200G QSFP56 8通道53Gb/s 光模块知识全解

400GE QSFP-DD SR8，850nm，100m，MMF，MPO

200GE QSFP-DD SR8 100m 

200G QSFP56光模块和200G QSFP-DD光模块是200G光互连的两种主流解决方案，QSFP56运用了主流数字信号处理器（DSP）来帮助云数据中心应对严峻挑战，以灵活扩展的规模和低成本实现更高效的光互连。本文将主要为您介绍光模块200G QSFP56封装技术以及QSFP56封装与QSFP28、QSFP+封装的区别。

图1：光模块封装类型

200G QSFP56光模块封装技术概述

在了解QSFP56封装之前，我们先来看看QSFP封装的外形设计，QSFP 即Quad Small Form-Factor Pluggable，指的是四通道小型可热插拔SFP接口，它最初的设计目的是为了用高密度的光模块取代单通道的SFP光模块。与SFP光模块相比，QSFP光模块的带宽更高。

在QSFP封装的基础上发展起来的40G QSFP+光模块和100G QSFP28光模块开始逐渐被应用在高密度数据中心网络部署中。随着数据中心流量不断增长，其对带宽的要求也越来越高，QSFP封装类型也随之出现了更多的外形尺寸，例如200G QSFP56和400G QSFP56-DD。

图2：QSFP+光模块的封装类型

200G QSFP56光模块是40G QSFP+和100G QSFP28光模块的升级版本，是专门为200G以太网互连而设计的光模块。QSFP56表示在一个QSFP封装尺寸里可以传输4x 50Gb/s至56Gb/s的传输速率，QSFP56光模块也被称为200G QSFP光模块。按照不同的传输距离，200G QSFP56光模块又被分为QSFP56 CR、SR、DR、FR、LR这几种类型，可以在单模和多模光纤上实现不同距离的传输。

一般情况下，将两个200G QSFP56光模块分别插入对应的交换机端口，再用一根单模或者多模光纤相连，就可以实现200G的传输速率。除此之外，将QSFP56 DAC/AOC高速线缆插入对应的端口，也可以实现200G的传输。若是想实现2x100G或4x50G的传输，可以采用200G QSFP56至2x100G QSFP28分支线缆和200G QSFP56至4x50G SFP56分支线缆来实现。

QSFP56 vs QSFP28 vs QSFP+的区别

从名称上来看，QSFP56、QSFP28和QSFP+光模块的封装类型相同，但是它们的传输速率、调制技术、接口等不一样，下表列出了这几种封装类型光模块的基本参数：

封装类型	年份	全称	电气通道数	光口通道数	单通道速率	调制技术	传输速率
QSFP+	2013	10G 四通道小型可热插拔光模块	4	4	10Gbps	NRZ	40G
QSFP28	2016	28G 四通道小型可热插拔光模块	4	4	25Gbps	NRZ	100G
QSFP56	2017	50G 四通道小型可热插拔光模块	4	4	50Gbps	PAM4	200G

从表格中可以看出，QSFP56封装类型的光模块可以支持4x50G传输从而达到200G的传输速率。QSFP+光模块是QSFP光模块的升级版，可以支持4x10G传输，来实现10G以太网、10G光纤通道和QDR InfiniBand的传输。它可以复用四个通道来增加带宽，实现40Gbps的传输速率（每个通道10GBaud NRZ）。QSFP28光模块和QSFP+光模块一样，包含4路光发射器和4路光接收器，支持4x25G传输，从而实现100G的传输速率。

QSFP56封装与QSFP+、QSFP28封装的最大的区别在于QSFP56不再采取之前的NRZ调制技术，而是采取PAM4调制技术，每个通道的传输速率可达到50G，可在现有的光纤上传输更多的数据，更适合应用在超大规模的数据中心网络。

200G QSFP56向400G QSFP-DD的转变

随着数据中心的快速发展，数据的传输需求也在不断地增加，促使着网络向更高的带宽和更高的密度发展。目前，市场上已经出现了新一代的400G光模块封装类型——400G QSFP-DD，这里的“DD”指的是双密度，也就是说400G QSFP-DD的通道数量从4个变为8个，可以达到400G的传输速率。

400G QSFP-DD光模块尺寸与200G QSFP56光模块尺寸很相近，但400G QSFP-DD光模块可以向后兼容40G QSFP+、100G QSFP28、200G QSFP56等QSFP封装光模块。也就是说，只要交换机支持，200G QSFP56 光模块就可以在400G QSFP-DD端口上工作。当在400G QSFP-DD端口上使用200G QSFP56光模块时，交换机的端口将会被配置为200G的传输速率，而非400G。

虽然QSFP-DD封装是目前400G以太网市场最受欢迎的封装类型，但这并不意味着QSFP56封装类型的淘汰，对于一些没有400G那么高的速率需求的数据中心而言，使用200G QSFP56封装光模块部署200G以太网仍是理想解决方案。

提及光模块大家都有所耳闻，数据中心和5G应用中它起到了重要作用。那您知道光模块具体是干什么用的，都有哪些类型，该如何选择吗？本文将重点讲解光模块的作用及其原理，让您更加清楚光模块是干什么用的，带领你们从文中找到答案。

光模块是干什么用的？有什么作用？

光模块是用于光电转换和电光转换的光器件，由光电子器件、功能电路和光接口等组成。光电子器件包括发射和接收两部分，其中发射端把电信号转换成光信号，通过光纤传送后，接收端再把光信号转换成电信号，所以光模块也被称为光收发一体模块。光模块虽然体积小，构造也比较简单，但对技术要求却很高。随着近年来互联网流量的加速增长，光模块的市场需求也在急剧扩大。

光模块的类型及应用

光模块按照封装形式来分一共有以下五种常见类型：SFP、SFP+、SFP28、QSFP+和QSFP28，速率分别为百兆/千兆，万兆（10G），25G，40G，100G。其主要的应用范围是以太网、光纤通道、SDH和SONET等，且可以用于光纤收发器、交换机、光纤路由器和光纤网卡等设备上。不同封装类型光模块的传输速率、传输距离和应用范围都有所不同，见下表所示。

类型	传输速率	传输距离	应用范围
SFP	100Mbps/1000Mbps	100m-40km	百兆以太网、千兆以太网、SDH、SONET、光纤通道
SFP+	10Gbps	30m-100km	10G以太网、8.5G光纤通道、SDH、SONET
SFP28	25Gbps	100m-40km	25G以太网、32G光纤通道
QSFP+	40Gbps	100m-40km	40G以太网
QSFP28	100Gbps	100m-80km	100G以太网、数据中心

如果您还想具体了解关于这几种封装类型光模块更多的知识可参考《一文带你了解SFP、SFP+、SFP28、QSFP+和QSFP28之间的区别》这篇文章。

光模块如何选择

结合实际需求去选择最合适的光模块，选择时以下几个方面可以作为参考：

传输速率及封装类型

光模块的传输速率从100Mbps至400Gbps不等，通常情况下传输速率是根据链路的数据传输速率而定。然而相同速率的光模块具备不同的封装类型，因此在这种情况下需要考虑到应用设备是什么类型的封装端口，例如，两台10G SFP+交换机的连接应选择10G SFP+光模块，而非10G XFP/X2/XENPAK光模块。

传输距离

不同光模块支持的传输距离是不一样的，考虑到光信号在传输过程中还会存在衰减和色散情况，选择光模块时其传输距离应稍稍大于实际要求的传输距离。

传输模式

光模块主要有三种数据传输方式：单工、半双工和全双工，单工传输只支持一个方向上的数据传输;半双工传输允许两个方向上的数据传输，但是在某一时刻只允许一个方向上的数据传输;全双工传输允许两个方向上的数据同时传输。最好选择支持全双工传输的光模块。

工作温度

光模块根据工作温度的不同划分为商业级光模块和工业级光模块，其中商业级光模块的工作温度是在0℃~70℃之间，工业光模块的工作温在-40℃~85℃之间。在购买时，应结合光模块实际的工作环境温度来选择，如隧道等温差较大的恶劣环境应选择工业级最为合适，一般的室内机房选择商业级即可。因为如果光模块的工作温度超出标准范围，其性能容易受损，严重时将会直接报废。