【科普】最全的光模块知识
18年05月03日 ENJOYLink欢联
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[导读]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……
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
①
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
②
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-OE-T 电口模块
我们再来看一下万兆的模块们
↓
Xenpak、X2、XFP、SFP+
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，就不细说了
……
③
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
↓
光模块的应用场景很广泛
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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