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100G QSFP28 LR4 DML版本与EML版本

100G QSFP28 LR4 DML版本与EML版本

100G QSFP28 LR4光模块产品目前激光器有两种类型:EML(Electlro-absorptionModulated Laser,电吸收调制激光器)和DML(DirectlyModulated Laser,直接调制器激光器);
  


  
  

EML

  
  

DML

  
  

啁啾

  
  

  
  

  
  

消光比

  
  

  
  

  
  

光眼图性能

  
  

模板余量大

  
  

模板余量小

  
  

抖动性能

  
  

  
  

较大

  
  

功耗

  
  

  
  

较小

  
  

成本

  
  

  
  

  
  

驱动成本

  
  

  
  

  
  

传输距离

  
  

40km

  
  

10km

  
  

电信级应用

  
  

支持

  
  

有待讨论

  
  

全球供应情况

  
  

紧张

  
  

一般

  
从上表几个维度的比较,可以定位EML适合用于电信级应用,而DML适合用于数据中心应用,无 论是从成本、功耗、传输距离。
IEEE802.3ba 定义了100GBASE-LR4,从整个OSI上看,LR4产品系统的PHY上是w/o FEC功能,而对光模块产品BER要求则要求小于1E-12才能保证通信的丢包率。

2.jpg
2017-6-2 14:41

100GBASE-LR4对TX 参数的要求相对范围较宽,ER要求大于4dB,所以也给DML留了空间,同时也包括的EML,相比ER4的ER要求大于8dB,那只能用EML,DML是达不到此调制深度;

3.jpg
2017-6-2 14:41

唯一让DML尴尬的就是眼图模板,100GBASE-LR4的眼图模板相对EML激光器来说,余量至少也有30~35%;而相对DML来说20%已经是很好了,因为DML眼图ER较小,jitter较大导致了眼图模板不如EML,但也在协议范围内。

4.jpg
2017-6-2 14:41

接收部分差异性相对较小,因为IEEE802.3ba定义的接收灵敏度是OMA,由下面换算公式可以知道,RX_SEN(OMA)是跟发射光ER值大小相关的,所以EML和DMLER不同,RX_SEN(Pave)不同,但是换算成RX_SEN(OMA)值是差不多范围;

RX_SEN(Pave) to RX_SEN(OMA):

ER=P1/P0;(1)

POMA=2*PAVE*(ER-1)/(ER+1);(2)

5.jpg
2017-6-2 14:41


全温范围内模块功耗对比:

  


  
  

EML

  
  

DML

  
  

功耗

  
  

3.5~4.5W

  
  

2.6~3.5W

  

SFF-8436 MSA定义了QSFP模块的功耗等级,最高为3.5W,也就是说QSFP28 LR4 用EML激光器由于功耗关系,未必能在设备电源设计余量不足的情况下使用;

7.jpg
2017-6-2 14:42


总体来说DML LR4产品将逐渐成为100GE应用的的主流,唯一不足的是目前尚未支持OUT-4的应用,主要是速率的提升对DFB激光器的要求较高,如DFB解决了28Gbps速率下使用,OUT-4的DML指日可待。
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