ADOP带你了解：800G收发器的技术方案

800G光模块的应用趋势

800G光模块是光通信领域的前沿技术，预计将在未来几年内迅速发展。以下是对800G光模块市场的预测及其应用场景的原创分析：

市场预测

市场规模增长：随着数据中心和电信运营商对更高带宽需求的增加，800G光模块市场预计将显著增长。根据市场研究，预计到2025年，800G光模块市场规模将达到数十亿美元。

技术进步：光模块技术的不断进步，如更高效的光电转换和更低的功耗，将推动800G光模块的普及。这些技术进步将使得800G光模块在成本和性能上更具竞争力。

供应链优化：随着更多厂商进入市场，供应链将进一步优化，生产成本有望降低，从而推动市场的进一步扩展。

应用场景

数据中心：800G光模块将在大型数据中心中广泛应用，以满足日益增长的数据传输需求。它们将帮助数据中心实现更高的吞吐量和更低的延迟。

电信网络：电信运营商将采用800G光模块来升级其核心网络和城域网，以支持5G和未来的6G网络。这将显著提升网络的传输能力和可靠性。

云计算和大数据：随着云计算和大数据应用的普及，800G光模块将成为这些领域的关键组件，支持海量数据的快速传输和处理。

人工智能和机器学习：在人工智能和机器学习应用中，800G光模块将用于高速数据传输，支持复杂算法的实时处理和分析。

800G技术解决方案的演进

800G光模块技术是光通信领域的最新突破，旨在满足日益增长的数据传输需求。以下是800G技术解决方案的演进过程及其关键技术：

第一代：初步商用阶段

技术特点：第一代800G光模块主要采用8x100G的架构，即8个100G通道并行传输。这一阶段的技术主要集中在提高单通道的传输速率和稳定性。

应用场景：主要用于数据中心内部的短距离传输，如机架顶部交换机（TOR）到叶交换机（Leaf）的连接。

第二代：技术优化阶段

技术特点：第二代800G光模块引入了更高效的调制技术，如PAM4（四级脉冲幅度调制），并采用4x200G的架构。这一阶段的技术进步显著提高了传输效率和距离。

应用场景：适用于数据中心之间的中距离传输，如数据中心互连（DCI）和城域网（MAN）。

第三代：高性能阶段

技术特点：第三代800G光模块采用了更先进的相干光通信技术，支持更高阶的调制格式，如16QAM（十六正交幅度调制）。这一阶段的技术能够显著提高传输距离和带宽利用率。

应用场景：广泛应用于长距离传输，如骨干网和跨洲际连接。

关键技术

DSP芯片：数字信号处理（DSP）芯片是800G光模块的核心组件，负责信号的调制和解调。随着技术的进步，DSP芯片的处理能力和能效不断提升。

光电转换器件：高效的光电转换器件，如激光器和光探测器，是实现高速传输的关键。这些器件的性能直接影响光模块的传输速率和稳定性。

先进的调制技术：PAM4和相干光通信技术的应用，使得800G光模块能够在更高的带宽下实现稳定传输。

未来展望

随着技术的不断进步，800G光模块将在更多领域得到应用。未来的技术演进将集中在以下几个方面：

更高的集成度：通过集成更多功能模块，进一步降低功耗和成本。

更长的传输距离：通过优化调制技术和光电器件，进一步提高传输距离和稳定性。

更广泛的应用场景：800G光模块将不仅限于数据中心和电信网络，还将应用于智能城市、工业互联网等新兴领域。

协议标准化的进展

包括IEEE 802.3和800G Pluggable MSA、100G Lambda MSA以及IPEC等行业组织在内的主要国际标准制定实体处于制定800G带宽技术标准的前沿。该过程包括概述重要的用例并详细说明光学单元的连接标准。

800G 可插拔 MSA 提出了 8x100G PSM8 的标准，旨在提高成本效益并支持高达 100 米的传输，以及 4x200G FR4 的规格，旨在实现高达 2 公里的传输范围。同时，QSFP-DD800 MSA 在引导 QSFP-DD 硬件适应 800G 方面发挥了关键作用，并与最新的 QSFP-DD MSA 更新保持一致。这些在标准化方面的集体努力对于推动800G技术在各种平台上的集成和使用至关重要。

面向800G SR8场景的技术方案

800G SR8光模块是为满足数据中心内部短距离高速传输需求而设计的。以下是针对800G SR8场景的技术方案及其关键技术：

技术架构

8x100G PAM4：800G SR8光模块通常采用8个100G通道并行传输，每个通道使用PAM4（四级脉冲幅度调制）技术。这种架构能够在短距离内实现高带宽传输，适用于数据中心内部的互连。

VCSEL激光器：多模光纤传输通常采用VCSEL（垂直腔面发射激光器）技术，支持30米（OM3 MMF）和50米（OM4 MMF）的传输距离。VCSEL激光器具有成本低、功耗低的优点，非常适合短距离应用。

单模光纤传输：对于更高性能的需求，800G SR8光模块也可以采用单模光纤传输技术，使用并行单模光纤（PSM8）和PAM4调制格式，支持更长的传输距离。

关键技术

DSP芯片：数字信号处理（DSP）芯片是800G SR8光模块的核心组件，负责信号的调制和解调。高性能的DSP芯片能够有效处理高速数据流，确保信号的完整性和稳定性。

光电转换器件：高效的光电转换器件，如VCSEL激光器和光探测器，是实现高速传输的关键。这些器件的性能直接影响光模块的传输速率和稳定性。

多模和单模技术：多模光纤传输适用于短距离高带宽应用，而单模光纤传输则适用于更长距离的高性能需求。两者结合使用，可以满足不同场景下的传输需求。

应用场景

数据中心内部互连：800G SR8光模块主要用于数据中心内部的短距离高速互连，如机架顶部交换机（TOR）到叶交换机（Leaf）的连接。这种应用场景对带宽和延迟要求极高，800G SR8光模块能够提供稳定的高带宽传输。

高性能计算（HPC）：在高性能计算环境中，800G SR8光模块可以用于节点之间的高速数据传输，支持复杂计算任务的实时处理。

云计算和大数据：随着云计算和大数据应用的普及，800G SR8光模块在这些领域的应用也越来越广泛，支持海量数据的快速传输和处理。

利用 DML/EML 的 SR8 解决方案涉及 8 个 DSP，每个 DSP 以 100G 的传输速率执行，可能与模拟时钟数据恢复机制一起，再加上在均匀频率下运行的光电元件。为了便于数据交换，该方案在发送端和接收端均实现了8根单模光纤，并与24芯或16芯MPO连接器建立连接。

相反，基于 SiPh 技术的 SR8 框架包含由 SiPh Mach-Zehnder 调制器或连续波激光器驱动的八个通道。通过将调制元件与光产生元件分离，该方法实现了可以由单一光源供电的分布式多通道系统。在可控的插入损耗下，一个或两个光源可以同时满足所有八个通道的需求，从而提高成本效益。

800G SR8 光收发器

ADOP还推出了自己的800G SR8模块，以满足高带宽需求。ADOP 的 800GBASE-SR8 光收发器提供 QSFP-DD 和 OSFP 封装选项，分别适用于以太网和 InfiniBand 网络。QSFP-DD 封装使用 MTP/MPO-16 连接器，而 OSFP 封装使用 MTP/MPO-12 连接器，支持长达 50 米的多模光纤链路长度。该模块符合 IEE802.3ck、CMIS 5.0 和 MSA 标准，具有内置数字诊断监控 （DDM） 功能，可实时访问操作参数。ADOP 800G SR8 模块为数据中心架构提供高速连接，使其能够应对不断增长的数据流量和网络性能需求。此外，用于 Quantum-2 风冷交换机的 InfiniBand OSFP-800-800G 有大量库存，随时可以扩展您的 HPC 网络。

类别	型	描述	应用
以太网	OSFP-SR8-800G型	通用兼容 OSFP 800GBASE-SR8 PAM4 850nm 50m DOM 双 MPO-12/APC MMF 光收发器模块，翅片顶部	以太网
			数据中心
			800G 至 2x400G 分支
	QDD-SR8-800G型	通用兼容 QSFP-DD 800GBASE-SR8 PAM4 850nm 50m DOM MPO-16/APC MMF 光收发器模块	以太网
			数据中心
InfiniBand（英菲尼乐队）	OSFP-SR8-800G型	NVIDIA InfiniBand MMA4Z00-NS 兼容 OSFP 800G SR8 PAM4 2 x SR4 850nm 50m DOM 双 MPO-12/APC MMF NDR 翅片顶部光收发器模块，用于 QM9790/9700 交换机	InfiniBand（英菲尼乐队）
			800G至800G
			800G 至 2x400G 分支

800G DR/FR场景技术方案

考虑到 800G 速度的半公里连接要求，评估采用 8 个 100G 硅光子学通道的设置揭示了与 400G 密度比 4（双速率 4）硅光子学替代方案相比，可能在成本效益方面存在限制。然而，使用四个信道（每个信道为200G）可能会提供更好的经济前景，尽管必须权衡以100 Giga波特运行的设备的产品成功率。最初，在多源协议框架下，八通道并行配置仍可被视为可实现的标准。

从图5的检查中可以看出，800G密度比4（电吸收调制激光器/硅光子学）结构使用数字信号处理器，每个处理器管理200G。选择四个电吸收调制激光器/硅光子学模块，所有模块都调谐到相同的频率。由于带宽限制，直接调制激光器被忽略不计。该设置需要四根单模光纤（具有四通道并行单模对称性）用于信号传输，而具有 12 根光纤的多光纤推入式连接器可实现连接。

在 800G 传输的两公里跨度上，200G 的单波长、双振幅调制已被公认为直接调制和检测系统的未来标准。这一基础有助于打造四路 800G 光纤链路。将速度从100G提高到200G会导致灵敏度降低约3dB，这意味着必须引入增强的纠错协议，以确保增强的接收器灵敏度（目标为-5dBm）。

采用四个 200G 数字信号处理器，概述了基于电吸收调制激光器技术的 800G FR4。在发送侧和接收侧，都使用了波分复用（粗波分复用 4），涉及单一光纤。如图 6 所示，物理连接依赖于配对的 Lucent 连接器。

800G DR 光收发器

ADOP800GBASE-DR8 光收发器设计用于通过带有 MPO-12/16 连接器的单模光纤 （SMF） 实现高达 500m 的 800GBASE 以太网吞吐量，提供无与伦比的 800Gbps 带宽，满足对更快、更高效数据传输不断增长的需求。它采用内置Broadcom 7nm DSP芯片和EML激光器，最大功耗为16.5W。这款强大的收发器经过精密制作，可实现节能操作，从而显著降低每比特成本，从而不仅可以提高网络性能，还可以促进环保实践。它适用于 800G 以太网或 InfiniBand、数据中心、分线 2x400G DR4 或 8x100G DR 应用。

类别	型	描述	应用
以太网	OSFP-DR8-800G	通用兼容OSFP 800GBASE-DR8 PAM4 1310nm 500m DOM双MPO-12/APC SMF光收发模块，翅片顶部，支持8 x 100G-DR	以太网
			数据中心
			800G 至 2x400G 分支
			800G 至 8x100G 分支
	QDD-DR8-800G	通用兼容 QSFP-DD 800GBASE-DR8 PAM4 1310nm 500m DOM MPO-16/APC SMF 光收发模块，支持 2 个 400G-DR4 和 8 个 100G-DR	以太网
			数据中心
			800G 至 2x400G 分支
			800G 至 8x100G 分支
InfiniBand（英菲尼乐队）	OSFP-DR8-800G	NVIDIA InfiniBand MMS4X00-NM 兼容 OSFP 800G DR8 PAM4 2 x DR4 1310nm 500m DOM 双 MPO-12/APC SMF NDR 翅片顶部光收发器模块，用于 QM9790/9700 交换机	InfiniBand（英菲尼乐队）
			800G至800G
			800G 至 2x400G 分支

800G FR 光收发器

ADOP800G FR4 光收发器的设计符合 800GBASE-FR4 规范，该收发器在单模光纤上拥有长达 2 公里的覆盖范围，与现有网络基础设施无缝集成，同时为企业未来的带宽扩展做好准备。其 8 个 100G PAM4 信号通道具有出色的信号完整性和低误码率，可转化为稳定可靠的高速数据传输。

ADOP 800G FR4 光收发器采用最新的相干光学技术，针对节能进行了优化，有助于降低运营成本和碳足迹，为网络演进提供清晰的路径，而无需进行重大硬件检修。

类别	型	描述	应用
以太网	OSFP-2FR4-800G	通用兼容OSFP 800GBASE-2FR4 PAM4 1310nm 2km DOM双双工LC/UPC SMF光收发模块，翅片顶部	以太网
			数据中心
			800G 到 2x400G
InfiniBand（英菲尼乐队）	OSFP-2FR4-800G	NVIDIA InfiniBand MMS4X50-NM 兼容 OSFP 800G 2FR4 PAM4 1310nm 2km DOM 双双工 LC/UPC SMF NDR 翅片式顶部光收发器模块，用于 QM9790/9700 交换机	InfiniBand（英菲尼乐队）
			800G至800G
			800G 至 2x400G 分支

800G LR/ER/ZR场景技术方案

为了满足对 800G 容量的 10 公里互连的需求，该行业引入了四种创新途径来规避与色散边界相关的问题：采用具有 8 个或无间隔物的 800G 长波分复用、以相同的速率使用 4 个间隔物或无间隔物、自零差检测变体和相同带宽的相干传输策略。

图 7 所示的是 800G Long Reach 8 配置，它集成了 8 个数字信号处理组件，每个组件的工作速率为 100G，以及使用 8 个电吸收调制激光器作为光学组件的长波分复用。在这种设置中，使用单一光纤在每个站点上传输和接收信号，利用具有八个分度的长波长分频复用技术。通过使用一对朗讯式连接器来实现连接。

用于 800G 的 Long Reach 4 配置利用了四个数字信号处理器，每个数字信号处理器都支持 200G，并配有四个电吸收调制激光器，这些激光器在具有四个分度的长波长分复用上运行。在接收端，该策略结合了用于 200 G 4 级脉冲幅度调制信号的波导雪崩光电二极管，如图 8 所示。在发射端和接收端都部署了一条单一的光纤线路，实现了具有四个分度的波分复用范式。与同类产品一样，这种设计也利用双朗讯风格的连接器机制进行接口。

关于选择合适的频率分离，业界正在考虑在间隔为 800 GHz 的长波分复用和较窄的 400 GHz 选项之间进行权衡。这种较窄的替代方案在降低色散开销、减少数字信号处理器的功耗和简化架构方面表现出色，尽管它需要创新新的电吸收调制激光器组件。

对于 40 公里和 80 公里的更广泛距离，该行业已就 800G 的相干传输协议达成一致。这种方法利用专门的相干数字信号处理器，采用 128 千兆波特的集成相干发射器和接收器光学子组件，并通过使用成对的朗讯式连接器建立连接。

800G LR 光收发器

ADOP 800G LR 光收发器通过长距离单模光纤提供闪电般快速的连接，在长达 10 公里的距离内保持信号完整性。它专为可靠性和一流性能而设计，体现了低功耗，并配备了最新的 FEC（前向纠错）技术，以确保数据完整性。它与 QSFP-DD 和 OSFP 外形规格兼容，可无缝集成到现有基础设施中，提供高效且经济高效的升级路径，而无需进行大规模的系统检修。每个收发器都经过严格的测试，以确保高质量。

类别	型	描述	应用
以太网	OSFP800-PLR8-B1	通用兼容 OSFP 800GBASE-PLR8 PAM4 1310nm 10km DOM MPO-16/APC SMF 光收发模块，翅片顶部，支持 2 个 400G-PLR4 和 8 个 100G-LR	以太网
			数据中心
			800G 至 2x400G 分支
			800G 至 8x100G 分支
	QDD800-PLR8-B1型	通用兼容 QSFP-DD 800GBASE-PLR8 PAM4 1310nm 10km DOM MPO-16/APC SMF 光收发模块，支持 2 个 400G-PLR4 和 8 个 100G-LR	以太网
			数据中心
			800G 至 2x400G 分支
			800G 至 8x100G 分支
	OSFP800-PLR8-B2	通用兼容OSFP 800GBASE-PLR8 PAM4 1310nm 10km DOM双MPO-12/APC SMF光收发模块，翅片顶部，支持8 x 100G-LR	以太网
			数据中心
			800G 至 2x400G 分支
			800G 至 8x100G 分支
	OSFP800-2LR4-A2	通用兼容OSFP 800GBASE-2LR4 PAM4 1310nm 10km DOM双双工LC/UPC SMF光收发模块，翅片顶部	以太网
			数据中心
			800G 到 2x400G

结论

总之，面向 800G 收发器的 ADOP 解决方案集创新、效率和可靠性于一身。通过专注于先进的调制格式、复杂的纠错和有效的热管理，ADOP将自己定位为高质量和具有前瞻性的收发器解决方案提供商，不仅承诺提供当今数据中心所需的高速数据传输，而且为光网络的未来发展铺平了道路。随着数据中心需求的发展，ADOP  对技术卓越的承诺将继续为客户提供解决方案，在全球范围内推动进步和连接。

审核编辑 黄宇