那些你从未见过的光模块

射频百花潭 发表于 2018-04-17 08:38:25 收藏 已收藏
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那些你从未见过的光模块

射频百花潭 发表于 2018-04-17 08:38:25

最近看了看,光模块的发展真是日新月异

在盘点光模块之前,我们先来讲讲

两台设备,是如何通过光纤连接起来的

其实这里面涉及好多东西

而我们最关注的主要是两部分

光纤跳线和光模块

光纤跳线

光缆分为单模和多模

我们可以从跳线的颜色上来区分

有没有一种ofo和摩拜的即视感

……

两种光纤的光传输模式不同

最直接的影响是,传输距离的差异

比如对于千兆网络来说

单模光纤可以传输上百公里(120KM)

多模光纤只能传几百米(550m)

光纤跳线是一种“接插件”

一边连光模块,一边连熔接盒(或配线架)

它的接口有很多种“造型”

这么多复杂的名字其实不重要

我们记住一点就好

跳线是为了连接两端的

只要接口和两端的形态匹配就ok

接口匹配了,才能插在一起

大家看对眼,一切好商量

光模块

光模块经过这么多年的发展

形态几多变迁,一一道来

GBIC模块

这曾经是应用最广泛的千兆模块形态

比如C记老玩家们耳熟能详的5484/5486

根据连接光纤类型和传输距离的不同

GBIC有很多子类,不同厂家命名规则不同

(GBIC-SX,GBIC-LX,GBIC-LH等等)

有些人很变态,不连光纤,而是要连接双绞线

于是,就有了GBIC-T模块

这种变态模块把光口变成电口来用

在只需要少量电口的场合

也算是不错的折衷之法

SFP模块

GBIC流行了很多年

但它的缺陷是尺寸比较大(火柴盒大小)

功耗高而且占空间

于是,SFP被创造出来

它的尺寸像一盒绿箭口香糖

……

类似的,也有人用来连接双绞线

这就是SFP-T

我们再来看一下万兆的模块们

Xenpak、X2、XFP、SFP+

下面这图,能看起来更形象

我们把XFP、SFP+、SFP、GBIC放在一起

四种万兆模块,出现的年代不同

尺寸从大到小,小的替代了大的

目前SFP+是万兆光模块的主力

……

接下来,看更高的速率

25G/40G/100G

40G没啥好说的,已经日薄西山

主流的模块形态只有QSFP+这一种

从QSFP+开始,我们见识了一种新的跳线类型

下图可以看到LC跳线和MTP跳线的差异

是不是越看越晕?其实MTP和MPO的出现

是为了满足更高密度的光纤布线

把多根光纤封装在一起

把它解剖一下,是这个样子的

里面藏了6对光纤哦

再来一张实操图,这是在交换机上

QSFP+和MTP跳线连接40G模块的样子

随着云数据中心的兴起

25G以太网火了起来

它几乎成为服务器间互联的主流标准

25G比10G更快,比40G更经济

(还有更吸引人的RDMA)

25G光模块采用SFP28形态

模样与SFP、SFP+没什么差异

接下来我们说说100G

这大概是吃瓜群众能见到的最高速率

100G光模块短短几年,经历了快速的迭代

主要还是为了尺寸和功耗,在高密度环境下

大家都追求尺寸更小,功耗更低

从CFP、CFP2、CFP4

再到当下最流行的QSFP28

和前面千兆模块一样,只看形态还不够

还涉及传输距离、光纤种类、应用场景

所以在每种形态下,还有很多细分

比如,仅仅QSFP28家族

就有很多细分的型号

PSM、LR4、SR4、AOC、DAC等等

连接器类型上,除了大家熟知的LC接口

还有多光纤汇聚的MTP/MTO

真的是很复杂啊

……

在100G之上,还有400G

网速的提升真是没有止境啊

400G的光模块据说有4种

CDFP、CFP8、QSFP-DD、OSFP

下图是CFP8和它的100G前辈们的比较

而另外三个家伙,长成这样

它们都是由不同组织推行的标准

400G离我们太远了,就不细八了

……

直连线缆

在数据中心中,通常用AOC/DAC线缆

来完成架顶交换机与服务器的互联

而不像我们最初那种使用光纤跳线

比如,AOC线缆的结构是这样的

他们通常长这样

可以看作把两个模块和跳线融为一体

DAC是纯电信号,没有光电转换的过程

DAC兼容性好,但是传输距离短,又比较粗硬

所以,现在AOC更流行一些

不同速率都有相应的AOC线缆

10G、25G、40G、100G……

比如下面是QSFP28 AOC线缆,用于100G互联

还有一种应用场景

40G可以拆成4×10G,100G可以拆成4×25G

于是,就有了一拖四线缆

把一个高速端口变成4个低速端口

实物长这样

40G和100G的一拖四AOC

来一张群魔乱舞图

光模块、AOC/DAC、1拖4集体出镜

最后,我们看看在数据中心中

各种模块、线缆是怎么组合使用的吧

不得不说明一下

我们前面的描述,主要是针对ethernet环境

因为这个场景,咱们网工最熟悉

还有有一类比较奇葩的,单说一下

叫做BiDi模块,俗称单纤双向

用单根光纤来完成数据传输

千兆、万兆、40G都有单纤双向模块

模块形态有SFP/SFP+/QSFP+

光模块的应用场景很广泛

比如 Fibre Channel / SDH / Infiniband / XWDM 等等

他们有的可以通用,有的会有差异

但是从形态规格上讲,无外乎上面那些

就不再一一列举了

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