800G光模块的技术演进与应用

随着人工智能、云计算和高性能计算（HPC）的快速发展，智算中心对网络带宽和时延的要求呈指数级增长。在此背景下，800G光模块凭借其超高吞吐量和低功耗特性，成为构建下一代智算网络的核心组件。本文将从封装形式、网络场景应用、主流型号及设备适配等角度展开分析。

一、800G光模块的主要封装形式

800G光模块的封装技术直接影响其传输性能、散热能力和兼容性，目前主流封装形式包括：

QSFP-DD 封装：

含义：即四通道小型可插拔光模块 - 双密度，与 QSFP 光模块相比，支持的高速电接口数量增加了一倍，有 8 个高速电接口。

特点：电气接口拥有 8 通道，每通道速率可达 100Gbps，提供总带宽为 800Gbps，具有高密度、高性能、低功耗等优点，适用于数据中心、云计算、5G 通信等领域。

兼容性：与 QSFP28 和 QSFP + 完美兼容。

OSFP 封装：

含义：即八通道小型可插拔光模块，电接口由 8 个电通道组成。

特点：每个端口速率为 100Gb/s，总带宽为 800Gb/s，尺寸比 QSFP-DD 略大，可支持更高的功耗和散热能力，常见接口为 LC 和 MPO。

兼容性：不与 QSFP28 和 QSFP + 兼容。

QSFP112 封装：

QSFP112 封装：基于 QSFP-DD 封装架构的演进，支持单通道 112G PAM4 调制（8 通道总速率 800G），兼容 QSFP-DD 的物理尺寸与连接器，适用于高密度、低功耗场景。

二、800G光模块在InfiniBand（IB）网络的应用

InfiniBand网络凭借高带宽、低时延和RDMA（远程直接内存访问）特性，成为AI训练和科学计算的优选方案。800G光模块在IB网络中的价值体现在：

支持NDR（Next Data Rate）标准： 800G模块可满足NDR 400G/800G速率需求，实现单端口带宽翻倍，适配NVIDIA Quantum-2 InfiniBand交换机，为大规模GPU集群提供无损互联。

拓扑优化： 通过部署800G OSFP光模块，智算中心可构建Fat-Tree或DragonFly+拓扑，将AI训练任务的通信时延降低至微秒级，同时支持数千节点扩展。

案例： NVIDIA DGX H100超级计算机集群采用800G OSFP DR8光模块（传输距离500m），实现GPU与Quantum-2交换机间超高速互联。

三、800G光模块在RoCE（RDMA over Converged Ethernet）网络的应用

RoCEv2协议允许在以太网上实现RDMA功能，800G光模块在此场景下的应用特点包括：

高吞吐与低时延平衡： 800G QSFP-DD模块支持以太网802.3ck标准，通过PAM4调制和FEC（前向纠错）技术，在100Gbps/lane速率下保持误码率低于1E-12，满足RoCEv2的严苛要求。

智能无损网络： 结合PFC（优先级流量控制）和ECN（显式拥塞通知），800G模块可避免网络拥塞导致的丢包，确保AI分布式训练任务不中断。

典型部署： 华为CloudEngine 16800数据中心交换机搭载800G光模块，构建端到端RoCE网络，支撑大模型参数同步效率提升40%。

四、主流800G光模块型号及介绍

800G SR8：

技术原理：采用 100G PAM4 和 VCSEL 技术进行 8 通道光信号传输，波长为 850nm，单通道速率为 100Gbps。

接口类型：光学接口为 MPO-16 或 2 排的 MPO-12。

传输距离：通常为 50 米，采用 MTP/MPO-16 连接器。

封装形式：多为 OSFP 和QSFP-DD封装。

800G DR8：

技术原理：包括 8 个 Tx 和 8 个 Rx，单通道速率为 100Gbps，波长 1310nm。

接口类型：光接口为 MPO-16。

传输距离：500 米，采用 MTP/MPO-16 APC 连接器。

封装形式：一般采用 QSFP-DD 封装。

800G 2FR4：

技术原理：包含 4 个波长（1271/1291/1311/1331nm），单通道速率为 100Gbps，通过 Mux 减小光纤的数目。

接口类型：光学接口采用 dual CS 或者 dual duplex LC 接口。

传输距离：2km，采用双 LC 连接器。

封装形式：OSFP 封装。

800G 2LR4：

技术原理：单通道速率为 100Gbps，使用特定波长实现传输。

接口类型：采用双 LC 连接器。

传输距离：10km，波长为 1310nm。

封装形式：OSFP 封装。

800G PLR8：

技术原理：单通道速率为 100Gbps，使用波长 1310nm 进行传输。

接口类型：采用 MTP/MPO-16 APC 连接器。

传输距离：10km。

封装形式：常见为 QSFP-DD 或 OSFP 封装。

随着1.6T光模块标准逐步成熟，800G光模块在2024-2026年会进入大规模部署周期。其与CPO（共封装光学）、LPO（线性驱动可插拔光学）等技术的结合，将进一步降低智算中心网络功耗，推动算力效率迈向新高度。