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光模块如何提升传输速率?
2023-06-14 270

高速率的数据传输,使得5G的各种应用成为可能。

传输速率指每秒传输的比特数,单位为Mb/s或Gb/s。光模块从早期的155 Mb/s,逐渐攀升:622 Mb/s、1.25Gb/s、2.5Gb/s、10Gb/s、25Gb/s、40Gb/s、50Gb/s、100 Gb/s、200 Gb/s、400 Gb/s、800 Gb/s。

为了实现更高的速率,通常有以下3种解决方案:增加波长数增加信号传输通道数量提高单通道速率

增加波长数

将不同波长的光信号通过合波器耦合到一根光纤上传输,再用解复用器将会和光信号分解成原来的多路光波信号,通常被称为WDM技术。根据波长间隔的不同,光模块会采用CWDM、LWDM及 SWDM技术等。

CWDM粗波分复用技术,波长范围在1270nm-1610nm之间,波长间隔为20nm,同一根光纤上可复用8到16个左右波长。代表的光模块QSFP+ LR4和QSFP28 CWDM4等。

LWDM细波分复用技术,波长范围在1269nm~1332nm之间,属于O波段,波长间隔为4nm,工作波长为1295nm、1300nm、1304nm、1309nm。代表光模块有QSFP28 LR4、QSFP28 ER4和QSFP28 ZR4等。

SWDM短波分复用技术,波长范围在850~950nm之间,波段间隔为30nm,四个波段的窗口分别是 850nm、880nm、910nm、940nm。代表的光模块有多模40G SWDM4、100G SWDM4。

增加信号传输通道数量

通过增加信号传输通道数量,采用多路相同的波长传输信号,称为并行光学技术。工作波长为850nm和1310nm,是一种 4*25G、4*50G和8*50G的经济高效的解决方案。代表的光模块有QSFP+ SR4、QSFP28 SR4和QSFP-DD SR8等。

提高单通道速率—调制方式

PAM4(Pulse Amplitude Modulation 4-Level)和NRZ(Non-Return-to-Zero)是目前光通信领域非常重要和基础的技术。作为下一代高速信号互连的传输技术,PAM4以其更多的信号电平实现了单位时间内单通道更高的传输速率,在保证目前通道数量和现有光器件不变的情况下,通过升级光模块内部电芯片,可以将网络接口速率提升到原来的二倍。代表的光模块有50G SFP56-DD SR(1*50G PAM4)、200G QSFP56 FR4(4*50G PAM4),400G QSFP-DD SR8(8*50G PAM4)。

PAM4信号比传统NRZ信号多了两个电平信号进行信号传输,在相同符号周期内,PAM4信号的比特速率是NRZ信号的2倍

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