光モジュールの基本紹介

光モジュールの基本紹介

光モジュールは、光電子デバイス、機能回路、光インターフェースで構成されます。光電子デバイスには、送信と受信の 2 つの部分が含まれます。つまり、光モジュールの機能は、送信側で電気信号を光信号に変換することです。光信号が光ファイバーを介して伝送された後、受信端は光信号を電気信号に変換します。

送信部分は、特定のビットレートの入力電気信号が内部のドライブチップによって処理され、半導体レーザー（LD）または発光ダイオード（LED）を駆動して、対応するレートの変調された光信号を放射します。光パワー自動制御回路を内蔵しており、出力光信号パワーを安定に保ちます。

受信部は、特定のビットレートの光信号入力モジュールが光検出ダイオードによって電気信号に変換され、対応するビットレートの電気信号がプリアンプの後に出力されます。

～光モジュールの基本コンセプト～

ポート光モジュールは、さまざまなモジュールカテゴリの総称であり、一般に光トランシーバ統合モジュールを指します。

～光モジュールの機能～

その機能は単に光信号と電気信号の間の変換を実現することです。

-光モジュールの構造-

光モジュールは通常、光送信機、光受信機、機能回路、光（電気）インターフェースで構成されます。

送信機では、ドライバー チップが元の電気信号を処理し、半導体レーザー (LD) または発光ダイオード (LED) を駆動して変調された光信号を放射します。

ポートは受信側にあります。光信号が入力されると、光検出ダイオードによって電気信号に変換され、プリアンプを通じて電気信号が出力されます。

-光学モード分類-

～光学モードの開発経緯～

～光モジュール実装入門～

光モジュールには幅広いパッケージング規格が存在します。その主な理由は次のとおりです。

》光ファイバー通信技術の発展スピードは速すぎます。光モジュールの速度は向上しており、体積も縮小しているため、数年ごとに新しいパッケージラベルが発行されます。

正確 新しいパッケージ規格と古いパッケージ規格の間で互換性を持たせることも困難です。

》光モジュールの応用シナリオは多岐にわたります。使用する光ファイバの種類に応じて、伝送距離、帯域幅要件、使用場所が異なるため、光モジュールも異なります。

ポートGBIC

GBIC はギガビットレートインターフェイスコンバーターです。

2000 年以前は、GBIC が最も一般的な光モジュール パッケージであり、最も広く使用されているギガビット モジュール形式でした。

ポートSFP

GBIC はサイズが大きいため、SFP が後に登場し、GBIC を置き換え始めました。

SFP (Small Form-factor Pluggable の正式名) は、小型のホットスワップ可能な光モジュールです。 GBIC パッケージに比べてサイズが小さいです。 SFP のサイズは GBIC モジュールの半分であり、同じパネル上に 2 倍以上のポートを構成できます。機能的には両者にほとんど違いはなく、どちらもホットプラグをサポートしています。 SFP がサポートする最大帯域幅は 4Gbps です

経口XFP

XFP は、一目で理解できる 10 ギガビット スモール フォーム ファクター プラガブルです。 10ギガビットSFPです。

XFP は、XFI (10Gb シリアル インターフェイス) で接続されたフルスピードのシングル チャネル シリアル モジュールを採用しており、Xenpak とその派生製品を置き換えることができます。

ポートSFP+

SFP+ は、XFP と同様、10G 光モジュールです。

SFP+のサイズはSFPと同じです。 XFPに比べて小型（約30％削減）、消費電力も小さい（一部の信号制御機能により削減）。

○SFP28

25Gbps の速度の SFP は主に、当時 40G および 100G 光モジュールが高価すぎたため、この妥協的な移行スキームが作成されました。

QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP28-DD

クアッド スモール フォーム ファクターのプラグイン可能な 4 チャネル SFP インターフェイス。 XFP の多くの成熟した主要テクノロジーがこの設計に適用されています。 QSFPは速度に応じて4つに分けられます×10G QSFP+、4×25G QSFP28、8×25G QSFP28-DD光モジュールなど。

QSFP28 を例に挙げます。これは 4 × 25GE アクセス ポートに適用されます。 QSFP28 を使用すると、40G を使用せずに 25G から 100G にアップグレードできるため、ケーブル配線の難しさが大幅に簡素化され、コストが削減されます。

QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP28-DD

2016 年 3 月に制定された QSFP-DD は「Double Density」を指します。 QSFP の 4 チャネルにチャネルの行を追加し、8 チャネルに変更します。

QSFP方式と互換性があります。元の QSFP28 モジュールは引き続き使用でき、別のモジュールを挿入するだけです。 OSFP-DDのゴールドフィンガーの数はQSFP28の2倍です。

各 QSFP-DD は 25Gbps NRZ または 50Gbps PAM4 信号フォーマットを採用しています。 PAM4 では最大 400Gbps をサポートできます。

OSFP

OSFP、Octal Small Form Factor Pluggable、「O」は「octal」を表し、2016 年 11 月に正式に発売されました。

400GbE (8 * 56GbE、ただし 56GbE 信号は PAM4 変調下の 25G DML レーザーによって形成される) を実現するために 8 つの電気チャネルを使用するように設計されており、そのサイズは QSFP-DD よりわずかに大きくなります。光学エンジンとトランシーバーのワット数が高いほど、放熱性能がわずかに向上します。

CFP/CFP2/CFP4/CFP8

Centum ギガビット フォーム プラグイン可能な高密度波長分割光通信モジュール。伝送速度は100～400Gbpsoに達します

CFP は SFP インターフェイスに基づいて設計されており、サイズが大きく、100 Gbps のデータ伝送をサポートしています。 CFP は、単一の 100G 信号と 1 つ以上の 40G 信号をサポートできます。

CFP、CFP2、CFP4 の違いはボリュームです。 CFP2の体積はCFPの2分の1、CFP4はCFPの4分の1です。 CFP8は400G向けに特別に提案された実装形態であり、サイズはCFP2と同等です。 25Gbps および 50Gbps のチャネル レートをサポートし、16x25G または 8x50 電気インターフェイスを通じて 400Gbps のモジュール レートを実現します。