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多家厂商推出800G光模块

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发表于 2021-06-09 19:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
光通信永远在追求更高的速率、更大的容量。继400G高速光传输系统商用后,800G成为光通信追逐的最新目标。

据此前报道,随着5G无线业务、家宽业务和集客业务迅猛发展,骨干传送网带宽在未来五年复合增长率接近20%。骨干网升级800G,被业界提上日程。此外,数据中心网络也在5G、云计算等大流量技术驱动下,向800G迈进。

多款800G光模块亮相

在昨日开幕的OFC 2021(美国光纤通讯展)上,多家中国光模块厂商发布了800G光模块产品。

亨通洛克利科技有限公司发布了基于EML技术的800G QSFP-DD800 DR8光模块,采用内置驱动器的7nm DSP和COB结构实现800G QSFP-DD800 DR8设计,模块总功耗约为16W。亨通洛克利将于今年下半年开放早期客户评估,并计划在2022年下半年实现量产。亨通洛克利还计划在2022年开发基于硅光的800G光模块。




亨通洛克利科技有限公司发布了基于EML技术的800G QSFP-DD800 DR8光模块



成都新易盛通信技术股份有限公司发布了800G光模块系列产品,包括基于EML激光器和硅光芯片的不同型号。其800G OSFP光模块已经在800G交换机上进行了测试,显示出良好的性能。

而在本届OFC前,已有光迅科技、旭创科技两家光模块领军企业发布了800G产品。

其中,光迅科技在去年9月推出的800G光模块,采用OSFP封装规格,CWDM4波分复用,共计8发8收,采用单波106Gbps的PAM4调制,可以充分满足客户数据中心800G应用要求。

旭创科技在去年12月推出的800G光模块,包括800G OSFP和QSFP-DD800光模块产品线。今年在接受投资者提问时,旭创科技表示,800G光模块产品已向海外客户送测,预计2022年800G产品有望被海外客户批量采购。

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 楼主| 发表于 2021-06-09 19:01 | 显示全部楼层

RE: 多家厂商推出800G光模块

华为800G“王炸”开局

在中国光模块军团集体进军800G之前,华为公司率先取得突破。华为不仅是全球最强的光网络设备商,同时也自研先进的光模块、光芯片等产品,技术领先业界。在市场机构LightCounting发布的全球光模块供应商TOP榜单中,华为位居第3。




早在2020年2月,华为在伦敦发布了800G可调超高速光模块。据华为介绍,这款产品支持200G-800G速率灵活调节;单纤容量达到48T,对比业界方案高出40%;基于华为信道匹配算法,传输距离相比业界提升20%。这款产品被应用在全系列的华为OptiXtrans光传送产品中,是华为光网络顶级竞争力的重要组成部分。

据C114此前报道,今年3月,中国移动研究院联合华为、长飞完成了1100公里800G光传输测试。试验系统采用了华为的800G可调超高速模块和长飞的G.654E光纤,其中800G模块依托信道匹配整形技术,可支持C波段48T的单纤传输容量;G.654.E光纤具有低于0.17dB/km的衰减系数和130um2的大有效面积,可以提高入纤光功率,降低非线性效应,匹配超高速长距的传输诉求。测试结果证实,新型编码技术结合拉曼放大技术、新型光纤技术可以有效提升800G长距传输能力,为后续规模商用奠定基石。

产业链已经逐渐成熟。据C114了解,除上述厂商,还有华工正源、剑桥科技等厂商布局了800G光模块研发。

此外在测试侧,包括VIAVI、思博伦等测试厂商也推出了800G测试产品,参与到800G商用的前期测试验证工作中。

800G超高速光网络,渐行渐近。而中国光模块厂商,陆续在最先进的光模块产品中提前布局,占据着良好身位。
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 楼主| 发表于 2021-06-09 19:01 | 显示全部楼层
有业内的 给大家科普下
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 楼主| 发表于 2021-06-09 19:08 | 显示全部楼层

RE: 多家厂商推出800G光模块














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 楼主| 发表于 2021-06-09 19:18 | 显示全部楼层

RE: 多家厂商推出800G光模块

二、数据中心架构

基于不同的应用,数据中心的架构和流量特征是不一样的。超大规模数据中心比较分散,加之对外部客户提供XaaS等业务,使得数据中心南北流量占据主导。而对于云计算、存储有巨大的需求的运营商,东西流量占据主导。

因此,至少可以形成两种典型的数据中心架构。图4显示了一种超大规模数据中心的典型架构,这种架构通常层与层之间是以一定收敛比变化的,例如3:1。主干层采用ZR互联。在这种情况下,800G网络出现的一个重要标志是服务器到TOR层交换机达到200G时,TOR-Leaf/Spine层不得不使用PSM4 4×200G结构了。







对于典型的超大规模数据中心网络(DCN),部署200G服务器将需要800G带宽。这是一个流量融合网络,取决于服务需求和资本支出优化之间的平衡。表1显示了根据DCN层的详细覆盖范围要求。





对于AI / HPC集群DCN,由于没有收敛、汇聚,只有部署400G服务器才需要800G网络互连。表2为详细参数。

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 楼主| 发表于 2021-06-09 19:22 | 显示全部楼层

RE: 多家厂商推出800G光模块

对于较小的企业及小型数据中心,服务器和Leaf之间可能并不需要400G的带宽。

三、8×100G解决方案

1、800G SR场景需求

对于短距应用场景,成本是关注的重点,这一类的模块主要是超大规模数据中心运营商选用。MSA的目标是开发一种用于SR场景的低成本8×100G模块,覆盖60~100m的最佳点。

如图6所示,MSA将为基于100G PAM4的单模光纤互连定义低成本PMD规范。另外,对于SR应用低延时的需求,800G MSA光模块中将采用KP4 FEC来实现纠错,其它的DSP算法还包括简单的时钟恢复和均衡。最后,MSA将为PSM8模块指定一个连接器,该连接器可扇出至8x100G





2、8×100G 技术可行性方案

如上所述,在从400G-SR8到800G-SR8的演进中,单通道100G的速率可能会限制基于多模光纤(MMF)的解决方案。根据IEEE中使用的理论模型,我们可以估算出,当波特率高达50G时,MMF可以支持的传输距离不超过50m(参见表3)。限制因素来自VCSEL的调制带宽和MMF的模间色散。通过对器件,光纤介质以及增强的DSP算法进行优化,可以以更高的成本,更高的延时和更大的功耗为代价实现100m传输。因此,MSA 可插拔800G光模块工作组推荐采用单模传输技术来实现800G-SR8场景互连。


为了保证基于单模光纤SMF的解决方案在成本和功耗方面的优势,在800G-SR8中需要定义合理的PMD标准要求。应确保:1)可以应用多种发射机技术,例如DML,EML和硅光(SiPh)。2)可以充分释放组件的所有潜力,以实现目标链接性能;3)在保持可靠链路性能的情况下,应尽可能放松PMD层中的关键参数。根据这三个原则,后面进行了实验研究。

基于SMF的800G-SR8解决方案的功率预算与IEEE 400G-SR8中定义的非常相似。唯一要确定的问题是新定义的PSM8 SMF连接器的插损。这意味着,基于目前成熟的光电器件以及400GE光互连中使用的DSP芯片,可以轻松实现SR场景中的功率预算。因此,除了为PSM8模块指定连接器之外,在800 SR8场景中定义PMD参数的关键问题是找出合适的发射机光调制幅度(OMA),消光比(ER),发射机眼图闭合代价( TDECQ)和接收器的灵敏度。为了将这些参数设置在合适的位置,研究并评估了各种发射机的误码率(BER)性能,如图7所示。


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 楼主| 发表于 2021-06-09 19:26 | 显示全部楼层

RE: 多家厂商推出800G光模块

图7显示了100Gbps PAM4信号的三个BER与OMA曲线,它们分别对应于不同的发射机技术,并使用商用400G DSP芯片获得。实际上,图7(a)和(b)所示的EML和SiPh每通道100G的BER性能是显而易见的结果,这两种解决方案在过去的几年中已得到广泛讨论。考虑到SiPh发射机的发射光功率相对较低以及所有三种解决方案都具有足够高的灵敏度,建议适当放宽800G-SR8中的最低OMA要求。

图7(c)中DML的BER性能表明,尽管此处使用的商用DML的带宽比EML和SiPh相对低,但这种情况下的OMA灵敏度与EML或SiPh的情况相当。该结果表明,实践中使用的商用DSP芯片比400GE中定义的参考接收机具有更强的均衡能力,因此,它可以支持具有较低带宽的发送器,以实现800G-SR所需的目标功耗。为了充分释放DSP单元用于800G SR8 PMD的潜力,需要重新定义用于一致性测试的参考接收机(即TDECQ),以匹配商用DSP的实际均衡能力,即,与当前定义的5个抽头相比,抽头数更多是理想的。同时,考虑到SR场景对灵敏度的要求相对较低以及800G模块功耗的限制,未来的模块推荐采用低复杂度的DSP模式,ER的另一个关键参数与功耗直接相关。较低的ER是有利的,只要它不影响链路的可靠性即可。基于以上分析,我们认为基于低成本和功耗SMF的解决方案在800G-SR8方案中是可行且有希望的。


四、4×200G FR解决方案

1、800G FR需求分析

单通道200G PAM4技术是光强度调制,直接检测互连的下一个主要技术步骤,它将成为4通道800G连接的基础,并且是未来1.6Tb / s互连的基本组成部分。 如图8所示,MSA将定义完整的PMD和部分PMA层,包括新的低功耗,低延迟FEC方案作为112G电输入信号的KP4 FEC之上的封装,以提高净编码增益 (NCG)的调制解调器。 该行业联盟的主要目标之一是为发射机和接收机组件开发新的宽带电、光模拟组件,其中包括数模转换器和模数(AD / DA)转换器。 为了实现可插拔模块的严格功耗要求,将在CMOS工艺中设计具有较低nm数的DSP芯片,并采用低功率信号处理算法来实现通道均衡




4×200G FR解决方案


2、4×200G方案技术可行性

考虑到LAN WDM中需要TEC进行温度控制,而单通道200G方案中希望不要温控措施,因此将基于CWDM4分析功耗。链路插入损耗,多径干扰(MPI),差分群时延(DGD)和发射机色散损失(TDP)是对链路功耗的贡献。根据IEEE标准发布的模型,MPI和DGD损失的计算如表4所示。考虑到单通道200G的波特率增加,色散损失预计将比单通道100G的更大。发射机色散损失(TDP)的合理建议是3.9 dB。因此,考虑到接收机老化和耦合损耗的余量,以及发射机的典型发射光功率值,我们认为所需的接收机灵敏度应约为-5dBm



与单通道100G相比,由于波特率加倍,SNR下降约3 dB,因此,为了保持合理的接收器灵敏度(〜-5dBm)和误差裕量,需要更强大的FEC。因此,如上所述,在KP4的之上,包裹一层低延时,低复杂度的FEC。根据链路性能和功率预算要求确定新FEC的阈值。



通过仿真和实验给出了单通道200G的链路性能。表5中列出了该链路中采用的器件的参数。实验结果表明,在将新FEC的阈值设置为2e-3的情况下,接收器灵敏度可以达到目标值,如图9(a)所示。但是,在该实验中,需要最大似然序列估计(MLSE)来补偿由于信道带宽限制而引起的过多符号间干扰。图9(a)中的虚线显示了基于模型的仿真,其中采用了实验中使用的设备的测量参数。连同实验结果一起,仿真表明该系统受到组件(例如AD / DA,驱动器和E / O调制器)带宽的限制。考虑到高带宽组件有望在未来几年内可用,图9(b)中说明了使用相同系统模型但具有扩展带宽的仿真结果,表明在DSP中仅采用前向均衡算法(FFE)就可以在Pre FEC BER=2e-3时满足相应的灵敏度要求,结果如图4(b),这与理论期望是相符的。



基于以上分析,在800G-FR4方案的遵从性测试中仍建议遵循TDECQ。但是,预计在TDECQ测量中采用的参考接收机的FFE抽头数将增加到一个合理的值,需要进一步讨论。此外,应该注意的是,如果将来针对100Gbaud的器件的性能不如我们的预期,则在FR4方案中可能会使用更复杂的算法(例如MLSE),这意味着必须开发新的遵从性度量标准。

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 楼主| 发表于 2021-06-09 19:27 | 显示全部楼层

RE: 多家厂商推出800G光模块

3、4×200G 封装技术

对于4x200G模块,需要重新考虑发送机和接收机的封装,以确保高速信号在Nyquist频率范围内(即56GHz)考虑信号的完整性。图10说明了发射机的两种可能解决方案。解决方案A是传统方法,其中调制器驱动器(DRV)靠近调制器。相比之下,在解决方案B中,采用倒装芯片设计的DRV与DSP单元共同封装,以优化RF传输线上的信号完整性。这两种解决方案都可以通过最新技术来实现。初步仿真表明,解决方案B可以获得良好的结果,并且可以确保带宽大于56GHz。解决方案A的S21曲线上的波纹是由于DRV输入上的反射引起的,可以通过DRV的匹配设计进行优化。最终,有望进一步提高解决方案A的整体性能。






在接收端,需要使用寄生电容较小的高带宽光电二极管(PD)和高带宽跨阻放大器(TIA),以确保接收器的带宽性能。通过最新的半导体技术实现这些组件没有任何障碍。据我们所知,一些行业的利益相关者已经在开发这些组件方面付出了很多努力,这些组件有望在1到2年内上市。另一方面,PD和TIA之间的连接也很关键。连接中的寄生效应总是会降低性能,因此应仔细分析和优化。




4、单通道200G中的前向纠错编码(FEC)

为了达到200G PAM接收器的灵敏度要求,需要具有2e-3阈值性能的更强FEC。图11说明了终止方案和串联方案之间的比较。第一种选择是不采用KP4,并用开销更大的新FEC代替。端接在NCG和开销方面具有优势。在第二个选项中,级联方案将KP4保留为外层代码,并将其与新的内层代码组合。级联在延迟和功耗方面具有优势,并且更适合于800G-FR4应用场景。

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CDer:001222319
发表于 2021-06-09 20:02 | 显示全部楼层
对这行的专业不太了解
谈不上科普
但是光迅的光模块这块是我一哥们他们在做
据他说国内主要就旭创和他们吧
华工吧,整体比光迅牛
但是光模块这块的子公司,他们不行,听他说有个什么技术,他们弄出来了,今年,旭创都还没有
国际上比较牛的比如菲尼萨,不过慢慢要被追上了,尤其菲尼萨被瑞典吧的一个公司收购之后
不过光迅也好,旭创也好,今年都在设备国产化调整,所以部分进度要受点影响
华为是他们的客户吧,怎么成对手了?这点没搞懂,他们和华为关系很好的
旭创和华工正源倒是对手,总在挖他,甚至连老板都上阵了
有时候感慨啊,人的境遇真的和国力工业发展息息相关,想他一个普通偏贫困家庭的普通三本学生,因为刚好当时入了这行,入行较早,卡位了,当然自己也很努力
随着这个行业大发展,个人能力也升级很快,虽然前期真的苦逼,特苦的那种,工资挺美满,还不愁下家,现在普遍本科再想进去就难了,行业发展起来了,该它挑你了
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CDer:000229243
发表于 2021-06-12 05:59 超大游击队员 | 显示全部楼层
国内光纤(音同先)发展的不错,上个月在cHH上看到有在家里里40G光模块,在家里搭建全屋10G光纤网络,用的超爽
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CDer:001168810
发表于 2021-06-12 07:32 超大游击队员 | 显示全部楼层
过去光模块都被吹成高科技
这回好了,国内大规模生产了

吹们都不说光模块了
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CDer:001168810
发表于 2021-06-12 07:32 超大游击队员 | 显示全部楼层
anlidong_2000 发表于 2021-06-12 05:59
国内光纤(音同先)发展的不错,上个月在cHH上看到有在家里里40G光模块,在家里搭建全屋10G光纤网络,用的超 ...

chh那群人其实都是炫富的
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 楼主| 发表于 2021-06-12 10:46 | 显示全部楼层

RE: 多家厂商推出800G光模块

阿库拉兔 发表于 2021-06-09 20:02
对这行的专业不太了解
谈不上科普
但是光迅的光模块这块是我一哥们他们在做

感谢科普
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CDer:000290626
发表于 2021-06-12 12:31 超大游击队员 | 显示全部楼层
阿库拉兔 发表于 2021-06-09 20:02
对这行的专业不太了解
谈不上科普
但是光迅的光模块这块是我一哥们他们在做

华为自己也生产光模块和光芯片啊,不过华为的光模块都是自用的,不外卖。所以算不上竞争对手。

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CDer:000424890
发表于 2021-06-12 16:58 超大游击队员 | 显示全部楼层
kukiyi 发表于 2021-06-12 12:31
华为自己也生产光模块和光芯片啊,不过华为的光模块都是自用的,不外卖。所以算不上竞争对手。

如果你读光模块的信息的话,有些牌子厂商ID就是华为,只是品牌不叫华为。
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