飞速（FS）800G光模块技术解决方案

800G光模块的市场预测和应用场景

随着4K虚拟现实、物联网（IoT）和云服务等技术的迅速发展，网络需要支持更大的数据容量、更多的用户同时连接以及即时的数据处理能力。根据Omdia的行业分析师预测，在未来几年中，带宽需求将持续增长。虽然目前100G、200G、400G和800G的光模块已经得到了广泛应用，但预计到2025年，800G光模块将成为市场主流。

图1展示了800G网络架构，其中机架式交换机与叶交换机直接相连，传输距离从几米到几百米不等。叶脊架构和汇聚-核心层路由器则满足了内部或相邻园区间2km到10km范围内的互联需求。一些主要网络公司自2021年起已从100G转向200G/400G解决方案，而一些先锋企业计划在2023年内采用800G技术。

在数据中心互连（DCI）的背景下，通常涵盖了邻近数据中心之间的负载重新分配或备用链路，用于灾难恢复。这些链路可能跨越数公里。为了充分利用光纤资源，DWDM和相干传输技术得到再利用。800G光模块的部署包括短距离SR（最多100m）、中距离DR/FR/LR（500m、2km、10km）和长距离ER/ZR（40km、80km），覆盖广泛。

800G技术解决方案发展

800G技术解决方案的发展经历了以下三个阶段：

第一阶段（2021年）：推出了8x100G双接口（光学和电气）的解决方案，并开始进入市场。

第二阶段（预计2024年）：将推出半光学、全电气配置，光学传输升级为4x200G，电气传输仍为8x100G。

第三阶段（计划2026年）：此版本将保持第二阶段的光学传输能力，但电气接口将简化为匹配的4x200G配置。

展望未来五年，预计单波200G技术将在光学和电气领域得到广泛应用。然而，在接下来的三年内，单波200G通道芯片和均衡技术仍处于初期阶段，需要更多时间来克服现有技术障碍。

标准化协议的进步

国际标准制定组织，包括IEEE 802.3以及行业组织如800G可插拔 MSA、100G Lambda MSA和IPEC，正处在制定800G带宽技术标准的前沿。这一进程包括定义关键的应用场景，并详述光模块的连接标准。

800G可插拔MSA提出了8x100G PSM8标准，旨在实现成本效益的同时支持长达100m的传输距离。此外，还制定了4x200G FR4规格，以支持长达2km的传输距离。QSFP-DD800 MSA也在引领QSFP-DD硬件适应800G方面起到了关键作用，并与最新的QSFP-DD MSA规范更新保持一致。这些标准化的努力对于推动800G技术在多种平台上的集成和应用至关重要。

飞速（FS）800G SR8光模块技术解决方案

传统多模光纤的带宽限制使得在超过50m的距离上维持800G高速数据传输变得困难。即便使用先进的OM4或OM5多模光纤，将传输距离延长到100m仍然面临重大挑战。鉴于这些限制，行业协会一致决定避免使用基于VCSEL的多模策略来实现100m的传输距离，而选择基于单模光纤的并行传输系统，该系统专门针对PSM8配置进行了设计。

为了实现800G SR8高速应用，一种常见的策略是结合使用PAM4调制技术和复杂的DSP芯片。目前在800G SR领域的创新主要集中在依赖DML/EML和SiPh技术的配置上，相关示意图可在图3和图4中查看。

采用DML/EML的SR8解决方案涉及8个DSP芯片，每个DSP芯片以100G的传输速率执行，可能还包括模拟时钟数据恢复机制，以及在统一频率下运行的光电元件。为了促进数据交换，该解决方案在发射和接收端均采用8根单模光纤，并与24芯或16芯MPO连接器建立连接。

另一方面，基于SiPh技术的SR8光模块包括8个通道，由SiPh Mach-Zehnder调制器或连续波激光器驱动。通过将调制元件与发光元件分离，这种方法实现了一个分布式多通道系统，可以由单一光源供电。通过控制插损，一个或两个光源可以同时为所有8个通道提供服务，从而实现成本效益。

飞速（FS）800G SR8光模块

作为备受信赖的信息通信技术产品及解决方案提供商，飞速（FS）推出800G SR8光模块，以满足高带宽需求。飞速（FS）800GBASE-SR8光模块提供QSFP-DD和OSFP两种封装，分别适用于以太网和InfiniBand网络。QSFP-DD封装采用MTP/MPO-16连接器，而OSFP封装采用MTP/MPO-12连接器，可在多模光纤上实现50m的传输距离。该光模块符合IEE802.3ck、CMIS 5.0和MSA标准，具备内置数字诊断监控（DDM）功能，可实时访问运行参数。飞速（FS）800G SR8光模块为数据中心架构提供高速连接，使其能够满足不断增长的数据流量和网络性能需求。此外，适用于Quantum-2交换机的OSFP-SR8-800G InfiniBand光模块库存充足，可帮助您扩展高性能计算网络。

OSFP-SR8-800G 中性（Generic）兼容800GBASE-SR8 OSFP多模光模块 PAM4 850nm 50m DOM 双MTP/MPO-12，顶部带散热片 800G到2x400G分线 QDD-SR8-800G 中性（Generic）兼容 800GBASE-SR8 QSFP-DD多模光模块 PAM4 850nm 50m DOM MTP/MPO-16 InfiniBand OSFP-SR8-800G 英伟达（NVIDIA） InfiniBand MMA4Z00-NS兼容 800G SR8 OSFP多模光模块 PAM4 2 x SR4 850nm 50m DOM 双MPO-12/APC NDR 平顶式，用于QM9790/9700交换机 InfiniBand 800G到800G 800G到2x400G分线

飞速（FS）800G DR/FR光模块技术解决方案

考虑到需要半公里连接且速度达到800G的情况，使用8个100G硅光子通道的设置可能在成本效益方面存在一些限制，相对而言，采用DR4 硅光子技术可能更经济实惠。虽然采用四个200G通道的设置可能会提供更好的经济效益，但这需要权衡100千兆波特操作设备的生产成功率。在初始阶段，八通道并行配置仍可被视为在多源协议框架下的一个可行标准。

从图5可以看出，电吸收调制激光器/硅光子结构使用管理200G数字信号处理器。选择4个电吸收调制激光器/硅光模块，所有光模块都调谐到相同的频率。由于带宽限制，直调激光器被排除在外。该设置需要4根单模光纤（采用四通道并行单模对称）进行信号传输，并使用具有12根光纤的多光纤连接器进行连接。

在800G链路上进行2km传输时，单波长、双振幅调制技术以200G速率被认定为直接调制和检测系统的潜在标准。这种技术对于构建四路800G光纤链路至关重要。将速率从100G提高到200G会导致接收灵敏度下降约3dB，因此需要引入增强的误码校正协议，以确保接收灵敏度达到-5dBm的目标值。

采用4个200G数字信号处理器，基于电吸收调制激光技术的800G FR4架构被勾勒出来。在发射和接收端，采用波分复用（CWDM4）技术，仅使用单根光纤。如图6所示，物理连接依赖于成对的Lucent连接器。

飞速（FS）800G DR光模块

飞速（FS）800GBASE-DR8光模块专为800GBASE以太网设计，在单模光纤上传输距离可达500m，采用MPO-12/16连接器，可提供800Gbps高带宽，满足对更快速、更高效数据传输日益增长的需求。该光模块采用内置Broadcom 7nm DSP芯片和EML激光器，最大功耗为16.5W，支持高效能源利用，显著降低运营成本，不仅提升网络性能，还促进环保实践。适用于800G以太网或InfiniBand、数据中心、2x400G DR4或8x100G DR分线应用场景。

OSFP-DR8-800G 中性（Generic）兼容 800GBASE-DR8 OSFP单模光模块 PAM4 1310nm 500m DOM 双MTP/MPO-12, 支持8x100G-DR 800G到2x400G分线 800G到8x100G分线 QDD-DR8-800G 中性（Generic）兼容 800GBASE-DR8 QSFP-DD单模光模块 PAM4 1310nm 500m DOM MTP/MPO-16, 支持2x400G-DR4&8x100G-DR 800G到2x400G分线 800G到8x100G分线 InfiniBand OSFP-DR8-800G 英伟达（NVIDIA） InfiniBand MMS4X00-NM兼容 800G DR8 OSFP单模光模块 PAM4 2 x DR4 1310nm 500m DOM 双MPO-12/APC NDR，用于QM9790/9700交换机 InfiniBand 800G到800G 800G到2x400G分线

飞速（FS）800G FR光模块

飞速（FS）800G FR4光模块专为符合800GBASE-FR4规范而设计，可在单模光纤上实现长达2km的传输距离。该光模块与现有网络基础设施无缝集成，满足未来带宽扩展的需求。其8条100G PAM4信号通道展现出色的信号完整性和低误码率，确保了稳定可靠的高速数据传输。

采用全新相干技术，飞速（FS）800G FR4光模块有助于降低运营成本和减少碳排放，为网络升级提供了明确的方向，无需进行重大的硬件改造。

OSFP-2FR4-800G 中性（Generic）兼容 800GBASE-2FR4 OSFP单模光模块 PAM4 1310nm 2km DOM 双工LC/UPC, 顶部带散热片 800G到2x400G InfiniBand OSFP-2FR4-800G 英伟达（NVIDIA） InfiniBand MMS4X50-NM兼容800G FR8 OSFP单模光模块 PAM4 2 x FR4 1310nm 2km DOM 双工LC/UPC NDR 平顶式，用于QM9790/9700交换机 InfiniBand 800G到800G 800G到2x400G分线

飞速（FS）800G LR/ER/ZR光模块技术解决方案

为满足800G容量下10km互连的需求，该行业引入了四种创新途径，以解决与色散边界相关的问题：采用800G长波长分割复用技术，可选择8个或无间隔器；在相同速率下使用8个间隔器或无间隔器；采用自同相检测变体；以及针对相同带宽采用相干传输策略。

图7展示了一个800G LR8配置，该配置集成了8个运行在100G的数字信号处理器，以及8个电吸收调制激光器作为光学组件的长波分割复用技术。在这种设置中，每个站点使用单根光纤进行信号的传输和接收，采用具有8个分区的长波分复用技术，并通过使用一对Lucent连接器进行连接。

800G LR4配置利用了4个支持200G的数字信号处理器，配备了4个电吸收调制激光器，采用具有四个分区的长波分复用技术。在接收端，该配置采用波导雪崩光电二极管用于200G 4级脉冲幅度调制信号，如图8所示。单根光纤线用于发射和接收端，实现了具有四个分区的长波分复用技术。与其对应的设计一样，该设计还利用了双Lucent连接器机制进行接口连接。

在选择适当的频率间隔中，行业正在考虑长波分割复用技术，其间隔为800GHz，以及更窄的400GHz选项。更窄的400GHz间隔在减少色散开销、降低数字信号处理器的功耗以及简化整体架构方面表现出色，尽管这需要开发新的电吸收调制激光器组件。

对于40km和80km的超长传输距离，行业已就800G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128Gbits集成相干发射器和接收器光子组件，并通过使用成对的Lucent连接器建立连接。

飞速（FS）800G LR光模块

飞速（FS）800G LR光模块通过单模光纤实现快速连接，在长达10km的距离范围内保持信号完整性。该光模块设计可靠、性能出色，低功耗，并采用全新FEC（前向纠错）技术以确保数据完整性，能够向后兼容QSFP-DD和OSFP封装，可轻松集成到现有基础设施中，提供高效且经济的升级路径，无需进行大规模系统改造。每个光模块均经过严格测试，保证高质量传输。

OSFP800-PLR8-B1 Arista Networks OSFP-800G-2PLR4兼容800GBASE-PLR8 OSFP单模光模块 PAM4 1310nm 10km DOM MPO-16/APC, 顶部带散热片, 支持2x400G-PLR4&8x100G-LR分线 800G到2x400G分线 800G到8x100G分线 QDD800-PLR8-B1 Arista Networks QDD-800G-2PLR4兼容800GBASE-PLR8 QSFP-DD单模光模块 PAM4 1310nm 10km DOM MPO-16/APC, 支持2x400G-PLR4和8x100G-LR分线 800G到2x400G分线 800G到8x100G分线 OSFP800-PLR8-B2 中性（Generic）兼容 800GBASE-PLR8 OSFP单模光模块 PAM4 1310nm 10km DOM Dual MTP/MPO-12 800G到2x400G分线 800G到8x100G分线 OSFP800-2LR4-A2 中性（Generic）兼容 800GBASE-2LR4 OSFP单模光模块 PAM4 1310nm 10km DOM 双工LC/UPC, 顶部带散热片 800G到2x400G

总的来说，飞速（FS）针对800G光模块解决方案融合了创新、高效和可靠性。通过专注于先进的调制格式、复杂的错误校正和有效的热管理，飞速（FS）不仅可以提供为数据中心提供高速数据传输，还能为光网络的未来发展创造机遇。随着数据中心需求的不断发展，飞速（FS）将持续为客户提供能够全面而专业的解决方案。