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400G Optical Transceiver 光模塊常見規格簡介

已更新:2023年10月3日

400G的Optical Transceiver 光模塊有非常多種與變化,此篇文章簡單用一張表來說明常見的400G Optical Transceiver的規格與差異。



SR8

  • SPEC, 規格名稱:SR8,Short Reach 8 Channel。從字義上理解的話為,8通道的短距離傳輸。

  • Max. Distance:最長傳遞距離:規格為最長100M的光纖傳遞。

  • Fiber Mode,光纖模態:因為傳輸距離不長,所以色散效應與光纖的損耗不那麼明顯,可使用較簡易的多模(multi-mode)傳遞

  • Wavelength,傳遞波長:和模態幾乎相輔相成,色散與光纖損耗容忍度大,因此可以使用850 nm做傳輸,而此波長的傳遞也可以使用較便宜簡單的VCSEL

  • Transmitter,發送端:和模態幾乎相輔相成,在多模的應用上,成熟的VCSEL是最佳選擇

  • Receiver,接收端:通常是常見的PIN結構

  • Optical Connector,光接頭:一共有8進8出的傳遞,所以需要16通道以上的光接頭負責傳遞。常見的為單排的MPO/MTP16或是雙排的MPO/MTP12x2




  • Signal Format:信號格式:在400G的所有規格中,PAM4的信號格式已經是唯一解,在一樣的頻寬中,有多一倍的傳遞資料的能力。

  • Baud-Rate/Fiber:每根光纖負責的傳遞速率:每一根光纖負責26.6 Gbaud Rate的傳輸,因為是PAM4的信號,所以傳輸速率為baud rate的兩倍=53.2 Gbps。因此在此規格下有53.2x8= 425.6 Gbps的發送與接收。

DR4

  • SPEC, 規格名稱:DR4,D為平行傳遞的單模光纖的代號。從字義上理解的話為,4通道的短距離傳輸。

  • Max. Distance:500M的光纖傳遞。

  • Fiber Mode,光纖模態:在400G的規格中,超過500M的傳遞光纖損耗與色散會影響傳遞,因此必須應用單模的光纖傳遞。

  • Wavelength,傳遞波長:1310 nm的波長擁有幾乎0色散的優點,因此單模+1310 nm的光纖是最大的應用

  • Transmitter,發送端:因應更高頻與單模的應用DFB的邊射型雷射負責發送端,另外矽光子(SiPh)的技術也紛紛應用在此規格上。

  • Receiver,接收端:通常是常見的PIN結構

  • Optical Connector,光接頭:一共有4進4出的傳遞,所以需要8通道以上的光接頭負責傳遞。MPO/MTP 12便應用在此規格。附註一題,在此規格上也可以使用8進8出的傳遞方式,在光模塊本身也更容易達成。但相對的,500M的光纖價格在整個系統架構上已經顯得很巨大,因此若能用4進4出的8根光纖取代8進8出的16根光纖,在成本上有很大幅度地降低


  • Signal Format:信號格式:在400G的所有規格中,PAM4的信號格式已經是唯一解,在一樣的頻寬中,有多一倍的傳遞資料的能力。

  • Baud-Rate/Fiber:每根光纖負責的傳遞速率:每一根光纖負責53.2 Gbaud Rate的傳輸,因為是PAM4的信號,所以傳輸速率為baud rate的兩倍=106.4 Gbps。因此在此規格下有106.4x4= 425.6 Gbps的發送與接收。


FR8與LR8。因為技術雷同,差異在傳遞距離不同,因此合併說明

  • SPEC, 規格名稱:FR8F代表2km的光纖。LR8L代表長距離10km的傳遞。從字義上理解的話為,8通道,而F與L代表不同的長度。

  • Max. Distance:最長傳遞距離:FR8規格為最長2 kM的光纖傳遞。LR8規格為最長10 kM的光纖傳遞。

  • Fiber Mode,光纖模態:在400G的規格中,超過500M的傳遞光纖損耗與色散會影響傳遞,因此必須應用單模的光纖傳遞。

  • Wavelength,傳遞波長:1310 nm的波長擁有幾乎0色散的優點,因此單模+1310 nm的光纖是最大的應用

  • Transmitter,發送端:因應更長距離的傳輸邊射型的DFB或是EML都是常見的solution。而LWDM則是負責不同波長多工處理。這也是此規格的特色。詳情在光接頭說明。

  • Receiver,接收端:通常是常見的PIN結構

  • Optical Connector,光接頭:一共有1進1出的傳遞,所以需要2通道以上的光接頭負責傳遞。DUAL-LC(LC duplex)便應用在此規格。附註一題,在此規格上也可以使用8進8出或是4進4出的傳遞方式,但公里等級的光纖價格在整個系統架構上顯得更具巨大。至於爲什麼此規格為8通道的傳輸呢?關鍵在於WDM的技術將8個不同波長的光聚合在一根光纖中傳遞,再藉由WDM做波長的分解成8個不同的波長由接收端解析。如此在整個傳遞上,僅僅只要用2根光纖便可完成如此高速率傳輸



  • Signal Format:信號格式:在400G的所有規格中,PAM4的信號格式已經是唯一解,在一樣的頻寬中,有多一倍的傳遞資料的能力。

  • Baud-Rate/Fiber:每根光纖負責的傳遞速率:每一根光纖負責8個波長,每個波長都是26.6 Gbaud Rate的傳輸,因為是PAM4的信號,所以傳輸速率為baud rate的兩倍=53.2 Gbps。因此在此規格下有53.2x8= 425.6 Gbps的發送與接收。


FR4與LR4。因為技術雷同,差異在傳遞距離不同,因此合併說明

  • SPEC, 規格名稱:FR4F代表2km的光纖。LR4L代表長距離10km的傳遞。從字義上理解的話為,4通道,而F與L代表不同的長度。

  • Max. Distance:最長傳遞距離:FR4規格為最長2 kM的光纖傳遞。LR4規格為最長10 kM的光纖傳遞。

  • Fiber Mode,光纖模態:在400G的規格中,超過500M的傳遞光纖損耗與色散會影響傳遞,因此必須應用單模的光纖傳遞。

  • Wavelength,傳遞波長:1310 nm的波長擁有幾乎0色散的優點,因此單模+1310 nm的光纖是最大的應用

  • Transmitter,發送端:因應更長距離的傳輸邊射型的DFB或是EML都是常見的solution。而CWDM則是負責不同波長多工處理。這也是此規格的特色。詳情在光接頭說明。

  • Receiver,接收端:通常是常見的PIN結構

  • Optical Connector,光接頭:一共有1進1出的傳遞,所以需要2通道以上的光接頭負責傳遞。DUAL-LC(LC duplex)便應用在此規格。附註一題,在此規格上也可以使用8進8出或是4進4出的傳遞方式,但公里等級的光纖價格在整個系統架構上顯得更具巨大。至於爲什麼此規格為4通道的傳輸呢?關鍵在於WDM的技術將4個不同波長的光聚合在一根光纖中傳遞,再藉由WDM做波長的分解成4個不同的波長由接收端解析。如此在整個傳遞上,僅僅只要用2根光纖便可完成如此高速率傳輸



  • Signal Format:信號格式:在400G的所有規格中,PAM4的信號格式已經是唯一解,在一樣的頻寬中,有多一倍的傳遞資料的能力。

  • Baud-Rate/Fiber:每根光纖負責的傳遞速率:每一根光纖負責4個波長,每個波長都是53.2 Gbaud Rate的傳輸,因為是PAM4的信號,所以傳輸速率為baud rate的兩倍=106.4 Gbps。因此在此規格下有106.4x4= 425.6 Gbps的發送與接收。



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