先做一個簡單的數學計算,100G=25G*4, 目0G主要采用NRZ編碼方式,以四通道形式實現,單通道速率為25G。CWDM4是4個中心波長,廣義上也可以看成4通道。將100G提高到400G, 如果仍然采用4通道的形式,每個通道的速率需要提高到100G,即便采用PAM4的編碼方式,單通道的調制速率也需要達到50G,這在目前還存在一定的挑戰。如果采用8通道的形式,單通道的速率為50G,采用PAM4編碼方式,單通道速率和100G的要求一樣,也是25G。相比較而言,8通道方案的難度稍低,可實現性增大,只不過需要采用PAM4方案。PAM4方案對信號的產生、探測等都提出了新的要求。

1. QSFP-DD
QSFP-DD的全稱是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,也就是所謂的double density。該方案與QSFP方案兼容,這是該方案的主要優勢之一。原先的QSFP28模塊仍可以使用,只需再插入一個模塊即可。其示意圖如下,

由于增加了4個通道,其上下兩面電接口的引腳增加了一排,如下圖所示。下圖中左邊一排引腳即為新增加的pad引腳。

2. OSFP
OSFP的英文全稱是Octal Small Formfactor Pluggable,Octal表示8。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,

其尺寸為100.4*22.58*13 mm^3,比QSFP-DD的尺寸略大,因而需要更大面積的PCB。其電接口的引腳不同于QSFP-DD, 上下各有一排,如下圖所示,

3. CWDM8
該標準是對CWDM4標準的擴展,每個波長的速率為50G,也可以同樣實現400G。其波長定義為,

新增加了四個中心波長,即1351/1371/1391/1411nm。波長范圍變得更寬,對Mux/DeMux的要求更高,激光器的數目也增加一倍。輸入功率為8.5dBm。Intel在此次OFC會議上展示了其基于硅光芯片的CWDM8方案,如下圖所示,

4. CFP8
CFP8是對CFP4的擴展,通道數增加為8通道,尺寸也相應增大,為40*102*9.5 mm^3,如下圖所示。該方案的成本較高。

5. CDFP
CDFP標準誕生較早,至今已經發布第三版規范。CD表示400(羅馬數字)。其采用16通道,單通道速率為25G。由于通道數較多,尺寸也比較大。
6. COBO
COBO的全稱是consortium for on board optics, 也就是將所有光學組件放置在PCB板上。該方案的主要優勢是散熱好,尺寸小。但是由于不是熱插拔,一旦某個模塊出現故障,檢修比較麻煩。
最后貼一張這幾種標準尺寸的對比圖,

(圖片來自 /articles/2017/12/surveying-the-new-optical-form-factors-for-400-gigabit-ethernet.html)
以上是對已有的400G標準的簡單總結,目前看來QSFP-DD有一定的優勢。最終哪種方案會勝出,誰的功耗、性價比更勝,還有待市場的檢驗。
文章中如果有任何錯誤和不嚴謹之處,還望大家不吝指出,歡迎大家留言討論。
本文轉自