40G QSFP+光模塊介紹

1、40G QSFP+ 光模塊光模塊 40G QSFP+ 接口規(guī)范接口規(guī)范40G BASE-LR4 QSFP+ 光模塊符合802.3ba（40GBASE-LR4）標(biāo)準(zhǔn)，與LC光纖連接器一起使用，傳輸速率可達(dá)到40Gbps。這種光模塊有4個(gè)數(shù)據(jù)傳輸通道，每個(gè)傳輸通道的傳輸速率約為10.3125Gbps，4個(gè)通道同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)40Gbps傳輸。40GBASE-LR4 QSFP+光模塊通常用在數(shù)據(jù)中心和因特網(wǎng)交換點(diǎn)之間，與單模光纖一起使用，傳輸距離最高可達(dá)10km。QSFP+光模塊的兩個(gè)基本接口規(guī)范分別是40GBASE-SR4和40GBASE-LR4。前者用在多模應(yīng)用中，后者用在單模應(yīng)用中。40GB

2、ASE-SR4 QSFP+ 光模塊符合802.3ba D3.2（40GBASE-SR4）標(biāo)準(zhǔn)，與MPO/MTP光纖連接器一起使用可實(shí)現(xiàn)40Gbps的光學(xué)連接。這種光模塊也是通過四個(gè)通道進(jìn)行傳輸，傳輸速率同LR4一致。在數(shù)據(jù)中心，40GBASE-SR4 QSFP+光模塊可以和多模OM3/OM4光纖一起使用，達(dá)到100m（OM3）和150m（OM4）的傳輸，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)以太網(wǎng)交換機(jī)間的互連。40G LR4 QSFP+光模塊一般與LC接頭連接，能支持的單模光纖最大傳輸距離可達(dá)10km。這種光模塊有四個(gè)相互獨(dú)立的發(fā)射和接收光信號(hào)通道，需使用MUX或DEMUX來對(duì)光信號(hào)進(jìn)行復(fù)用和解復(fù)用。在接收端，四個(gè)傳輸速

3、率為10Gbps的通道會(huì)同時(shí)傳輸。當(dāng)這些串行數(shù)據(jù)流被傳遞到激光驅(qū)動(dòng)器時(shí)，激光驅(qū)動(dòng)器會(huì)使用直接調(diào)制激光器（Directly Modulated Lasers，DMLs）對(duì)波長進(jìn)行控制。被直接調(diào)制激光器調(diào)制過的光信號(hào)再經(jīng)過復(fù)用器，被組合在一起在一根單模光纖上進(jìn)行傳輸?？斓竭_(dá)接收端時(shí)，這些傳輸?shù)男盘?hào)再被解復(fù)用器被分解成四個(gè)傳輸速率為10Gbps的通道。然后PIN探測(cè)器或互阻放大器對(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行恢復(fù)，最后蔣光信號(hào)傳送出去。40G QSFP+ LR4工作原理工作原理40G QSFP+ SR4工作原理工作原理40G SR4 QSFP+光模塊在40G數(shù)據(jù)傳輸中常與MPO/MTP接頭一起使用。和40G L

4、R4 QSFP+光模塊不同的是，這種光模塊經(jīng)常用于多模光纖的傳輸，能支持OM3跳線的100米左右的信號(hào)傳輸和OM4跳線的150米左右的信號(hào)傳輸。在發(fā)送端傳輸信號(hào)時(shí)，首先激光器陣列會(huì)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，經(jīng)過帶狀多模光纖平行發(fā)送。接收端在接收到信號(hào)時(shí)，光電檢測(cè)器陣列再將并行光信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行電信號(hào)。MPO與與MTP連接頭的區(qū)別連接頭的區(qū)別當(dāng)今市面上存在MTP和MPO兩種光纖連接系統(tǒng)，它們非常相似，在一定程度上能相互兼容。MTP連接器被描述為高性能的MPO連接器。MPO (Multi-fiber Pull Off)是日本NTT通信公司設(shè)計(jì)的第一代彈片卡緊式的多芯光纖連接器，現(xiàn)在是幾家公司生產(chǎn)的一種多

5、芯連接頭的名稱，這種連接頭的插芯有超過1根纖芯，通過機(jī)械方式卡入到位。而MTP，是由美國USConec 公司注冊(cè)的品牌，專門指其生產(chǎn)的MPO連接器獨(dú)特的類型。MTP連接器是一種具有多重創(chuàng)新設(shè)計(jì)的高性能的MPO連接器，相對(duì)于一般的MPO連接器來說，MTP光纖連接器在光學(xué)性能和機(jī)械性能上都得到了加強(qiáng)。40G LR4 PSM光模塊主要是根據(jù)QSFP+多源協(xié)議設(shè)計(jì)的外觀、光/電連接和數(shù)字診斷接口。作為一款高度集成4通道光模塊，它擁有更高的端口密度的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，也為整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行節(jié)省了不少成本。這種光模塊的光口采用了并行單模技術(shù)PSM（Parallel Single Mode），利用4路并行設(shè)計(jì)的MPO

6、/MTP接口，可實(shí)現(xiàn)10，000m的有效傳輸。40G LR4 PSM光模塊的工作原理和40G SR4 QSFP+光模塊的工作原理相同，都是通過激光器陣列將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，再由光電檢測(cè)器陣列將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。不同的是，40G LR4 PSM光模塊常用于與單模帶狀光纖接頭相連，也就是說，并行的光信號(hào)是通過8根單模光纖進(jìn)行平行發(fā)送的。40G LR4 PSM光模塊光模塊綜上所述，40G SR4 QSFP+光模塊適用于短距離的傳輸，在數(shù)據(jù)中心中常用來與OM3/OM4帶狀光纜一起連接以太網(wǎng)交換機(jī)。而40G LR4 QSFP+光模塊和40G LR4 PSM光模塊則適用于長距離傳輸。單就這兩個(gè)光模塊相

7、比較而言，40G LR4 QSFP+光模塊更具性價(jià)比。因?yàn)樵陂L距離的傳輸中，40G LR4 QSFP+光模塊僅僅只需要兩根單模光纖，而40G LR4 PSM光模塊需要八根單模光纖。 高速線纜高速線纜DAC-40G QSFP+應(yīng)用新形式應(yīng)用新形式QSFP+光模塊還可以與QSFP+分支光纜相連，形成一種高密度的解決方案。根據(jù)光纜傳輸介質(zhì)的不同，一般又將其分為有源光纜（AOC）和高速線纜（銅質(zhì)電纜，DAC）。40G QSFP+ AOC:由一根光纖和兩只40G QSFP+光模塊相連構(gòu)成。40G QSFP+ DAC:由一根銅芯電纜和兩只40G QSFP+光模塊相連構(gòu)成，高速線纜傳輸距離較短，一般源電纜的

8、最大傳輸距離在5m左右，而有源電纜傳輸距離可達(dá)15m。目前我司40G QSFP+ DAC支持最大傳輸距離為7米，10G SFP+ DAC支持最大傳輸距離為10米。DAC 優(yōu)勢(shì)：優(yōu)勢(shì)：1、由于其采用了光模塊和光纜的無縫連接形式，降低了成本的同時(shí)確保光口不外露，減少了灰塵和其他污染物對(duì)光纜的影響，提高了傳輸效率，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)布線中。2、在材質(zhì)方面，高速線纜內(nèi)部由銅芯制成。銅纜具有天然散熱器的作用，散熱效果好，節(jié)能環(huán)保。3、在功耗方面，高速線纜功耗低。由于無源電纜不需要電源，耗電量幾乎為0；有源電纜耗電量一般在440mW左右。跟有源光纜的2W相比，高速線纜在耗能方面具有一定優(yōu)勢(shì)。4、在成本上，銅纜

9、價(jià)格遠(yuǎn)低于光纖，因此，使用高速線纜也會(huì)降低整個(gè)數(shù)據(jù)中心的布線成本。作為一種40G光模塊的低成本替代方案，QSFP+高速線纜已在萬兆網(wǎng)卡、萬兆交換機(jī)、服務(wù)器、超級(jí)計(jì)算機(jī)、云計(jì)算、云存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)等短距高速互聯(lián)中得到廣泛應(yīng)用。有源光纜有源光纜AOC-40G QSFP+應(yīng)用新形式應(yīng)用新形式有源光纜AOC（Active Optical Cable）主動(dòng)式光纖纜線，也叫做帶芯片的光纜。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)主要是基于同軸電纜，AOC有源光纜與互聯(lián)銅纜相比擁有許多顯著的優(yōu)勢(shì)。比如在系統(tǒng)鏈路上的傳輸功率更低，重量?jī)H為直連銅纜四分之一，體積約為銅纜的一半，并且在機(jī)房布線系統(tǒng)中具有更好的空氣流動(dòng)散熱性，光纜的彎折半徑比銅

10、纜做得更小，傳輸距離更遠(yuǎn)（可以達(dá)到100300米），且產(chǎn)品傳輸性能的誤碼率也更優(yōu)，BER可以達(dá)到10-15。與光收發(fā)模塊相比，AOC有源光纜由于存在不外露的光接口，不存在光接口清潔和被污染的問題，系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性大大提升，并且降低機(jī)房維護(hù)成本。相對(duì)于40G DAC銅纜，40G AOC有源光纜在7米以上的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境下具備不可比擬的優(yōu)勢(shì)，包括體積更小，重量更輕，更容易彎曲，更容易管理，信號(hào)傳輸距離更長等。基于光引擎技術(shù)的有源光纜產(chǎn)品是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心高速光互連的最佳解決方案，是一種芯片間的互連結(jié)構(gòu)。目前市場(chǎng)主流高速光互連AOC產(chǎn)品包括10Gbps SFP+ AOC、40Gbps QSFP+AOC、

11、56G QSFP+AOC 和120Gbps CXP AOC等。40G QSFP+ AOC 高速光互連產(chǎn)品40Gbps QSFP+ AOC 和120Gbps CXP AOC不再采納傳統(tǒng)可插拔收發(fā)器中TOSA/ROSA的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而使用高度集成的陣列光引擎核心器件技術(shù)。實(shí)現(xiàn)一體化模式封裝小，速率高，功耗低(QSFP+功耗低于1.5W，CXP功耗低于2.5W)。在發(fā)射端，陣列光學(xué)引擎同時(shí)處理多個(gè)高速電通道, 將其轉(zhuǎn)換為多路光信號(hào), 再將這些光信號(hào)組合在一起, 通過一條12芯（24芯）MPO高密度光纜將這些信息傳送到云計(jì)算系統(tǒng)或數(shù)據(jù)中心機(jī)房的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。在接收端，陣列光學(xué)引擎將MPO光纜內(nèi)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換

12、回電信號(hào)，將多路電信號(hào)傳送至設(shè)備上處理. 這些產(chǎn)品完全適用infiniband互聯(lián)應(yīng)用場(chǎng)景，同時(shí)符合以太網(wǎng)IEEE 802.3ba.在數(shù)據(jù)中心和云計(jì)算系統(tǒng)領(lǐng)域，陣列光學(xué)引擎技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于有源光纜產(chǎn)品服務(wù)器和交換機(jī)之間互聯(lián)。40G QSFP+ AOC應(yīng)用應(yīng)用QSFP+轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)4*SFP+高速有源光纜高速有源光纜QSFP+轉(zhuǎn)4*SFP+高速有源光纜產(chǎn)品，一端是40Gbps的QSFP+接口，另一端是4個(gè)10Gbps SFP+接口，中間通過12芯的MPO高密度光纜連接，然后根據(jù)客戶對(duì)于兩端線纜長度的需求，在MPO線纜中間加入分支器，實(shí)現(xiàn)一路40G光信號(hào)分為四路10G信號(hào)。光纜一端采用40G QSFP連接頭,符合SFF-8436要求;另一端采用4路10G SF