那些你从未见过的光模块

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

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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

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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”

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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

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光模块经过这么多年的发展

形态几多变迁，一一道来

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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

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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-T

我们再来看一下万兆的模块们

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Xenpak、X2、XFP、SFP+

下面这图，能看起来更形象

我们把XFP、SFP+、SFP、GBIC放在一起

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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

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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

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把它解剖一下，是这个样子的

里面藏了6对光纤哦

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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400G离我们太远了，就不细八了

……

③

直连线缆

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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

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他们通常长这样

可以看作把两个模块和跳线融为一体

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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

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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

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实物长这样

40G和100G的一拖四AOC

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来一张群魔乱舞图

光模块、AOC/DAC、1拖4集体出镜

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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

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不得不说明一下

我们前面的描述，主要是针对ethernet环境

因为这个场景，咱们网工最熟悉

还有有一类比较奇葩的，单说一下

叫做BiDi模块，俗称单纤双向

用单根光纤来完成数据传输

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千兆、万兆、40G都有单纤双向模块

模块形态有SFP/SFP+/QSFP+

光模块的应用场景很广泛

比如Fibre Channel / SDH / Infiniband / XWDM等等

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