，而光學側可以是8個50G PAM4激光器或4個100G PAM4激光器。在四激光器設計中，我們添加了一個“變速箱”，將8x 50G PAM4電氣轉換為4x 100G PAM4。QSFP56-DD由 QSFP-DD MSA聯盟 (www.qsfp-dd.com) 定義，而OSFP由OSFP MSA組 (www.osfpmsa.org) 定義。這兩種外形尺寸相似，但有三個主要區別：

l OSFP允許的功率(< 15W*) 比QSFP-DD (<12W*)更大。OSFP允許早期采用，因為發布針對15W而非12W而設計的技術更容易。

l QSFP-DD端口向后兼容QSFP+ (40G)、QSFP28 (100G)和QSFP56 (200G)。OSFP端口需要QSFP到OSFP轉換器模塊。

l OSFP將散熱直接集成到外形尺寸中，而QSFP-DD沒有。

QSFP-DD和OSFP均設計用于DC內應用，包括DAC、AOC和長達2km的光纖連接。其他變體正在開發中，以支持具有更長距離的數據中心互連 (DCI) 和其他技術，如DWDM。

CFP MSA (www.cfp-msa.org)定義的CFP8外形尺寸與QSFP-DD和OSFP截然不同。允許高達24W的功耗。它在電氣方面有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）由于其占用空間大且功耗高（高達24W），CFP8適用于傳輸應用。初始版本（CFP8 400GBASE-LR8）將支持高達10km，使用 16x電氣通道25G NRZ，轉換為8x通道50G PAM4。

使用相干檢測技術的其他變體將支持高達80KM的傳輸距離。除了傳輸更長的距離外，CFP8還為800G敞開了大門。通過結合50Gbps PAM4調制DSP、相干檢測和將激光復用到CFP8的16x電氣通道，可以實現800G。顯然，這項技術還遙不可及。400G時代已經到來。了解技術應用將有助于我們更好地了解光模塊技術的應用。

QSFP56、OSFP和CFP8