800G相干與PAM4光模塊設想架構

  隨著400G光模塊的投入使用，數據中心的互連也逐漸向800G以太網發(fā)展，800G以太網將成為繼400G網絡之后的又一大熱點。但是，800G以太網是全新的技術，依據現有規(guī)范，已出現基于相干和PAM4技術的設想架構，正處于測試和完善階段，其大規(guī)模的部署還有很長一段路要走。

  800G以太網和光模塊標準

  目前，IEEE還沒有制定800G以太網的標準，但以太網技術聯盟(ETC)已經在2020年4月制定了用于800G以太網的800GBASE-R規(guī)范。ETC宣稱該規(guī)范盡可能地利用400GbE的標準來建立一個800GbE MAC和PCS規(guī)范，并降低用戶在以太網端口上實現多速率的成本。800GBASE-R規(guī)范采用的仍然是400G以太網中現有的106.25G通道，目的是將PCS的總通道數增加一倍(也就是從4條增加到8條)。

  從字面上看像是一個非常簡單的概念變化，但是要想以這種方式將新增的通道綁在一起，是需要大量的人力、物力和財力的。于是基于數據中心內800Gb/s的可插拔光模塊出現了以下設想架構。800G光模塊將采用相干和PAM4技術設計，主機端接口類似，包括用于8x100GE的serdes，FEC以及與符號之間的映射位。主要區(qū)別在于線路側光電組件，波長數量，DAC和ADC的數量。

  800G相干光模塊

  相干DSP比PAM4稍微復雜一些，但不會對成本造成太大影響。對于800Gb/s的凈數據速率，相干光模塊在雙極化32QAM下以96Gbaud運行，在雙極化16QAM下以120Gbaud運行。它使用4對DAC和ADC，一個激光器，一對光收發(fā)器。可以在數據中心相干光模塊中使用固定波長而不是可調波長的激光器，以降低成本和功耗。

  800G PAM4光模塊

  基于PAM4調制的800G光模塊有兩種設想架構：

  第1種PAM4收發(fā)器以> 106Gbaud運行，使用4對DAC和ADC，4對光收發(fā)器(包括4個激光器)以及一對4通道CWDM復用器和解復用器。

  第2種PAM4收發(fā)器以53Gbaud運行，使用8對DAC和ADC，8個激光器和8對光收發(fā)器，以及一對8通道CWDM或LAN-WDM(取決于光纖色散損失)復用器和解復用器。

  下表總結了以上描述，以比較三種800G光模塊配置。

  盡管在100 Gbaud的波特率方面存在技術挑戰(zhàn)，但相干的800G模塊可能具有最低的成本，這是因為其集成和共封裝的光電組件數量最少。此外，工作在1.55μm的相干光模塊除了具有比1.3μm更低的光傳輸損耗外，還可以利用數據中心內的DWDM系統(tǒng)來增加和分配未來數據中心的光纖容量。

  資料來源：Neophotonics

  雖然目前已經制定了800G以太網和光模塊的規(guī)范，但以后很可能還需要根據實際應用情況來進行修改或完善(這種情況不會影響光模塊在數據中心互連的高速發(fā)展)。