400G QSFP-DD FR4 VS 400G QSFP-DD FR8

随着技术的不断升级演进,成本和性能将推动400G光通讯市场的发展,使得400G数据中心数量不断攀升。在400G数据中心,2km波分方案可选用两种光模块,400G QSFP-DD FR4和400G QSFP-DD FR8。它们之间有什么区别?又该如何选用?本文我们将来探讨。

400G QSFP-DD FR4和400G QSFP-DD FR8有什么区别?

可靠性

400G QSFP-DD FR4波特率53.125GBd,400G QSFP-DD FR8波特率为26.5625GBd。随着波特率的提高,PAM4的MPI代价和CD代价都逐渐增加,面临长期可靠运行的挑战,因此需要采用更强大的FEC并解决互操作性问题。两款光模块皆采用KP4 FEC,400G QSFP-DD FR4每通道Margin>80%,400G QSFP-DD FR8每通道Margin>90%,400G QSFP-DD FR8相比来说可靠性会更高一些。

调制方式

400G QSFP-DD FR4和400G QSFP-DD FR8电口侧都是8路53Gbps PAM4调制,区别在光口侧。FR8光口侧使用8路53Gbps PAM4调制;FR4光口侧采用4路106Gbps PAM4调制,内部则使用Gearbox芯片把两路电口输入复用成一路信号再调制到光上,因此光口侧的速率是电口侧速率的2倍,即4路106Gbps PAM4信号。50G PAM4升级至100G PAM4调制,色散容限下降。

400G QSFP-DD FR8

400G QSFP-DD FR4

DSP延迟

由于400G QSFP-DD FR4内部使用8:4 Gearbox,导致延迟性能较差,约为102ns;而400G QSFP-DD FR8则只有约84ns延迟。因此,400G QSFP-DD FR8延迟性能较好。在选用时,需要高性能计算的场景更适合采用400G QSFP-DD FR8。
*延迟数据来自Broadcom DSP的规范供参考

功耗

400G QSFP-DD FR8一方面提供了改进的链路预算,但另一方面,采用更多的激光器使得模块的功耗更大,每个模块的总激光器成本更高,光学封装更复杂,导致产量更低,生产成本更高。相比之下400G QSFP-DD FR4的功耗更低,热处理能力更简单。

项目 400G QSFP-DD FR4 2km 400G QSFP-DD FR8 2km
波特率 53.125GBd 26.5625GBd
DSP延迟 ≈102ns 较大 ≈84ns 较小
MPI代价 尚可
CD代价 尚可
KP4 FEC Margin 可靠 非常可靠
功耗
传输性能 一般 较好

400G QSFP-DD FR4和400G QSFP-DD FR8该如何选用?

综上所述,与400G QSFP-DD FR4相比,8路光学的400G QSFP-DD FR8在各方面都具有更好的传输性能,但是在功耗和成本上略有逊色。400G QSFP-DD FR4适用于商业数据中心,400G QSFP-DD FR8更适用于高性能计算。

易飞扬是8路光学的倡导者,具有独创的8路光学引擎设计,可极大提高可生产性和可靠性。

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