Laser berdasarkan faktor bentuk dan laju data

Laser mana yang berada di dalam modul ditentukan oleh dua hal — rate per lane yang harus dimodulasi oleh laser dan jangkauan yang harus dicakupnya — dan keduanya terus meningkat pada setiap generasi faktor bentuk. Halaman ini memetakan teknologi laser dan penerima yang dipakai pada setiap tahap, dari GBIC 1G hingga OSFP 800G.

Aturan praktis

Rate mendorong ke arah yang sama: hingga 10G, laser yang dimodulasi langsung masih memadai; pada 25G, DML sudah marginal dan EML/VCSEL-25G mengambil alih; mulai 50G PAM4 per lane, modulator EML atau silicon-photonics mendominasi; pada 100G+ per lane, VCSEL mencapai batas atasnya.

Generasi demi generasi

1G — GBIC dan SFP (tahun 1990-an → )

Spektrum multimode laser FP masih dapat diterima pada 1,25 Gb/s; VCSEL membuat optik multimode 1G nyaris tanpa biaya. Lihat GBIC, SFP.

10G — XFP, SFP+ (2002 → )

10G adalah titik di mana EML dan APD menjadi standar untuk jangkauan di atas 10 km, dan di mana CDR di dalam modul milik XFP digantikan oleh desain sisi host milik SFP+ (XFP, SFP+).

25G — SFP28 (2015 → )

RS-FEC hadir bersama 25G, memungkinkan laser yang lebih murah memenuhi spesifikasi pada titik BER pre-FEC.

40G — QSFP+ (2010 → )

Optik paralel pasar massal pertama; VCSEL array pada papan dengan lens array dan ferrule MPO menetapkan pola yang diikuti oleh setiap SR4/SR8 sejak saat itu (QSFP+, Chip-on-board).

100G — QSFP28 (2015 → )

100G adalah generasi di mana silicon photonics memasuki produksi volume (PSM4, DR) dan di mana pemisahan antara DFB tanpa pendinginan (CWDM4, 2 km) dan EML yang didinginkan (LR4, 10 km) menentukan tingkatan harga (QSFP28).

200G / 400G — QSFP56, QSFP-DD, OSFP (2019 → )

PAM4 menjadikan DSP bagian dari setiap modul dan mendorong laser hingga 100G per lane — wilayah EML dan SiPh (QSFP-DD, OSFP).

800G dan 1.6T — OSFP, QSFP-DD800, OSFP-XD (2022 → )

Tren lintas generasi

1. Dari modulasi langsung ke modulasi eksternal — DML untuk ≤ 25G, EML/MZM di atasnya.
2. Dari satu laser per lane menjadi satu laser per modul — SiPh membagi satu sumber CW ke seluruh lane.
3. Dari TO-can hermetis ke die telanjang — chip-on-board untuk optik paralel, integrasi SiPh untuk single-mode.
4. Jangkauan VCSEL menyusut seiring naiknya rate — 550 m pada 1G, 100 m pada 25G, 50–100 m pada 100G; DR single-mode kini mengambil alih bahkan pada link pusat data pendek.
5. Koheren merambah ke pluggable — penerima transport kini muat dalam satu QSFP-DD.
6. Daya menjadi batasan baru — EML, DSP, dan ITLA yang didinginkan mendorong modul 400G/800G hingga 15–20 W, mendorong penggunaan LPO dan co-packaged optics.

Mengapa ini penting untuk pengodean dan diagnostik

Byte identitas yang dibaca oleh switch — panjang gelombang, jangkauan, kode kepatuhan — menjadi proxy bagi laser di dalamnya. Mengodekan modul VCSEL SR4 sebagai LR4 tidak mengubah laser 850 nm-nya; host akan mengharapkan jangkauan single-mode yang tidak dapat diberikan oleh modul tersebut. Dan ciri khas DDM berbeda menurut jenis laser — bias beberapa mA milik VCSEL dibandingkan puluhan mA milik EML ditambah TEC — sehingga nilai bias yang “normal” untuk satu jenis menjadi alarm untuk yang lain (Jenis laser, Penerima).

Sisi pemrosesan sinyal dari cerita yang sama — dari penguat pembatas hingga DSP, LPO, dan koheren — ada di Modulasi & DSP; sisi kemasannya ada di Kemasan optik.