100G 光收发器技术
100G 光收发器可以根据其波长技术和覆盖能力进行组织。了解这些选项有助于您为特定部署方案选择合适的收发器。
单波长光学器件
100G 单波长光学器件（FR、LR、DR、ER1）是可插拔收发器，利用 PAM4 调制技术，使用单个激光传输完整的 100G 数据。这些光学器件符合 IEEE 802.3cd-2018 和 IEEE 802.3-2022 标准，使用 PAM4 调制进行每通道 50 Gbps 和 100 Gbps 操作。
单波长光学器件不同于 LR4、PSM4、CWDM4 等传统的 100G 模块。此外，由于采用了 PAM4 光调制技术，单波长光学器件无法与传统的 100G 模块互操作。但是，它们可以使用分支电缆与 400G 光学器件互操作。因此，400G 分支光学器件向后兼容传统的 100G 线卡和光纤：
以下是瞻博网络目前的 100G 单波长光收发器：
| 产品编号 | 详细描述 | IEEE标准 |
|---|---|---|
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SDD-100G-DR |
SFP56-DD 或 SFP-DD 外形尺寸，100G-DR/DR1，SMF 距离 500 米，标准温度（0 °C 至 70 °C），双工 LC 连接器 |
IEEE 802.3cd （100GBASE-DR） |
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SDD-100G-FR1 |
SFP-DD 外形，100G-FR/FR1，通过 SMF 传输距离 2 公里，标准温度（0 °C 至 70 °C），双工 LC 连接器 |
IEEE 802.3cd （100GBASE-FR1） |
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SDD-100G-LR1 |
SFP-DD 外形，100G-LR/LR1，通过 SMF 传输距离 10 公里，标准温度（0 °C 至 70 °C），双工 LC 连接器 |
IEEE 802.3cu （100GBASE-LR1） |
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SDD-100G-ER1-40 |
SFP-DD 外形，100G-ER/ER1，SMF 距离 40 公里，标准温度（0 °C 至 70 °C），双工 LC 连接器 |
MSA规范（具有互补波长的BiDi技术） |
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SDD-100G-SR1P2 |
SFP-DD 外形，100G-SR，MMF 以上 100 米 （OM4），标准温度（0 °C 至 70 °C），双工 LC 连接器 |
IEEE 802.3cd（100GBASE-SR1,2 通道 BiDi） |
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QSFP-100G-FR |
QSFP 外形，100G-FR/FR1，通过 SMF 传输 2 公里，标准温度（0 °C 至 70 °C），双工 LC 连接器 |
IEEE 802.3cd （100GBASE-FR1） |
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QSFP-100G-LR |
QSFP 外形，100G-LR/LR1，通过 SMF 传输 10 公里，标准温度（0 °C 至 70 °C），双工 LC 连接器 |
IEEE 802.3cu （100GBASE-LR1） |
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QSFP-100G-DR |
QSFP、100G-DR/DR1、SMF 传输距离 500 m、标准温度（0 °C 至 70 °C）、双工 LC 连接器 |
IEEE 802.3cd （100GBASE-DR） |
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QSFP-100G-SR1P2 |
QSFP28 外形，100G-SR，MMF 以上 100 米 （OM4），标准温度（0 °C 至 70 °C），双工 LC 连接器 |
IEEE 802.3cd（100GBASE-SR1,2 通道 BiDi） |
采用 SFP112 外形尺寸（如果可用）的光收发器应支持单波长 100G 光学器件。
SFP56-DD 和 SFP-DD 模块（SDD 前缀）使用具有 PAM4 调制的 2×50G 电气接口。QSFP28 模块（QSFP 前缀）使用 4×25G 电气接口。但是，两者都支持单波长光传输。
双向 （BiDi） 100G 光收发器
双向 （BiDi） 光收发器使用波分复用，在同一光纤束上同时传输和接收数据。BiDi 可降低对光纤基础架构的要求。100G BiDi 收发器分为两大类：
-
双工 LC 多模 BiDi 光学器件（SR1P2、BXSR）
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单工 LC 单模 BiDi 光学器件（LRBD、ERBD）
双工 LC 多模双二光纤（SR1P2、BXSR）
多模 BiDi 收发器使用两股光纤束（双工配置），每根光纤上都有双向传输。每根光纤使用不同的波长传输双向流量。双工 LC 多模 BiDi 采用的两个波长是 850 nm 和 910 nm。也就是说，当一根光纤以 850 nm 传输并以 910 nm 接收时，另一根光纤以 910 nm 传输并以 850 nm 接收。从而创建两个独立的 50 Gbps 双向光通道 （2x50G）。部分采用双工 LC 多模 BiDi 技术的瞻博网络光收发器包括：
- JNP-QSFP-100G-BXSR — 在 OM4 光纤上的传输距离为 100 米
- QSFP-100G-SR1P2—70 米 （OM3）、100 米 （OM4）、150 米 （OM5）
单工 LC 单模 BiDi 光学器件（LRBD、ERBD）
单模 BiDi 收发器使用具有双向传输功能的单束光纤束（单工配置）。单工光学器件使用不同的波长在同一根光纤上进行发射和接收。它具有一个以 100 Gbps 速度运行的光通道和一个 100GAUI-2 （2x50G PAM4） 电气接口。常见的单工LC单模BiDi波长对是LRBD（1270 nm Tx和1330 nm Rx或反向）和ERBD（1270 nm Tx和1330 nm Rx或反向）。部分采用单工 LC 单模 BiDi 技术的瞻博网络光收发器包括：
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QSFP-100G-LRBD-D—QSFP28 100G LR BiDi 下游收发器
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QSFP-100G-ERBD-D—QSFP28 100G ER BiDi 上游收发器
Extended Reach 和 ZR 100G 光收发器
远距离 （ER） 100G 收发器专为 40 公里至 80 公里的长距离传输而设计，服务于城域网、区域和数据中心间应用。这些收发器采用 APD 光电二极管、更高功率激光器和精密的 DSP 等先进技术，可在单模光纤上实现更广泛的覆盖范围。
ZR 100G 收发器代表相干光学技术，专为 80 公里及以上的超远距离传输而设计。与使用强度调制直接检测的传统 ER 收发器不同，ZR 收发器采用相干检测和高级调制方案 （DP-QPSK）、可调谐 DWDM 激光器和复杂的数字信号处理。这使得 ZR 收发器能够实现更大的覆盖范围，与 DWDM 传输系统无缝集成，并提供内置的性能监控功能，使其成为远距离城域网、区域网络和数据中心互连应用的理想选择。
| 特征 | ER（扩展覆盖范围） | ZR（远距离） |
|---|---|---|
| 收发器类型 |
ER4（旧版）， ER4L 4WDM-40 ER1-40 BiDi |
ZR4 |
| 技术类型 | 直接检测、调强 | 相干检测、相位调制 |
| 光学通道 |
4 通道（ER4、ER4L、4WDM-40） 1 通道 （ER1-40） |
4 通道 |
| 车道速度 |
25 Gbps NRZ（ER4、ER4L、4WDM-40） 100 Gbps PAM4 （ER1-40） |
25 Gbps DP-QPSK |
| 调制 |
NRZ-OOK（ER4、ER4L、4WDM-40） PAM4 （ER1-40） |
DP-QPSK（相干） |
| 波长技术 |
LAN WDM - 4 种波长（ER4、ER4L、4WDM-40） 具有互补对的单波长 BiDi （ER1-40） |
可调 DWDM（ITU 网格，C 波段，50 GHz 间距） |
| 波长 |
1295.56、1300.05、1304.58、1309.14 nm（ER4、ER4L、4WDM-40） 互补对 - 特定于供应商 （ER1-40） |
跨 ITU 网格可调 |
| 最大覆盖范围 |
40 公里（ER4、带 FEC 的 ER4L、4WDM-40、ER1-40） 30 公里（不含 FEC 的 ER4L） |
80 公里（DWDM 放大可达数百公里） |
| 光纤类型 | 单模 | 单模 |
| 光纤数量 | 2（双工） | 2（双工） |
| 连接器类型 | 双工 LC | 双工 LC |
| 电气接口 |
CAUI-4 或 100GAUI-4 （ER4） 100GAUI-4（ER4L，4WDM-40） 100GAUI-2 / 2x50G PAM4 （ER1-40） |
100GAUI-4 |
| FEC 类型 |
可选 （ER4） 强制 KR4 FEC（ER4L、4WDM-40、ER1-40） |
内部相干 FEC （RS-FEC） |
| 外形 |
QSFP28（ER4、ER4L、4WDM-40） SFP-DD （ER1-40） |
QSFP28 |
| 光电二极管类型 | APD（雪崩光电二极管） | APD（雪崩光电二极管） |
| 功耗 |
~3.5W （ER4） ~2.5W （ER4L， 4WDM-40） ~2.0W （ER1-40） |
~4-5W |
| 技术生成 |
旧版 （ER4） 现代（ER4L、4WDM-40、ER1-40） |
现代（一致） |
| 平台兼容性 |
不带 FEC 的旧平台或带有 FEC 的现代平台 （ER4） 采用 KR4 FEC 的现代平台（ER4L、4WDM-40） 搭载 2 个 50G SerDes （ER1-40） 的现代平台 |
支持 DWDM 的现代平台 |
| 相对成本 |
更高 （ER4） 下部 （ER4L， 4WDM-40） 中等 （ER1-40） |
显著更高 |
| 状态 |
旧有，即将淘汰 （ER4） 现行标准（ER4L、4WDM-40、ER1-40） |
现行标准 |
| DWDM 集成 | 否 | 是（可调谐波长） |
| 波长可调性 |
无 - 固定波长（ER4、ER4L、4WDM-40） 否 - 固定互补对 （ER1-40） |
是（可调谐 ITU 网格） |
| 性能监控 | 基本 DDM（数字诊断监控） | 高级（具有全面诊断功能的相干 DSP） |
| DSP 复杂性 |
低（ER4、ER4L、4WDM-40） 中等 （ER1-40） |
极高（相干） |
| 匹配对要求 |
否 （ER4， ER4L， 4WDM-40） 是 - 互补波长 （ER1-40） |
否 |
| 需要 APD 保护 | 是 - 短链路或背对背连接需要光衰减器 | 是 - 短链路或背对背连接需要光衰减器 |
| 分支支持 |
是 - 4x25G（ER4、ER4L、4WDM-40） 否 （ER1-40） |
是 - 4 个 25G |
| 互操作性 |
ER4、ER4L、4WDM-40 可相互互操作 ER1-40 不可与 ER4 变体互操作（不同的调制/通道） |
无法与直接检测 ER 光学器件互操作 |
| 标准 |
IEEE 802.3ba （ER4） 基于 802.3ba 的 MSA（ER4L、4WDM-40） MSA BiDi 规范 （ER1-40） |
OIF 100G-ZR 实施协议 |
| 用例 |
城域网络，楼间（ER4 - 旧版） 城域网络，成本敏感型部署（ER4L、4WDM-40） 现代城域网、高密度部署 （ER1-40） |
远距离城域网（60-80 公里）、区域网络、DCI、DWDM 集成 |
| 优势 |
成熟技术，广泛的兼容性 （ER4） 更低的功耗/成本，现代标准（ER4L，4WDM-40） 高端口密度 （SFP-DD），低功耗 （ER1-40） |
最大覆盖范围（80 公里），兼容 DWDM，可调波长，高级性能监控 |
| 限制 |
更高功率，逐步淘汰 （ER4） 4 通道需要更多主机资源（ER4、ER4L、4WDM-40） 需要匹配的配对，BiDi 技术 （ER1-40） |
成本高、功耗高、技术复杂 |