単一光源型400G DR4トランシーバー
同一波長４パラレルファイバーとトランシーバーを構成する場合、従来は変調ドライバーとレーザーを四つ並べる構成でした。SFPの構成をそのまま４倍にしたのがQSFPの構成となります。
2021年頃から登場したのは、レーザーは一つでそれを分配してから変調を掛ける方式です。分配ロスと変調ロスがありますので高出力なレーザーが必要になりますが、それでも４つ並べるより低消費電力になります。800G DR8の様により並行LANE数が多いトランシーバーにも有用です。
また、LD光源と変調器の間は光ファイバーですのでCPOの様に分離し装置内の放熱設計の都合の良い配置が可能です。
SiPh実装
「シリコンフォトニクス」従来は光学部品で実現してた機能を半導体面で実現する事により同一マスク内に光学処理と電気的処理を行う手法です。400G DR4では一般に、光の分岐と変調と出力モニターを一つのシリコンで実装したものが使われます。
CPOへの適用
装置内での電気による高速データ配線を極力短くすることにより安定性と低消費電力化を目指したCPOは当初よりいくつかの問題が指摘されていました。
- 熱いファブリックの近くに熱い部品を配置して放熱設計できるのか
- 一般の電子部品より故障率が高いLDが交換できなければ装置の稼働率が下がる
後変調方式は光源のLDと変調器の間は光ですので距離が稼げます。これにより発熱量が高いLDをファブリックから離して放熱効率が良い配置が可能です。
CPOの変調器部分のMTBFが100Mh、LDが20Mhの想定です。交換作業が必要なのであれば、従来のプラガブルの電源投入時でも交換可能機構は有用なので光源だけのSFP、ELSFP(Externa Laser) SFP。が登場しました
ELSFP Form factor
External Laser Small Form Factor Pluggable (ELSFP) external laser source form factor, co-packaged 3.2T copper cable assemblies, an operating linear optical module
ELSはOSFPと同じソケットで電源供給を本体装置から受けて、フロントパネルからパッチコード経由で光源を入力する方式。基板上に新しく設けられたソケットに実装する方式、新しいプラガブルなパッケージを定める方式が検討されましたが。新しく、電源を受け取り光を返すコネクターを備えた細長いパッケージを用いるのがELSFPです。
サイズはOSFPとほぼおなじ。16個が横に並べる事が可能。30W供給可能な接点とMT8 x 2の光コネクタ。CMISで管理。一つのELSFPで複数のOE(CPO Optical Engine)に供給する事も可能。
レーザー保護基準に対する配慮
23dBm(200mW)はかなり高出力。でも、実質光が外に漏れる可能性がないのではないか？
CWDM(FR4)多重伝送への適用
単一のトランシーバーでは複数の波長を出すレーザーを用い一度DEMUXしてから後変調を行いMUXする構成が考えられます。しかし、複数の波長の出力レベルを揃えるのは難しい事です。
8チャネルを束ねたCPOでは４つの光源を8分岐すれば良いのですからパラレルファイバーに比べてMUXが増えただけになります。2023年３月時点での実際の実装は8光源4分岐。
