FlexO 的长距与短距接口有什么不一样?
FlexO(灵活光传送网)接口作为现代光传输网络的重要组成部分,根据传输距离和应用场景被分为短距(Short-reach)和长距(Long-reach)两类接口,两者在FEC方案、物理层参数、应用场景、标准分布及设备实现上存在显著差异。
在技术实现上,短距FlexO接口采用RS(Reed-Solomon)FEC方案,如RS10(544,514),符号大小为10比特,具有中等纠错能力(通常支持10-12误码率纠错)。该方案与以太网标准IEEE 802.3兼容,适用于低损耗短距离传输,如常见的QSFP28、QSFPDD模块。场景示意如下图所示。
同时,在物理层架构设计方面,短距接口采用与以太网技术体系深度兼容的架构思路。我们可以看到,FlexO-x-RS接口复用FlexE协议定义的1285比特对齐机制(兼容IEEE 802.3),通过简化的RS(544,514)前向纠错实现机房内低时延传输。
短距离接口这种设计使得QSFP-DD等通用可插拔模块能够直接复用,显著降低设备商开发门槛。
长距接口则需更高纠错性能的FEC方案以应对长距离噪声累积。例如,采用阶梯码(Staircase FEC)或基于OpenROADM标准的OFEC(开放式前向纠错),后者通过深度交织和迭代软判决(SDD)算法实现编码增益,如净编码增益(NCG)11.1dB(@DP-QPSK),可支持10-15 以上的超低误码率。部分长距接口还结合概率星座成形(PCS)技术,优化功率效率并适配相干检测。
而阶梯码和OFEC被用于定义FlexO-1-SC接口以及FlexO-x-DO接口,前者可支持更长跨段的城域传输,后者则通过OFEC提升跨洋或骨干网链路的容错性。采用专用高阶FEC和DSP封装的FlexO-4-DO采用OFEC可以支持200-450km传输。
同时,传输距离的差异直接导致接口设计参数的变化。短距接口(如100G FlexO-1-RS)的通道偏移容限通常为300ns,适合机房内或数据中心间短距离互联;而长距接口(如FlexO-1-SC)的容限可达1μs”,以适应光纤长度差异引起的时延波动。
图:oFEC编码结构
在调制方面,两种接口更是不相同。短距接口基于直接检测(DD)技术,物理通道为“4x25Gbps或4x28Gbps(FOIC1.4-RS,支持增强速率)或8x56Gbps(FOIC4.8-RS)等多通道并行的逻辑结构,符合IEEE 802.3定义的100G/200G/400G标准。
长距接口依赖相干检测(Coherent Detection),采用双偏振(DP)高阶调制格式,如DP-QPSK(x=1,2)或DP-16QAM(x=4,8),单波速率可达200G至400G,通过多载波聚合或高阶调制扩展至800G。FlexO-x-SC接口通过双偏振QPSK调制实现在单光纤中传输多路OTUCn信号,下图是其映射规则:
因为这些设计的不同,导致两种接口的能耗指标差也有较大差异。实测数据表明,采用400G FlexO-4-RS接口的DCI互联设备,其单端口功耗可控制在12W以内。而支持120km传输的长距接口因集成Staircase FEC和动态色散补偿模块,功耗陡增至28-35W区间,特别是FEC纠错编码扩展率带来的额外功耗占比可达36%。
总体而言,FlexO的长距与短距接口通过差异化的FEC、调制和物理层设计,满足了OTN网络中对距离、成本与可靠性的多层次需求,两者的选择需结合实际传输距离与网络拓扑要求。
最后梳理总结一下:
- 短距接口:可采用低成本可插拔模块(如QSFP-DD),支持热插拔,功耗<15W。
- 长距接口:需集成相干DSP(如7nm工艺芯片)、硅光集成技术,模块功耗>24W(CFP2-DCO,基于7nm DSP工艺)。