【光电通信】200G光模块小结

来源:今日光电发布时间:2023-05-113849浏览

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编者荐语：

当前运营商网络中主流光模块仍是100G，但是中国移动SPN已引入少量200G，电信DCI波分也已引入200G。本文对200G光模块做了总结，供参考了解。

200G光模块有两种技术方向:

采用QSFP-DD封装的经济型8x25G NRZ
采用QSFP56封装的4x50G PAM4

200G NRZ光模块

在200G NRZ光模块中，常见的有200G SR8、200G PSM8和200G LR8。

相比PAM4技术，200G(8X25G NRZ)具备低功耗、低延时、易部署等优势。

低功耗：利用现有的25G NRZ光学元件与基于PAM4 DSP CDR技术的光模块相比，功耗会低2-3W。在这种情况下，每个200G光模块节省2-3W的功耗，对于优化数据中心的OPEX和冷却效率非常有利；
低延时：在某些对延时有苛刻要求的特殊应用场景下，例如“高频交易”网络场景下拥有出色的表现。
易部署：25G NRZ光电芯片和光器件技术产业链成熟，相关的200G端口的交换机和200G光模块产品开发相对容易，快速实现商业化部署。

基于以上优势，200G NRZ可以实现数据中心内部低成本光互连。

200G QSFP-DD SR8

200G QSFP-DD SR8是多模并行的产品

200G QSFP-DD SR8采用8通道的850nm VCSEL阵列，符合100GBASE-SR4协议标准。

200G QSFP-DD PSM8

200G QSFP-DD PSM8是单模并行技术的高速率产物。相对于波分复用技术，在中长距离传输中，PSM技术更具成本优势。

200G QSFP-DD LR8

200G QSFP-DD LR8光模块基于8路LAN-WDM波分光学设计，实现了在传输距离20km上1E-12零误码率指标。

200G NRZ光模块小结：

200G PAM4光模块

200G PAM4光模块采用QSFP56封装，主要有200G QSFP56 SR4/DR4/FR4/LR4/ER4。

200G QSFP56封装选用PAM4调制技术，因为200G QSFP56应用单通道56G速率要求，但是56G信号的通道损耗和反射引入代价太大，同时对通道串扰的容忍性极大降低，目前的NRZ技术很难突破单路56G传输速率。

而PAM4技术克服了56G速率下传统NRZ调制的疲软能力，在不增加带宽的情况下将比特率速率翻倍，因此传输通道对其造成的损耗大大减小。

PAM4技术

PAM4属于高阶调制技术的一种，可认为是利用电领域技术加速光技术发展的一个有效方法。

PAM4因其采用4个不同的信号电平进行信号传输，而NRZ所采用的高、低两种信号电平表示数字逻辑。PAM4每个时钟周期可以传输2bit的逻辑信息，所以是NRZ每个时钟周期的两倍。

因此，在相同的波特率条件下，PAM4吐吞量是NRZ的两倍。

PAM4相比传统的NRZ信号，从2阶变为4阶，眼图从单眼变成3眼。在承载bit效率方面提升了1倍

200GE QSFP56 SR4

虽然200G QSFP56 AOC可以实现100m传输距离，但是AOC由于两边带模块，不适于跨机柜布线，因此一般用于距离小于30米的互连场景。在30m-100m应用场景中则多选用100G QSFP28 SR4光模块。

200GE QSFP56 DR4

对于500m内传输来讲，该产品用于数据中心200GBASE-DR4以太网链路中。在系统开启FEC的前提下，可以对单模光纤实现500m以内的212.5Gbps数据互连。同时符合QSFP56 MSA和IEEE 802.3bs 200GBASE-DR4以太网标准。

200GE QSFP56 FR4

200G QSFP56 FR4使用了非制冷型EML CWDM发射器，利用波分复用技术复用成一路光数据流，其接收端其接收端采用光波分复用器进行解复用成四路光数据流；通过双芯单模光纤（SMF）传输距离最高可达2km，可以有效降低客户的光纤布线成本。还有增强型200GE QSFP56 eFR4使用制冷型EML CWDM发射器，可以使传输距离达到10km。