单波光模块来袭，100G数据中心互连新选择

易飞扬

近期，市场推出了电信级的单波100G QSFP28 LR1和100G QSFP28 ER1光模块，为100G数据中心长距离互连提供新的选择方案。

一直以来，100G数据中心采用的主流方案是4x25G NRZ技术，由四组发射器和接收器组成。在长距离传输需求下，为节省光纤资源，通常采用波分复用技术，将四路光信号波分复用至一根光纤传输。

不过，随着PAM4技术发展，单波100G方案已经成熟，100G单波LR1和ER1已经可以替代LR4和ER4 Lite，成为100G长距离传输更具性价比的选择方案。

图1：100G QSFP28光模块市场需求预测

数据来源：Lightcounting

100G单波光模块使用100G PAM4调制，通过将光发射器和接收器的数量从4个减少到1个，从而降低了光学复杂性和成本。与传统4x25G LR4和ER4 Lite方案相比，单波100G LR1/ER1具备如下优势：

• 发射端和接收端仅各使用1颗光芯片，产品设计更简洁，降低器件成本的同时也降低了生产和制造成本。
• 采用更简洁的传统TO气密性封装，生产工时更少，制造成本更低。
• 可直接和4x100G PAM4的400G模块互联互通，进一步提升了链路的容量和组网的灵活性。
  

不过，4x25G方案也有其不可忽略的优势，4x25G方案采用NRZ调制，技术更成熟，单器件的成本也更低。目前100G LR1/EM1的功耗还是略高于100G LR4/ER4 Lite。而且4x25G的100G光模块可直接与25G光模块互连，25G/100G数据中心依然是目前主流。

图2：4x25G与1x100G光模块结构图

100G QSFP28LR1/ER1解决方案

100GQSFP28 LR1光模块可传输10/20km，100GQSFP28 ER1可传输30/40km，采用电信级气密性封装的制冷型EML单路激光器，完全满足电信级可靠性应用；光口侧采用100G PAM4高阶调制，内置的DSP芯片集成了端到端的KP4-FEC与RS-FEC，并通过Gearbox 在Host电接口侧转换为4路25G NRZ电信号；满足商业级的工作温度范围（0~70℃），主要应用于数据中心和服务提供商网络。

数据中心

● 交换机与交换机之间的连接
● 数据中心与数据中心之间的连接
● 连接到400G端口

服务提供商网络

● 增量升级到400G硬件
● 最大使用400G端口带宽
● 面向未来的QSFP28硬件

单波100G技术允许服务提供商和网络运营商单独升级站点

• 一次升级一个站点
• 通过4x100G分支线缆连接新的400G站点
• 通过4x100G分支线缆充分利用您的400G端口带宽
• 在新的400G端口中重复使用100G光学器件
  

100G单波不仅提供了更便宜的100G链路，还降低了光学元件的复杂性。根据IEEE专家的说法，通过单个光通道承载100GE光信号可以减少光纤部署，帮助您节省高达40%的部署成本。100G单波还可以通过降低400G模块的结构复杂性，使100到400G的过渡更加容易。