4、OTN光模块选型：100G/200G/400G光模块类型、传输距离与色散容限、光模块接口标准（CFP/QSFP/OSFP）
好，咱们进入第四讲。光模块选型，说实话，是OTN组网里最容易「翻车」的环节之一。很多刚入行的朋友觉得，不就是买个光模块插上去吗？其实没那么简单。我见过不少项目，因为光模块选型没做好，导致链路预算不够、色散补偿搞不定，最后不得不返工。今天我就把100G、200G、400G这几个主流速率的光模块，掰开了揉碎了讲清楚。
4.1 100G光模块：成熟但仍有讲究
100G光模块现在已经是「老将」了，技术非常成熟。但成熟归成熟，选型时还是有不少坑。
100G光模块主要有这么几种：
- 100GBASE-LR4：单模，传输距离10公里。用的是4路25G LAN WDM波长。我个人习惯，数据中心互联或者城域网短距，首选这个。
- 100GBASE-ER4：单模，传输距离40公里。同样是4路25G，但光功率预算更高。嗯，这里要注意，ER4模块对光缆质量要求比较高，我曾经在一条老旧的G.652光纤上试过，40公里跑不满，只能跑到30公里左右。
- 100GBASE-ZR4：单模，传输距离80公里。这个用得少，因为80公里以上我一般直接上200G或者400G了。
- 100G PSM4：并行单模，4路25G，用MPO接口。传输距离500米到2公里。说白了，就是数据中心内部用的。
- 100G CWDM4：粗波分复用，4路25G，传输距离2公里。比PSM4便宜，但距离短。
色散容限方面，100G光模块普遍采用DPSK或DQPSK调制格式。你想想看，100G的波特率是25Gbaud左右，色散容限大概在±500 ps/nm左右。这个数值意味着什么？意味着在G.652光纤上，10公里以内基本不用考虑色散补偿。但超过20公里，你就得算一算了。
关键点：100G LR4模块的色散容限是±500 ps/nm，对应G.652光纤约20公里。超过这个距离，必须加色散补偿模块或者选用带色散补偿功能的光模块。
4.2 200G光模块：性价比之选
200G光模块这几年越来越火。为什么？因为它在100G和400G之间找到了一个很好的平衡点。我最近做的几个城域网项目，骨干层全用的200G。
200G光模块的主要类型：
- 200G FR4：单模，传输距离2公里。4路50G PAM4，用LWDM波长。说白了，就是数据中心内部用的。
- 200G LR4：单模，传输距离10公里。同样是4路50G PAM4，但光功率预算更高。
- 200G ER4：单模，传输距离40公里。这个我用的最多，城域网汇聚层非常合适。
- 200G ZR：单模，传输距离80公里以上。采用相干技术，带DSP。
这里有个重要的技术变化：200G光模块普遍采用PAM4调制格式。PAM4和之前的NRZ有什么不同？NRZ是0和1两种电平，PAM4是00、01、10、11四种电平。说白了，同样的波特率，PAM4能传两倍的数据量。但代价是什么？信噪比要求更高，色散容限更小。
避坑指南：我曾经在一个项目中，用了200G LR4模块，传输距离标称10公里。结果实际部署时，因为中间有两个跳接点，光纤损耗比预期大了2dB，导致接收端光功率不够。后来我学乖了，选型时一定留出3dB以上的链路预算余量。
色散容限方面，200G PAM4模块的色散容限大概在±200 ps/nm左右。比100G小了不少。为什么会这样？因为PAM4对信号质量更敏感。所以200G模块在长距离传输时，通常需要配合色散补偿光纤或者DSP芯片。
4.3 400G光模块：未来的主力
400G光模块现在已经开始规模部署了。我去年参与了一个国家级干线项目，全程400G，用了将近2000个400G光模块。说实话，400G的选型比100G和200G复杂得多。
400G光模块的主要类型：
- 400G SR8：多模，传输距离100米。8路50G PAM4，用MPO接口。数据中心内部用。
- 400G DR4：单模，传输距离500米。4路100G PAM4，用MPO接口。
- 400G FR4：单模，传输距离2公里。4路100G PAM4，用LWDM波长。
- 400G LR4：单模，传输距离10公里。4路100G PAM4，光功率预算更高。
- 400G ZR：单模，传输距离80-120公里。采用相干技术，带高性能DSP。
- 400G OpenZR+：单模，传输距离可达500公里以上。这是最新的标准，我特别看好。
400G的调制格式，短距用PAM4，长距用相干（DP-16QAM或DP-QPSK）。你想想看，400G的波特率是53.125Gbaud（PAM4）或者64Gbaud（相干），色散容限非常小。PAM4的400G模块，色散容限大概在±100 ps/nm以内。这意味着什么？在G.652光纤上，2公里以内不用考虑色散，超过2公里就得小心了。
重要提醒：400G光模块的功耗非常大。一个400G ZR模块，功耗可能达到15-20W。而100G LR4模块只有3-5W。所以选型时一定要考虑设备的散热能力。我曾经见过一个案例，因为散热不够，400G模块频繁掉线，最后不得不加装风扇。
4.4 光模块接口标准：CFP、QSFP、OSFP
接口标准这块，很多人容易搞混。我简单梳理一下。
| 接口标准 | 速率范围 | 外形尺寸 | 主要应用 |
|---|---|---|---|
| CFP | 40G-100G | 大（约150mm x 80mm） | 早期100G设备 |
| CFP2 | 100G-200G | 中（约100mm x 50mm） | 100G/200G设备 |
| CFP4 | 100G | 小（约50mm x 40mm） | 100G设备 |
| QSFP28 | 100G | 小（约30mm x 20mm） | 100G设备（主流） |
| QSFP56 | 200G | 小（约30mm x 20mm） | 200G设备 |
| QSFP-DD | 200G-400G | 中（约40mm x 25mm） | 400G设备（主流） |
| OSFP | 400G-800G | 中（约40mm x 30mm） | 400G/800G设备 |
CFP系列：这是最早期的100G接口标准。CFP个头最大，功耗也高。我记得2012年刚接触100G时，用的就是CFP模块，一个模块比手机还大。现在基本被淘汰了，只有一些老设备还在用。
QSFP系列：QSFP28是100G的绝对主流。为什么？因为体积小、功耗低、端口密度高。一个1U设备可以支持36个QSFP28端口。QSFP56是200G的标准，外形和QSFP28一样，但电气接口不同。
QSFP-DD：这是400G的主流标准。DD代表Double Density，说白了就是比QSFP多了一排金手指。QSFP-DD向下兼容QSFP28和QSFP56，这点非常实用。我建议大家在选型时，优先考虑支持QSFP-DD的设备，这样以后升级400G时不用换硬件。
OSFP：这是更新的标准，主要面向400G和800G。OSFP比QSFP-DD稍大一点，但散热更好。我个人觉得，OSFP未来会成为800G的主流标准。但现在400G阶段，QSFP-DD还是更普遍。
选型建议：
- 100G：首选QSFP28，性价比最高
- 200G：首选QSFP56，兼容性好
- 400G短距（2公里以内）：首选QSFP-DD FR4
- 400G长距（80公里以上）：首选OSFP ZR或QSFP-DD ZR
4.5 实际选型中的几个关键点
最后，我总结几个实际选型中容易忽略的点：
- 链路预算一定要算清楚：包括光纤损耗、连接器损耗、熔接点损耗、老化余量。我一般会留3-5dB的余量。
- 色散补偿不能只看距离：还要看光纤类型。G.652和G.655的色散系数不同，G.655的色散容限更大。
- 光模块的功耗和散热：400G模块功耗大，设备散热能力不够的话，模块会降速甚至掉线。
- 兼容性问题：不同厂商的光模块，插到不同厂商的设备上，有时会出现兼容性问题。我建议尽量用设备厂商认证过的光模块。
- 未来升级路径：如果计划未来升级到400G，现在选设备时就选支持QSFP-DD或OSFP的。
好了，这一讲就到这里。下一讲我们聊聊OTN设备的交叉容量和时隙结构，那个更有意思。