光模塊的傳輸距離長短是一大核心參數(shù)，鑒于超長距離傳輸?shù)氖袌鲂枨蠛途W(wǎng)絡趨勢，超長距離傳輸解決方案成為未來通信行業(yè)發(fā)展趨勢。在超長距離光模塊的實際使用中，會受到色散效應、非線性效應等物理障礙的限制。本文我們來了解實現(xiàn)超長距離傳輸?shù)?00G光模塊。

對于100G網(wǎng)絡中超過10km的應用，主要有三種解決方案：100G ER4(40km)、100G ZR4(80km)和100G DCO(2000km)。

100G ER4

100G ER4可實現(xiàn)40km的傳輸距離，通過在收發(fā)器內(nèi)部使用半導體放大器（SOA），以增加功率預算。發(fā)射端可在1295nm、1300nm、1305nm和1310nm四個LAN WDM波段上工作。這四個波段上的光信號經(jīng)WDM波分復用器復用后通過雙工LC連接器在單模光纖上傳輸。在接收端，WDM波分復用器將信號分解到單個通道之前，SOA可放大信號。

最早的100G ER4光模塊采用CFP和CFP2封裝，但由于尺寸和功耗較大，且新推出的100G光交換機通常配備緊湊的QSFP28端口，而不是較大的CFP接口，于是很少在100G長距離應用中使用它們。因此市場更傾向于使用高密度100G QSFP28模塊，以最大程度地提高容量并最小化空間，功耗和維護成本。

圖1：100G QSFP28 ER4示意圖

100G ZR4

100G ZR4可傳輸80km，在發(fā)射端四通道串行數(shù)據(jù)（NRZ）由CDR恢復并傳遞給四個激光驅動器，這些驅動器控制四個中心波長分別為1296nm、1300nm、1305nm和1309nm的激光器。光信號通過標準LC連接器多路復用到單模光纖。在接收端，通過SOA放大四個通道的光信號，然后通過集成的光解復用器對光信號進行解復用。每路光信號都由PIN檢測器恢復，然后通過跨阻放大器和CDR傳遞到符合CAUI-4的輸出驅動器。同理，市場上更傾向于QSFP28封裝的100G ZR4，如圖2所示：

圖2：100G QSFP28 ZR4示意圖

100G DCO

超越80km的傳輸運用，需要采用相干調(diào)制技術。100G DCO是80km以上至2000km的100G光傳輸應用為數(shù)不多的選擇。100G DCO有CFP和CFP2兩種封裝，其中，CFP2 DCO提供了更大的靈活性，并且與CFP DCO相比，它支持更高的面板密度。

CFP2 DCO采用QP-QPSK調(diào)制，借助內(nèi)置的DSP，不需要單獨的色散補償模塊（DCM），而是自動具有電子色散補償功能，使它能夠在放大位點之間傳輸更遠的距離。光模塊內(nèi)部包括光波復用器和馬赫-曾德爾調(diào)制器，接收器包括光解復用器，雙InP 90°光學混合混頻器，以及集成的平衡PIN光電檢測器和四通道TIA。

圖3：100G CFP2 DCO示意圖

易飛揚獨立的100G CFP2 DCO有ZR/MR/LH三個版本，均采用緊湊型CFP2封裝和成熟的16nm DSP。其中ZR模式可傳輸距離120km，MR模式下可傳輸距離300km，LH模式下可傳輸2000km。

當前網(wǎng)絡基礎架構向100G系統(tǒng)的遷移是不可避免的，并且越來越多的企業(yè)要求100G客戶端接口在不使用昂貴的光放大器的情況下擴展到更長距離，100G ER4、ZR4和DCO滿足了這些需求。

易飛揚可提供100G QSFP28 ER4、100G QSFP28 ZR4和100G CFP/CFP2 DCO，可以覆蓋40km至2000km以內(nèi)的所有100G超長距離光互連應用。