随着数据中心和云计算、AI算力的快速发展,对于高速网络的需求日益增长。在这种背景下,400G和800G光模块技术成为了行业的热点。在过去的几年里,网络流量的增长速度远超过了摩尔定律的预测。为了满足海量数据传输的需求,光通信行业不断推动着光模块速率的提升。从最初的几Gbps到如今的400Gbps甚至800Gbps,光模块的发展可谓突飞猛进。
400G光模块技术
400G光模块的推出标志着数据传输能力的重大飞跃,QSFP-DD和OSFP封装已成为400G速率的常见光模块封装。这些光模块利用先进的调制技术,如PAM4,以400Gbps的速率进行数据传输。通过采用更高阶的调制技术和复杂的前向纠错机制,400G光模块显著提升了光纤网络的容量,实现了更快、更高效的数据传输。
800G光模块技术
随着算力中心阶段的到来,光模块速率开始向400G/800G过渡,目前已有不少龙头厂商开始研发1.6T系列。2019年以来,数据中心产业开始步入算力中心阶段。AI、物联网、大数据等新数字技术的加速发展显著驱动了数据云存储及智能算力需求的增长,2019-2022年CAGR约为20%。2021年光模块厂商下游客户开始对800G产品进行验证测试,2022年实现批量应用。
800G光模块在400G的基础上进一步提升了传输速率,采用了更高级的调制技术和信号处理算法来提高信号的传输质量和距离。这些模块通常采用PAM4(4级脉冲幅度调制)技术,以及更复杂的信号处理算法来提高信号的传输质量和距离。
1.6T光模块技术
未来的1.6T光模块设计为提供八个信道,每个信道传输速率为200Gbps,依赖单一的OSFP接口提供1.6Tbps的总带宽。针对各种应用场景进行优化,尤其是在光纤领域内,该光模块采用PAM4调制方案,有效地将每个通道的电信号强度从50G提升至100G。
1.6T OSFP光模块的出现,预示着光模块技术的又一大进步。这款光模块设计为提供八个信道,每个信道传输速率为200Gbps,依赖单一的OSFP接口提供1.6Tbps的总带宽。这对于数据中心内部的高速连接以及长距离传输来说,是一个重要的技术突破。
技术挑战与发展趋势
随着传输速率提升至800G,相干技术方案在80 km传输距离的基础上将进一步向10 km等更短距离拓展应用。当传输速率达到1.6T时,相干会进一步下沉到2 km。IEEE 802.3正在标准化800G/1.6T以太网接口,包括单通道100G和200G两路不同传输距离的接口。
液冷技术、线性驱动可插拨光模块(LPO)、相干技术及薄膜铌酸锂等技术成为光模块优化主要新趋势。LPO在高线性度跨阻放大器(TIA)/驱动芯片厂商大力推动下或可快速落地。相干精简版解决方案在数据中心2 km以内传输距离方面有竞争优势。
综上所述,光模块技术的发展正朝着更高速率、更低功耗、更小型化的方向发展。400G、800G到1.6T的演进不仅体现了技术的进步,也反映了市场对于高速数据传输需求的增长。随着技术的不断突破和创新,光模块将继续在数据中心、云计算和AI等领域发挥关键作用。