Analyse du module optique 400G

Le module optique 400G est également appelé le module de transmetteur optique 400G, qui est principalement utilisé pour la conversion photoélectrique. Le signal électrique est converti en signal optique à l’extrémité de transmission, puis transmis par la fibre optique. À l’extrémité de réception, le signal optique est converti en signal électrique.

En tant que composant électronique de la conversion photoélectrique, le module optique peut être largement utilisé dans la transmission de données. Module optique a été largement utilisé dans les domaines de la communication à large bande et de télécommunications de données, et ses applications dans FTTX, centre de données, surveillance de la sécurité et smart grid sont également en développement.

La connexion d’information massive entre les centres de données a besoin de communication optique, et le module optique est le facteur clé pour déterminer ses performances. Le module optique de communication du centre de données peut être divisé en trois types selon le type de connexion, y compris :

(1) Centre de données à l’utilisateur : généré par les comportements de l’utilisateur final tels que la navigation sur les pages Web, l’envoi et la réception d’e-mails et de vidéos en streaming via le cloud;

(2) Interconnexion des centres de données : principalement utilisée pour la réplication des données et la mise à niveau du système

(3) Centre de données interne: principalement utilisé pour le stockage de l’information, la génération et l’exploitation minière. Selon la prédiction de Cisco, la communication interne du centre de données représente plus de 70% de la communication des centres de données.

Le réseau porteur est remis à niveau. L’homme est de 10G / 40G à 100G, et le réseau backbone est de 100G à 400G. Au cours de la période commerciale, le module réseau optique sera mis à niveau. Le réseau porteur est principalement divisé en réseau épine dorsale, réseau provincial et réseau de la région métropolitaine. Le réseau backbone et le réseau provincial ont besoin d’une transmission à grande vitesse et de grande capacité, et l’OTN et d’autres réseaux de transmission adaptés aux particules de grande taille et aux longues distances sont privilégiés. L’homme est divisé en couche centrale, couche de convergence et couche d’accès. Différents niveaux de réseaux porteurs offrent une capacité différente de service à rendement moyen par le biais de différents tarifs portuaires, il est également nécessaire d’utiliser des modules optiques à rendement moyen avec des exigences tarifaires différentes.

Les modules optiques sont également constamment mis à jour. Dans l’ensemble, la couche d’accès à la transmission est mise à niveau de 10G à 25G / 50G, la couche de convergence de transmission est mise à niveau de 40G / 100G à 50G / 100G, la couche de base de transmission est également mise à niveau de 100G à 200G, et le système WDM est en train de couler rapidement.

En termes de qualité, les modules optiques à basse vitesse 1G /10G sont les principales données traditionnelles, tandis que les modules optiques à grande vitesse 40G / 100G / 400G sont utilisés dans les centres de données cloud. Du point de vue de la quantité, le centre de données traditionnel est dominé par le trafic nord-sud, tandis que le centre de données cloud a amélioré son trafic dans le sens est-ouest. La croissance de la connexion Est-Ouest a entraîné le nombre de modules optiques à grande vitesse à serveur unique, mettant en avant des exigences plus élevées pour les modules optiques.

Il a fallu 5 ans pour les ports à taux 10G pour itérer aux ports à taux 40G, et 4 ans pour les ports à taux 40G pour passer aux ports à taux 100G. Depuis 2018, l’industrie a commencé à déployer l’architecture 400G. Après la 100G, l’industrie se dirige vers le déploiement de la 400G.

Classification des modules optiques 400G

QSFP-DD et OSFP devraient devenir le mode d’emballage 400G grand public. En termes de forme d’emballage, les modules optiques 400G peuvent être divisés en CDFP, CFP8, OSFP, QSFP-DD, etc. Parmi eux, QSFP-DD et OSFP ont plus d’avantages en taille, capacité thermique, consommation d’énergie, compatibilité arrière et bande passante que les autres modules optiques 400G, et sont progressivement devenus les solutions grand public.

Type d’emballage de module optique 400G:

1ン QSFP-DD

Le nom complet de QSFP-DD est Quad petit facteur de forme pluggable double densité, Q se réfère à « Quad », 4-sens, et DD se réfère à « double densité ». Ce schéma est une extension de QSFP, ajoutant une ligne de l’interface 4 canaux d’origine à 8-Channel, qui est appelé double densité. Ce régime est compatible avec le régime QSFP, qui est l’un des principaux avantages du régime. Le module QSFP28 d’origine peut encore être utilisé, il suffit d’insérer un autre module. Son schéma schématique est le suivant :

2ン L’OSFP

OSFP utilise 8 canaux de 56g pour réaliser 400 Gbe pour le module optique OSFP. Le signal de 56 goe est formé par un laser DML 25G sous la modulation de pam4. Cette norme est une nouvelle norme d’interface et n’est pas compatible avec l’interface photoélectrique existante.

OSFP a son propre radiateur, sa taille est de 100,4 * 22,58 * 13 mm ^ 3, qui est beaucoup plus petit que CFP8, et sa consommation d’énergie est relativement faible, avec un maximum de 15W. Il est légèrement plus grand que le QSFP-DD en taille et nécessite donc une plus grande superficie de BPC. Les broches de son interface électrique sont différentes de celles de QSFP-DD, avec une rangée en haut et en bas, comme le montre la figure ci-dessous:

3ン CWDM 8

La norme est une extension de la norme cwdm4. Le taux de chaque longueur d’onde est de 50G, et 400G peut également être réalisé. La longueur d’onde est définie comme :

Selon la norme de l’industrie, les différentes formes d’emballage des modules optiques 40OG ont leurs propres inconvénients et avantages

Selon la norme de l’industrie, les différentes formes d’emballage des modules optiques 40OG ont leurs propres inconvénients et avantages :

1. module optique CDFP 40OG - prend en charge l’échange à chaud; toutefois, en raison de la nécessité d’une transmission parallèle de 16 canaux de signaux, la consommation d’énergie et le volume sont importants.

2. Module optique COBO 40OG - peut utiliser la carte mère pour chauffer la dissipation, une bonne dissipation de chaleur et de petite taille; mais il ne prend pas en charge l’échange chaud, il est donc difficile à maintenir plus tard.

3. Module optique 40OG CFP8 - équivalent à l’expansion du CFP4, le nombre de canaux est porté à 8 canaux, qui peuvent être rapidement mis sur le marché; mais le coût est élevé, la taille et la consommation d’énergie sont importantes.

4. Module optique QSFP-DD 40OG -- compatible avec qsfp + / QSFP 28 existants, petite taille et entretien pratique.

5. module optique OSFP 40OG - avec puits de chaleur intégré, il peut grandement améliorer les performances de dissipation de la chaleur; toutefois, la nouvelle norme d’interface n’est pas compatible avec l’interface photoélectrique existante, qui est légèrement plus grande que la QSFP-DD, nécessite une plus grande surface de circuit imprimé (BPC) et a une consommation d’énergie élevée.

Compte tenu de la situation actuelle du marché, le module optique QSFP-DD 40OG devrait devenir l’emballage grand public du module optique 40OG avec les avantages de la miniaturisation, de l’intégration et de la compatibilité vers le bas.

Quelle est la fonction du module optique 400G ?  

La fonction principale du module optique 400G est d’améliorer le débit de données et de maximiser la bande passante et la densité portuaire du centre de données. La tendance future du module optique 400G est d’atteindre un gain important, un faible bruit, la miniaturisation et l’intégration, et de fournir un module de communication optique de haute qualité pour le réseau sans fil de prochaine génération et le centre de données à très grande échelle.

De combien de puces le module optique 400G a-t-il besoin ? 

La Chine dépend fortement des importations de puces de modules optiques 400G. Du point de vue de la concurrence mondiale de l’industrie des puces optiques, la puce optique haut de gamme de la Chine à grande vitesse, principale caractéristique, est un taux d’autosuffisance insuffisant, et la demande de puces optiques connexes dépend extrêmement des importations. Par conséquent, bien que la puce optique n’ait besoin d’utiliser qu’une seule pièce dans le module optique 400G, elle a un rapport coût-coût élevé et est le joyau de la chaîne de valeur de l’industrie des modules optiques. Dans les modules optiques, les puces optiques occupent l’extrémité de valeur la plus élevée, et plus l’extrémité est élevée, plus le coût des puces optiques est élevé. Dans le module optique 10G /25G, le coût de la puce optique représente environ 30%, le coût de la puce optique en module optique 40G /100G représente environ 50%, et celui du module optique 400G représente 70%.

Quelle est la différence entre le module optique 400G et le module optique 10G, 25G et 40G ?

Bien que les modules optiques 10G, 25G, 40G et même 100G soient devenus le courant dominant sur le marché, avec l’amélioration continue de la bande passante, de la densité portuaire et de la consommation d’énergie du système, le module optique 400G sera une nouvelle étape pour promouvoir davantage la technologie à un système à plus grande vitesse. Par rapport aux modules optiques 10G, 25G et 40G, l’arrivée du module optique 400G fera entrer la communication optique dans une nouvelle ère. La communication optique est en train de passer de la détection cohérente de la modulation à transporteur unique du module optique bas de gamme à la modulation de phase au niveau multi-porteur et à la détection cohérente du multiplexage de polarisation. Intégration photonique et intégration électronique, la technologie ADC /DSP sera la clé de la commercialisation du module et du système de communication optique 400G. Avec le besoin urgent de normalisation Ethernet, l’exigence de parallélisation optique favorisera grandement la technologie d’intégration photonique.

Quelle est la valeur marchande du module optique 400G ? 

Comme nous le savons tous, les produits technologiques 100G ont été matures, 400G est le sujet brûlant actuel, l’industrie est très préoccupée par les progrès du module optique 400G. Aujourd’hui, les progrès de la R&D et de la production de masse du module optique 400G sont également relativement satisfaisants. Dans le contexte actuel du marché, avec la demande croissante de bande passante de super centre de données à grande échelle, module de communication optique 400G est devenu le meilleur choix pour améliorer les performances du système et réduire le coût de bande passante. Avec l’avènement du réseau 5g dans la phase ultérieure, il sera un autre facteur positif de conduite pour la valeur marchande de 400 module optique.