推动400G市场发展的最新模块详解

2015-08-25 12:23

　　第三代光模块和支持28Gbit/s 接口的半导体组件使100G比10G和40G更具吸引力，并且为400G连接的发展打开大门。QSFP28和CFP4模块支持100G接口，比上一代模块密度更高，功耗更低，价格更优惠。目前包括行业领军企业和一些新兴企业约20家厂商，正在开发或已经出货100G模块。未来竞争将更加激烈，用户的价格压力也相对减小。

　　对带宽的要求不断延伸至网络各个部分。其中数据中心内部互联，和数据中心之间互联对带宽增长需求最为迅猛。视频点播、云服务和其他大流量数据应用要求高速率、用户与数据中心连接低延迟链接和跨多个数据中心服务器之间链接低延迟。服务提供商和运营商的成功与否取决于这些链接的性能和用户体验质量提升。很多公司意识到如今他们需要100G和未来的400G来维护客户并扩大市场份额。

　　28G串行接口，光子集成和硅光子技术推动新一代具备更小封装更低功耗的，适用于100G带宽的半导体和光组件诞生。这些组件用于光模块、线卡或交换机系统中。很多组件集成了28G CDR（clock/data recovery：时钟/数据恢复功能）、10:4变速，支持用于100G激光器的多重调制或驱动阵列；一些组件集成了城域网和长距离相干接收器的DSP处理器；其他组件实现了光分组传输（P-OTP：packet optical transport）的核心功能。

　　CFP模块广泛用于100G企业。最新的CFP2和CFP4模块大大提高了密度，降低了功耗。很多厂商正在出样线卡上带相干接收器DSP的CFP2（模拟相干光模块），应用于城域网应用。短距离和长距离达40公里应用的CFP2模块已经可以量产出货，一些厂商也正在出货传输达10公里的CFP4模块。CFP2和CFP4模块主要厂商包括Avago、Civcom、新易盛、Finisar、富士通、Lumentum (JDSU)、Oclaro、Oplink、新飞通、SEI和索尔斯。新兴的厂商有Champion ONE和Prolabs。Acacia是第一个出货OIF-168或100G CFP 相干应用模块和第一个推出400G模块的厂商。

　　SFP和QSFP封装形式模块在1G、10G至40G以太网数据中心市场已占主导地位。很多厂商正在出样或研发主要用于数据中心100G连接器的QSFPS28模块或有源光缆，并且首批货物正在生产当中。QSFP28的28G方案已经正在应用于首批SFP28模块生产，使25G以太网和28G光纤通道成为可能，将来还会应用于400G CDFP中。该方案100G模块专业厂商包括Colorchip、旭创、Kaiam、Luxtera、Mellanox、Molex和Skorpios。

　　相干DP-QPSK、QAM、DQPSK、QPSK、PAM4、OOK 或 ODB 等调制技术可用于生产100G模块、变速器和mux/demux设备。P-OTP设备支持速率达400G，可出货的带CDR的模块传输可达16个10G或28G通道。驱动器和接收器阵列把激光驱动器或跨阻抗放大器（TIA： transimpedance amplifiers）与限制放大器（LA：limiting amplifiers）集成通道至4到14通道，速率达28G。一些设备也集成CDR。这些设备主要厂商有：Avago、Broadcom、ClariPhy、Inphi、Macom、Mellanox、Microsemi、Mosys、Multiphy、NEL、PMC-Sierra 和Semtech。这些功能很多是用Achronix、Altera和Xilinx的现场可编程门阵列（FPGA：Field－Programmable Gate Array）技术实现的。

　　低成本半导体和25G至28G端口组件的开发正改变数据中心和企业的高速连接。在未来几年，这块市场将被25G连接主导。100G连接使用4*25G，40G使用16*25G。随着DSP成本下降、复杂调制技术变得更具吸引力时，数据中心与数据中心之间互联和长距离的传输将朝着100G至200G，甚至400G连接方向发展。