关于以太网交换机容量与可插拔光模块速率的发展,Intel 曾提供过一张趋势图,清晰展示了两者在技术演进中的协同关系,如下图所示:

从当前市场来看,1.6T 光模块已进入实际商用阶段,可插拔光模块普遍遵循多源协议(MSA)所定义的标准,但它们具有不同的外形,比如 QSFP-DD、OSFP,其中QSFP-DD 包括 400GBASE-SR8、400GBASE-DR4、400GBASE-FR4、400GBASE-LR4 和 400GBASE-ZR4等。

其中1.6T 则是采用 OSFP封装,它采用了更先进的 200G/通道 技术,能效控制得相当不错,大约每比特只消耗 17 pJ 的能量。我们可以简单算一下它的总功耗,用这个公式:
功耗(瓦特)= 总数据速率(bit/s)× 单位能效(pJ/bit)
代入数据就是:1.6 × 10¹² × 17 × 10⁻¹² = 27.2 W
也就是说,一个 1.6T 光模块的运行功耗大概在 27.2 瓦。
1.6T 光模块的核心架构其实是一个完成光电转换的小系统,主要包含激光器、调制器、光电探测器、放大器(TIA)、时钟数据恢复单元(CDR)以及信号处理芯片(DSP 或 Gearbox)等部件。1.6T 光模块的封装升级:采用QSFP-DD800/OSFP-XD封装,通道数提升至16×112G,支持1.6T传输速率。材料创新:膜铌酸锂调制器将传输距离延伸至2km,满足数据中心长距互联需求。功耗优化:1.6T OSFP模块功耗仅14W,较CPO方案低35%和60%。
以往制造光模块的方式面临不少挑战。传统 400GBASE-DR4 模块的发射组件(Tx)需要把激光器(EML)、透镜、隔离器等一个个独立的元件手工精准对准、组装起来。这个过程非常耗时,成本也高。
为了解决这个问题,Intel 推出了集成度更高的硅光子技术。这项技术的关键在于Intel能把磷化铟(InP)材料做成的小芯片键合到 300 毫米的硅晶圆上,从而在晶圆上直接制造出激光器和其他光学元件。
目前,如果我们使用 800G 光模块,想要实现 51.2T 的总交换容量,就需要一个 2RU 高的机架。但如果换成 1.6T 的光模块,只需要 1RU 的空间就能达到相同的容量——相当于单位机架空间内的带宽直接翻倍。
1.6T 2×FR4 PIC。该架构类似于 800G 2 × FR4,但该解决方案具有 8 个运行速度为 200 G/line 的高速 MZM,简化了 OSFP 平台上 1.6T 光模块的设计。
1.6T 光模块的 2×FR4 ,配备了 8 个速度达到200 G/line 的高速 MZM,这样在 OSFP 封装里实现 1.6T 速率就更容易了。同时在OSFP-XD平台上使用两个这样的PIC可以实现3.2T的容量。
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