200G AOC主流技术方案有哪些？

易飞扬

AOC有源光缆，因其低成本、高性能等特性，被广泛应用于超大规模数据中心和高性能计算(HPC)市场应用。AOC也不断向更高速率升级，100G、200G甚至400G AOC都不断有新产品推出。其中200G AOC无疑是近年正值当红的产品，那么200G AOC技术方案有哪些呢？

市面上的200G AOC所采用的技术方案大抵相同，其中200G AOC封装多为QSFP-DD和QSFP56，调制方式从NRZ过渡到PAM4，而激光器则几乎都采用VCSEL激光器，以此实现200G光互连。

200G AOC封装-QSFP-DD/QSFP56
200G AOC主要采用新一代主流封装模式QSFP56和QSFP-DD，实现对QSFP前向和后向兼容。

QSFP56封装具有四个发射和接收端口，但是每个通道传输速率高达56Gbps，调制方式为PAM4，是200Gb/s常用解决方案。

QSFP-DD封装典型系统设计中支撑至少12瓦的热容，更高的热容降低了模块对散热功能的要求，从而避免了不必要的成本。其电气接口采用8个通道，每通道速率高达25Gb/s（NRZ调制）或50Gb/s（PAM4调制），聚合提供高达200Gb/s或400Gb/s的解决方案。
200G AOC调制方式-NRZ/PAM4
以QSFP-DD封装为主的200G AOC采用传统的NRZ（Non-Return-to-Zero）调制方式，而以QSFP56封装为主的系列多采用PAM4（Pulse Amplitude ModulaTIon：脉冲幅度调制）调制技术，这两种调制方式有何不同呢？

传统的数字信号最多采用的是NRZ信号，即采用两种信号电平来表示数字逻辑信号的1、0信息，每个符号周期可传输1bit的逻辑信息；PAM4信号则可以采用4个不同的信号电平来进行信号传输，每个符号周期可以表示2个bit的逻辑信息（0、1、2、3）。

因此，要实现同样的信号传输能力，PAM4信号的符号速率只需要达到NRZ信号的一半即可，因此传输通道对其造成的损耗减小。

PAM信号是下一代数据中心做高速信号互连的一种热门信号传输技术，被广泛应用于200G/400G接口的电信号或光信号传输。

200G AOC激光器-VCSEL激光器
VCSEL激光器以其体积小、集成容易，目前与多模光纤的耦合效率可达90%等优势，广泛应用于光通信、光互连、光存储等领域。

VCSEL激光器是一种化合物半导体有源器件。主要由多量子阱(MQW)有源层构成的光学腔和上下两组高反射率的分布反馈布拉格反射镜(DBR)组成，通过激光器的driver产生bias电流产生"0"和"1"的脉冲。VCSEL激光器件的出光方向与谐振腔面相垂直，因此其在工艺制造中可以很方便地在芯片上实行品质检测，进而直接排除故障以获得制造成本的降低。

VCSEL相比于其它光源有何优势？

• 体积小
• 价格低廉
• 单纵模输出
• 阈值电流小
• 圆形输出光斑
• 易集成为大面积阵列
• 目前与多模光纤的耦合效率超过90%
  

200G AOC产品