400G/800G光模块知识解析
一、定义与核心标准
400G与800G光模块是高速光通信的关键组件,分别支持400Gbps和 800Gbps的传输速率,广泛应用于数据中心、云计算及AI算力集群 。其封装形式以 QSFP-DD(400G)和 OSFP/QSFP112-DD(800G)为主,兼容 IEEE 802.3ck、 OSFP MSA等标准,支持双MTP/MPO多纤芯接口 。
二、核心技术突破
- 调制技术:
- 采用PAM4调制(4级脉冲幅度调制),相比传统NRZ技术,单通道速率提升至53.125Gbps(400G)和106.25Gbps(800G),实现带宽倍增 。
- 散热与封装:
- 400G模块多采用COB封装技术(芯片直接封装),降低信号损耗;800G模块引入 液冷散热方案,解决高功率密度下的热管理难题,典型功耗控制为9W(400G)和18W(800G)。
- 信号处理:
- 集成DSP芯片(数字信号处理器)和 FEC纠错算法,支持长距离传输下的低误码率(BER≤10?1?)。
三、产品分类与传输场景类型 典型型号 传输距离 应用场景 400G DR4 QSFP-DD DR4 500m-10km 数据中心互联、城域网骨干 400G SR8 QSFP-DD SR8 ≤100m(OM4光纤) 机房内机柜间连接 800G DR8 QSFP112-DD DR8 500m-10km AI算力集群、超算中心 800G SR8 OSFP SR8 ≤50m(OM4光纤) 服务器与交换机短距互联
| 类型 | 典型型号 | 传输距离 | 应用场景 |
|---|---|---|---|
| 400G DR4 | QSFP-DD DR4 | 500m-10km | 数据中心互联、城域网骨干 |
| 400G SR8 | QSFP-DD SR8 | ≤100m(OM4光纤) | 机房内机柜间连接 |
| 800G DR8 | QSFP112-DD DR8 | 500m-10km | AI算力集群、超算中心 |
| 800G SR8 | OSFP SR8 | ≤50m(OM4光纤) | 服务器与交换机短距互联 |
四、关键应用场景
- 数据中心内部架构:
- 叶脊架构:400G模块用于机柜间互联(500m-2km),800G模块支撑核心层交换(如800G DR8) 。
- 液冷环境:800G液冷模块适配浸没式散热方案,助力单机柜功率密度提升至50kW 。
- 长距离传输:
- 400G LR4/ER4和800G ZR模块支持80-120km传输,用于数据中心园区间互联。
五、市场趋势与挑战
- 需求驱动:
- AI训练、5G向6G演进推动800G光模块需求爆发,预计2025年全球市场规模超700亿元。
- 国产化进程:
- 国内厂商在400G领域已实现规模化量产,800G技术加速突围,逐步替代进口高端芯片。
- 成本挑战:
- 800G模块价格受制于磷化铟激光器等核心器件,需通过硅光集成技术降本。
六、选型与运维建议
- 兼容性验证:确保模块与交换机协议(如CMIS 5.1)及光纤类型匹配。
- 散热设计:高密度部署需搭配液冷或强制风冷方案,避免高温降频。
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