100G与400G光模块的核心差异解析
在光通信领域，100G和400G光模块作为不同代际的高速传输载体，在技术架构、性能指标和应用场景上存在显著差异，以下从核心维度对比分析：
一、技术架构：从“并行聚合”到“更高阶调制”
100G光模块
主流技术方案：早期以10x10G并行方案（如QSFP28 SR4）为主，通过4个25Gbps通道聚合实现100G速率，依赖多模光纤传输；
长距离方案：采用相干技术（如CFP2 DCO）或波分复用（WDM），单通道速率25Gbps（NRZ调制），通过4波合波实现100G传输，支持40km以上距离。
400G光模块
核心突破：引入PAM4调制技术（4电平脉冲幅度调制），单通道速率提升至50Gbps或100Gbps，通道数量从100G的4个减少至8个（400G SR8）或4个（400G DR4），大幅简化光路设计；
封装演进：从100G主流的QSFP28封装升级为QSFP-DD（双密度）或OSFP（可插拔光模块），支持更高端口密度，满足数据中心“东数西算”对空间效率的严苛要求。
二、性能指标：速率、功耗与传输距离的全面跃升
指标 | 100G光模块（典型值） | 400G光模块（典型值） | 提升幅度 |
单端口速率 | 100Gbps（NRZ调制） | 400Gbps（PAM4调制） | 4倍 |
功耗 | 3.5-5W（QSFP28 SR4） | 5-8W（QSFP-DD DR4） | 功耗/速率比降低50% |
传输距离 | 多模光纤100m（SR4）；单模10km（LR4） | 多模光纤100m（DR4）；单模2km（FR4） | 单模场景提升200% |
端口密度 | 1U交换机支持32个100G端口 | 1U交换机支持32个400G端口（OSFP） | 带宽密度提升4倍 |
三、应用场景：从“云计算”到“AI算力网络”的迭代
100G光模块
适用场景：2016-2020年主流，广泛用于云计算数据中心（如阿里云、腾讯云的服务器与交换机互联）、城域网骨干链路（中国移动、联通的城域传输网）；
局限性：单端口速率难以满足AI算力集群（如GPT-4训练集群需TB级互联带宽）的需求，逐渐从核心层退居接入层或边缘节点。
400G光模块
核心驱动：AI大模型训练催生的算力集群互联需求，如智算中心的GPU服务器间需400G/800G高速链路支撑PB级数据交换；
典型应用：
超算中心：国家超算天津中心采用400G DR4光模块构建“天河三号”互联网络，节点间时延降低至2微秒；
云厂商升级：阿里云张北数据中心已批量部署400G FR4光模块，支撑“东数西算”工程中跨区域数据传输效率提升3倍；
5G承载网：中国移动2023年启动400G骨干网试点，采用400G ZR4光模块实现省际干线传输，单纤容量提升至16Tbps。
四、成本与部署策略：从“过渡兼容”到“规模替代”
成本曲线：400G光模块当前单价约为100G的2-3倍，但每Gbps成本已降至100G的60%（2024年数据），随着“东数西算”工程规模化采购，预计2025年成本将与100G持平；
平滑升级路径：400G光模块支持**“100G模式”降级运行**（如400G DR4可拆分为4个100G通道），帮助企业实现从100G到400G网络的“无痛过渡”，降低固定资产投资风险。
五、选型建议：按需匹配业务场景
选100G：中小规模数据中心、企业网接入层、对成本敏感的边缘计算场景；
选400G：AI智算中心、超算集群、核心骨干网、需长期演进的大型云数据中心（如“东数西算”国家枢纽节点）。
总结：400G是AI时代的“刚需”，100G仍有“长尾价值”
随着ChatGPT等大模型推动算力需求呈指数级增长，400G光模块已成为**“新基建”的核心刚需**，而100G光模块凭借成熟稳定的性能，在边缘计算、企业网等场景仍将长期存在。对于计划部署“东数西算”节点或智算中心的用户，400G光模块（如睿海光电400G DR4）是兼顾当前性能与未来扩展的最优选择，可通过PAM4技术与液冷方案（功耗低至6.5W）实现“算力-能效-成本”的三角平衡。