光模組的殼體或拉環上通常會印有 OSFP 800G SR8、QSFP-DD 400G DR4、OSFP224 1.6T 2×FR4 這樣的字串。
單獨看每個單詞大多認識,比如 OSFP 指一種封裝形態,800G 是傳輸速率,SR 代表短距標準,但把它們組合起來以後,完整的定義和背後的參數可能就讓人有些迷糊了。
其實這些字串描述的無非是封裝、速率、傳輸距離、電介面和光源這幾個關鍵維度,它們共同反映了一隻光模組的性能與成本。
封裝,也就是 Form Factor,決定了模組的機械外形、能走的電通道數量,也直接限定了散熱能力,同時硬體擴容空間在後期無法更改。
同一款 800G 模組既可以用 OSFP 封裝,也能用 QSFP-DD800 封裝,兩者都配備了 8 條電通道。區別在於 OSFP 體積更大,散熱更好。
目前高速模組的功耗動輒 15 W 到 18 W 以上,散熱好壞直接影響長期運行穩定性,這也是 NVIDIA 的交換機更偏愛 OSFP 封裝的原因之一。
QSFP-DD 的好處是能夠向下相容老式的 QSFP 插槽,適合仍然需要沿用舊裝置的場景。
當速率來到 1.6T 時,封裝形態會進一步分化,市面上主流是 OSFP、OSFP-XD 和 QSFP-DD1600 三種。
OSFP224,也叫 OSFP1600,繼續保持 8 路電通道,單通道速率提升到 200G,插槽向後相容原有的 OSFP。
OSFP-XD 則把電通道擴展到 16 路,單通道仍為 100G,著眼高密度場景,能夠一直延伸到 3.2T。
從模組標稱速率上來看,指的是電通道數乘以單通道電速率,也等於光通道數乘以單通道光速率。拿 OSFP 800G SR8 來說,電側 8 路 100G,光側也是 8 路 100G,兩邊算下來都是 800G。
電氣介面參數遵循 OIF-CEI 規範,可插拔模組對應的細分標準叫 CEI-VSR,專指晶片到模組之間電路板上的極短距離傳輸。
OSFP224 與 QSFP-DD1600 都走 8×200G 路線,統一遵循 OIF CEI-224G-VSR 標準;OSFP-XD 則採用 16×100G 路線,對應的是 CEI-112G-VSR 標準。
模組金手指與晶片互動的電氣規範歸屬 OIF-CEI,和定義光傳輸指標的 IEEE 標準相互獨立。
電通道速率背後的 SerDes 技術這十幾年一路從 10G、25G、50G 提升到現在主流的 100G PAM4,下一步就是 200G PAM4。
字母后面的數字同樣有明確含義,比如 DR8、SR8 末尾的“8”指八對獨立光纖平行工作;而 FR4、LR4 中的“4”則是四組波長通過波分復用共用一對光纖。
前面提到的 1.6T 兩條路徑,其中 OSFP224 用 8 條電通道,單通道速率提到 200G,底層是 200G SerDes;OSFP-XD 則把通道數加倍到 16 條,單通道仍然沿用 100G SerDes。
傳輸距離則用 SR、DR、FR、LR、ER、ZR 這類字母組合來表示,分別對應最遠傳輸距離和需要搭配的光纖類型。
數字一樣,光路結構卻完全不同。市場上還會見到 2×FR4、2×LR4 這樣的標註,這屬於廠商自己的命名習慣,並不是 IEEE 802.3 的官方叫法,標準裡對應的其實是 FR8 和 LR8。
不同 Reach 傳輸標準對應著固定的光源類型,光源器件直接決定了模組的整體成本與功耗水平。
另外,ZR 所代表的相干傳輸標準也不歸 IEEE 管,是由 OIF 組織制定的,目前主要是 400ZR 和 800ZR。
多模短距 SR 場景使用 VCSEL,工作波長 850 nm,直接調製,生產和耦合最簡單,成本最低,功耗也最小,但只能跑短距離。前面舉的 OSFP 800G SR8 就屬於這一類。
DML 直接調製雷射器,工作在 1310 nm,比電吸收調製器件便宜,但受啁啾效應和頻寬限制,主要用在 2 公里 CWDM4 400G 這類接入場合。
EML 電吸收調製雷射器,也就是 DFB+EAM,是單模 IMDD 方案的主力,覆蓋從 DR 到 ER 的 500 m 到 40 km 範圍,器件頻寬足夠,單通道 200 G 也已經量產,只是價格更高、功耗更大。
外接 CW-DFB 雷射器配合矽光子 SiPh 晶片的方案,雷射器僅作光源,訊號調製在矽光晶片上完成。這套方案的強項是多通道整合能力,單顆矽光晶片就能整合八條光路,適合 DR4、DR8.
同時適配 CPO 共封裝光學的長期擴容需求,也是 ZR 相干模組的基礎技術路線。 (Optical Fiber Communication)
