【科普】最全的光模塊知識
18年05月03日 ENJOYLink歡聯
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[導讀]在盤點光模塊之前，我們先來講講兩臺設備，是如何通過光纖連接起來的……
最近看了看，光模塊的發展真是日新月異
在盤點光模塊之前，我們先來講講
兩臺設備，是如何通過光纖連接起來的
其實這裡面涉及好多東西
而我們最關注的主要是兩部分
光纖跳線和光模塊
①
光纖跳線
光纜分為單模和多模
我們可以從跳線的顏色上來區分
有沒有一種ofo和摩拜的即視感
……
兩種光纖的光傳輸模式不同
最直接的影響是，傳輸距離的差異
比如對於千兆網絡來說
單模光纖可以傳輸上百公里(120KM)
多模光纖只能傳幾百米(550m)
光纖跳線是一種“接插件”
一邊連光模塊，一邊連熔接盒(或配線架)
它的接口有很多種“造型”
↓
這麼多複雜的名字其實不重要
我們記住一點就好
跳線是為了連接兩端的
只要接口和兩端的形態匹配就ok
接口匹配了，才能插在一起
大家看對眼，一切好商量
②
光模塊
光模塊經過這麼多年的發展
形態幾多變遷，一一道來
↓
GBIC模塊
這曾經是應用最廣泛的千兆模塊形態
比如C記老玩家們耳熟能詳的5484/5486
根據連接光纖類型和傳輸距離的不同
GBIC有很多子類，不同廠家命名規則不同
(GBIC-SX，GBIC-LX，GBIC-LH等等)
有些人很變態，不連光纖，而是要連接雙絞線
於是，就有了GBIC-T模塊
這種變態模塊把光口變成電口來用
在只需要少量電口的場合
也算是不錯的折衷之法
↓
SFP模塊
GBIC流行了很多年
但它的缺陷是尺寸比較大（火柴盒大小）
功耗高而且佔空間
於是，SFP被創造出來
它的尺寸像一盒綠箭口香糖
……
類似的，也有人用來連接雙絞線
這就是SFP-OE-T 電口模塊
我們再來看一下萬兆的模塊們
↓
Xenpak、X2、XFP、SFP+
四種萬兆模塊，出現的年代不同
尺寸從大到小，小的替代了大的
目前SFP+是萬兆光模塊的主力
……
接下來，看更高的速率
25G/40G/100G
40G沒啥好說的，已經日薄西山
主流的模塊形態只有QSFP+這一種
從QSFP+開始，我們見識了一種新的跳線類型
下圖可以看到LC跳線和MTP跳線的差異
↓
是不是越看越暈？其實MTP和MPO的出現
是為了滿足更高密度的光纖佈線
把多根光纖封裝在一起
↓
把它解剖一下，是這個樣子的
裡面藏了6對光纖哦
↓
再來一張實操圖，這是在交換機上
QSFP+和MTP跳線連接40G模塊的樣子
↓
隨著雲數據中心的興起
25G以太網火了起來
它幾乎成為服務器間互聯的主流標準
25G比10G更快，比40G更經濟
（還有更吸引人的RDMA）
25G光模塊採用SFP28形態
模樣與SFP、SFP+沒什麼差異
↓
接下來我們說說100G
這大概是吃瓜群眾能見到的最高速率
100G光模塊短短几年，經歷了快速的迭代
主要還是為了尺寸和功耗，在高密度環境下
大家都追求尺寸更小，功耗更低
從CFP、CFP2、CFP4
再到當下最流行的QSFP28
↓
和前面千兆模塊一樣，只看形態還不夠
還涉及傳輸距離、光纖種類、應用場景
所以在每種形態下，還有很多細分
↓
比如，僅僅QSFP28家族
就有很多細分的型號
PSM、LR4、SR4、AOC、DAC等等
連接器類型上，除了大家熟知的LC接口
還有多光纖匯聚的MTP/MTO
真的是很複雜啊
……
在100G之上，還有400G
網速的提升真是沒有止境啊
400G的光模塊據說有4種
CDFP、CFP8、QSFP-DD、OSFP
下圖是CFP8和它的100G前輩們的比較
↓
而另外三個傢伙，長成這樣
它們都是由不同組織推行的標準
↓
400G離我們太遠了，就不細說了
……
③
直連線纜
▼
在數據中心中，通常用AOC/DAC線纜
來完成架頂交換機與服務器的互聯
而不像我們最初那種使用光纖跳線
比如，AOC線纜的結構是這樣的
↓
他們通常長這樣
可以看作把兩個模塊和跳線融為一體
↓
DAC是純電信號，沒有光電轉換的過程
DAC兼容性好，但是傳輸距離短，又比較粗硬
所以，現在AOC更流行一些
不同速率都有相應的AOC線纜
10G、25G、40G、100G……
比如下面是QSFP28 AOC線纜，用於100G互聯
↓
還有一種應用場景
40G可以拆成4×10G，100G可以拆成4×25G
於是，就有了一拖四線纜
把一個高速端口變成4個低速端口
↓
實物長這樣
40G和100G的一拖四AOC
↓
來一張群魔亂舞圖
光模塊、AOC/DAC、1拖4集體出鏡
↓
最後，我們看看在數據中心中
各種模塊、線纜是怎麼組合使用的吧
↓
光模塊的應用場景很廣泛
他們有的可以通用，有的會有差異
但是從形態規格上講，無外乎上面那些
就不再一一列舉了
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