飛速（FS）800G光模組技術解決方案

800G光模組的市場預測和應用場景

隨着4K虛擬現實、物聯網（IoT）和雲服務等技術的迅速發展，網絡需要支持更大的數據容量、更多的用戶同時連接以及即時的數據處理能力。根據Omdia的行業分析師預測，在未來幾年中，帶寬需求將持續增長。雖然目前100G、200G、400G和800G的光模組已經得到了廣泛應用，但預計到2025年，800G光模組將成為市場主流。

圖1展示了800G網絡架構，其中機架式交換機與葉交換機直接相連，傳輸距離從幾米到幾百米不等。葉脊架構和匯聚-核心層路由器則滿足了內部或相鄰園區間2km到10km範圍內的互聯需求。一些主要網絡公司自2021年起已從100G轉向200G/400G解決方案，而一些先鋒企業計劃在2023年內採用800G技術。

在數據中心互連（DCI）的背景下，通常涵蓋了鄰近數據中心之間的負載重新分配或備用鏈路，用於災難恢復。這些鏈路可能跨越數公里。為了充分利用光纖資源，DWDM和相干傳輸技術得到再利用。800G光模組的部署包括短距離SR（最多100m）、中距離DR/FR/LR（500m、2km、10km）和長距離ER/ZR（40km、80km），覆蓋廣泛。

800G技術解決方案發展

800G技術解決方案的發展經歷了以下三個階段：

第一階段（2021年）：推出了8x100G雙接口（光學和電氣）的解決方案，並開始進入市場。

第二階段（預計2024年）：將推出半光學、全電氣配置，光學傳輸升級為4x200G，電氣傳輸仍為8x100G。

第三階段（計劃2026年）：此版本將保持第二階段的光學傳輸能力，但電氣接口將簡化為匹配的4x200G配置。

展望未來五年，預計單波200G技術將在光學和電氣領域得到廣泛應用。然而，在接下來的三年內，單波200G通道芯片和均衡技術仍處於初期階段，需要更多時間來克服現有技術障礙。

標準化協議的進步

國際標準制定組織，包括IEEE 802.3以及行業組織如800G可插拔 MSA、100G Lambda MSA和IPEC，正處在制定800G帶寬技術標準的前沿。這一進程包括定義關鍵的應用場景，並詳述光模組的連接標準。

800G可插拔MSA提出了8x100G PSM8標準，旨在實現成本效益的同時支持長達100m的傳輸距離。此外，還制定了4x200G FR4規格，以支持長達2km的傳輸距離。QSFP-DD800 MSA也在引領QSFP-DD硬件適應800G方面起到了關鍵作用，並與最新的QSFP-DD MSA規範更新保持一致。這些標準化的努力對於推動800G技術在多種平臺上的集成和應用至關重要。

飛速（FS）800G SR8光模組技術解決方案

傳統多模光纖的帶寬限制使得在超過50m的距離上維持800G高速數據傳輸變得困難。即便使用先進的OM4或OM5多模光纖，將傳輸距離延長到100m仍然面臨重大挑戰。鑒於這些限制，行業協會一致決定避免使用基於VCSEL的多模策略來實現100m的傳輸距離，而選擇基於單模光纖的並行傳輸系統，該系統專門針對PSM8配置進行了設計。

為了實現800G SR8高速應用，一種常見的策略是結合使用PAM4調製技術和複雜的DSP芯片。目前在800G SR領域的創新主要集中在依賴DML/EML和SiPh技術的配置上，相關示意圖可在圖3和圖4中查看。

採用DML/EML的SR8解決方案涉及8個DSP芯片，每個DSP芯片以100G的傳輸速率執行，可能還包括模擬時鐘數據恢復機制，以及在統一頻率下運行的光電元件。為了促進數據交換，該解決方案在發射和接收端均採用8根單模光纖，並與24芯或16芯MPO連接器建立連接。

另一方面，基於SiPh技術的SR8光模組包括8個通道，由SiPh Mach-Zehnder調製器或連續波激光器驅動。通過將調製元件與發光元件分離，這種方法實現了一個分布式多通道系統，可以由單一光源供電。通過控制插損，一個或兩個光源可以同時為所有8個通道提供服務，從而實現成本效益。

飛速（FS）800G SR8光模組

作為備受信賴的信息通信技術產品及解決方案提供商，飛速（FS）推出800G SR8光模組，以滿足高帶寬需求。飛速（FS）800GBASE-SR8光模組提供QSFP-DD和OSFP兩種封裝，分別適用於以太網和InfiniBand網絡。QSFP-DD封裝採用MTP/MPO-16連接器，而OSFP封裝採用MTP/MPO-12連接器，可在多模光纖上實現50m的傳輸距離。該光模組符合IEE802.3ck、CMIS 5.0和MSA標準，具備內置數字診斷監控（DDM）功能，可實時訪問運行參數。飛速（FS）800G SR8光模組為數據中心架構提供高速連接，使其能夠滿足不斷增長的數據流量和網絡性能需求。此外，適用於Quantum-2交換機的OSFP-SR8-800G InfiniBand光模組庫存充足，可幫助您擴展高性能計算網絡。

飛速（FS）800G DR/FR光模組技術解決方案

考慮到需要半公里連接且速度達到800G的情況，使用8個100G硅光子通道的設置可能在成本效益方面存在一些限制，相對而言，採用DR4 硅光子技術可能更經濟實惠。雖然採用四個200G通道的設置可能會提供更好的經濟效益，但這需要權衡100千兆波特操作設備的生產成功率。在初始階段，八通道並行配置仍可被視為在多源協議框架下的一個可行標準。

從圖5可以看出，電吸收調製激光器/硅光子結構使用管理200G數字信號處理器。選擇4個電吸收調製激光器/硅光模組，所有光模組都調諧到相同的頻率。由於帶寬限制，直調激光器被排除在外。該設置需要4根單模光纖（採用四通道並行單模對稱）進行信號傳輸，並使用具有12根光纖的多光纖連接器進行連接。

在800G鏈路上進行2km傳輸時，單波長、雙振幅調製技術以200G速率被認定為直接調製和檢測系統的潛在標準。這種技術對於構建四路800G光纖鏈路至關重要。將速率從100G提高到200G會導致接收靈敏度下降約3dB，因此需要引入增強的誤碼校正協議，以確保接收靈敏度達到-5dBm的目標值。

採用4個200G數字信號處理器，基於電吸收調製激光技術的800G FR4架構被勾勒出來。在發射和接收端，採用波分復用（CWDM4）技術，僅使用單根光纖。如圖6所示，物理連接依賴於成對的Lucent連接器。

飛速（FS）800G DR光模組

飛速（FS）800GBASE-DR8光模組專為800GBASE以太網設計，在單模光纖上傳輸距離可達500m，採用MPO-12/16連接器，可提供800Gbps高帶寬，滿足對更快速、更高效數據傳輸日益增長的需求。該光模組採用內置Broadcom 7nm DSP芯片和EML激光器，最大功耗為16.5W，支持高效能源利用，顯著降低運營成本，不僅提升網絡性能，還促進環保實踐。適用於800G以太網或InfiniBand、數據中心、2x400G DR4或8x100G DR分線應用場景。

飛速（FS）800G FR光模組

飛速（FS）800G FR4光模組專為符合800GBASE-FR4規範而設計，可在單模光纖上實現長達2km的傳輸距離。該光模組與現有網絡基礎設施無縫集成，滿足未來帶寬擴展的需求。其8條100G PAM4信號通道展現出色的信號完整性和低誤碼率，確保了穩定可靠的高速數據傳輸。

採用全新相干技術，飛速（FS）800G FR4光模組有助於降低運營成本和減少碳排放，為網絡升級提供了明確的方向，無需進行重大的硬件改造。

飛速（FS）800G LR/ER/ZR光模組技術解決方案

為滿足800G容量下10km互連的需求，該行業引入了四種創新途徑，以解決與色散邊界相關的問題：採用800G長波長分割復用技術，可選擇8個或無間隔器；在相同速率下使用8個間隔器或無間隔器；採用自同相檢測變體；以及針對相同帶寬採用相干傳輸策略。

圖7展示了一個800G LR8配置，該配置集成了8個運行在100G的數字信號處理器，以及8個電吸收調製激光器作為光學組件的長波分割復用技術。在這種設置中，每個站點使用單根光纖進行信號的傳輸和接收，採用具有8個分區的長波分復用技術，並通過使用一對Lucent連接器進行連接。

800G LR4配置利用了4個支持200G的數字信號處理器，配備了4個電吸收調製激光器，採用具有四個分區的長波分復用技術。在接收端，該配置採用波導雪崩光電二極管用於200G 4級脈衝幅度調製信號，如圖8所示。單根光纖線用於發射和接收端，實現了具有四個分區的長波分復用技術。與其對應的設計一樣，該設計還利用了雙Lucent連接器機制進行接口連接。

在選擇適當的頻率間隔中，行業正在考慮長波分割復用技術，其間隔為800GHz，以及更窄的400GHz選項。更窄的400GHz間隔在減少色散開銷、降低數字信號處理器的功耗以及簡化整體架構方面表現出色，儘管這需要開發新的電吸收調製激光器組件。

對於40km和80km的超長傳輸距離，行業已就800G相干傳輸協議達成一致。這種方法利用專門的相干數字信號處理器，採用128Gbits集成相干發射器和接收器光子組件，並通過使用成對的Lucent連接器建立連接。

飛速（FS）800G LR光模組

飛速（FS）800G LR光模組通過單模光纖實現快速連接，在長達10km的距離範圍內保持信號完整性。該光模組設計可靠、性能出色，低功耗，並採用全新FEC（前向糾錯）技術以確保數據完整性，能夠向後兼容QSFP-DD和OSFP封裝，可輕鬆集成到現有基礎設施中，提供高效且經濟的升級路徑，無需進行大規模系統改造。每個光模組均經過嚴格測試，保證高質量傳輸。

結論

總的來說，飛速（FS）針對800G光模組解決方案融合了創新、高效和可靠性。通過專註於先進的調製格式、複雜的錯誤校正和有效的熱管理，飛速（FS）不僅可以提供為數據中心提供高速數據傳輸，還能為光網絡的未來發展創造機遇。隨着數據中心需求的不斷發展，飛速（FS）將持續為客戶提供能夠全面而專業的解決方案。