800G光模块的分类

800G光模块今年开始量产，由于ChatGPT等AI技术的爆发，进一步增加了市场对800G光模块的需求。这篇笔记梳理下800G光模块的信息，方便大家参考。

800G=8*100G=4*200G, 因此按单通道速率来分，主要可以分为两类，即单通道100G和200G，对应的架构如下图所示。单通道100G的光模块可以较快落地，200G则对光器件的要求比较高。由于目前电接口处支持的最大速率为112Gbps PAM4, 对于单通道200G的情况，需要gearbox进行转换。

（图片来自https://www.gazettabyte.com/home/2019/9/18/companies-gear-up-to-make-800-gig-modules-a-reality.html）

对于多模的情况，主要有两种800G光模块的标准，对应传输距离100m以下的情况。 1）800G SR8 采用VCSEL方案，波长为850nm，单通道速率为100Gbps PAM4, 需要16根光纤。这个可以看成是400G SR4的升级版，通道数翻倍。其光学接口为MPO-16或2排的MPO-12，如下图所示。

2）800G SR4.2 该方案采用850nm/910nm两个波长，在单根光纤里双向传输两种波长的信号，即所谓的bi-directional传输，模块中需要采用DeMux对两种波长进行分光。单通道速率为100Gbps PAM4, 需要8根光纤，相比SR8, 该方案的光纤数目节省了一半。其框图如下图所示，

（图片来自https://terabit-bidi-msa.com/assets/files/Terabit_BiDi_MSA_Technical_Specification_rev1p0.pdf）

其光学接口如下图所示，采用MPO-12接口。

对于单模的情况，存在多种800G光模块的标准， 1）800G DR8, 800G 2xDR4和800G PSM8 这三种标准的内部架构类似，包括8个Tx和8个Rx，单通道速率为100Gbps，需要16根光纤。

(图片来自https://www.keysight.com/us/en/assets/3121-1425/application-notes/Data-Center-Ethernet-Technology-and-Evolution-to-224-Gbps.pdf)

其中PSM8的传输距离为100m，而DR8与2*DR4对应500m的传输距离。2xDR4的光接口为2个MPO-12, 如下图所示，可以与400G DR4光模块互联，方便进行数据中心的升级。而PSM8与DR8的光接口为MPO-16。

2) 800G 2xFR4和2xLR4 这两种标准的内部结构类似，包含4个波长，单通道速率为100Gbps，通过Mux减小光纤的数目，需要4根光纤，如下图所示。

(图片来自https://osfpmsa.org/assets/pdf/OSFP_Module_Specification_Rev4_1.pdf)

这两种方案都是对400G FR4与LR4光模块的升级，使用CWDM4波长1271/1291/1311/1331nm。2xFR4支持2km的传输距离，2xLR4支持10km的传输距离。其光学接口采用dual CS或者dual duplex LC接口。

3）800G FR4 该方案使用四个波长，单通道速率为200Gbps, 需要两根光纤，支持2km的传输距离，如下图所示。

(图片来自https://osfpmsa.org/assets/pdf/OSFP_Module_Specification_Rev4_1.pdf)

其采用duplex LC光学接口，如下图所示。

4) 800G FR8 该方案采用8个波长，每个波长速率为100Gbps, 需要两根光纤，支持2km的传输距离，如下图所示。八个波长通道分别为1271/1291/1311/1331/1351/1371/1391/1411nm。

（图片来自https://www.ieee802.org/3/B400G/public/21_03/schube_b400g_01_210322.pdf）

QSFP-DD和OSFP都可以支持800G，两者的对比如下图所示。针对800光模块，QSFP-DD做了些补充更新，即QSFP-DD800。

（图片来自https://store.qsfptek.com/blogs/article/qsfp-dd-wiki-and-comparison-of-qsfp-dd-vs-osfp-and-qsfp）

两者的主要区别在于： 1) 尺寸，OSFP的尺寸略大

（图片来自https://store.qsfptek.com/blogs/article/qsfp-dd-wiki-and-comparison-of-qsfp-dd-vs-osfp-and-qsfp）

2) 功耗，OSFP的功耗比QSFP-DD略高。 3)兼容性，QSFP-DD可完美兼容QSFP28与QSFP+，而OSFP无法兼容。

目前已经量产的单模800G光模块，主要采用EML方案。硅光方案是否能够占据一席之地？犹未可知，主要还取决于成本和功耗。对于单波200G的方案，EML或者薄膜铌酸锂是两个可能的技术路线。 文章中如果有任何错误和不严谨之处，还望大家不吝指出，欢迎大家留言讨论。