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1.6T光模块发展:技术路线、关键挑战与产业趋势

发布:北亿纤通 F-tone Networks · 更新于

定义:1.6T光模块是单端口速率为1.6Tb/s的新一代光收发模块,一般采用8路200G PAM4(基于224G SerDes)电接口和OSFP/OSFP-XD封装,用于102.4T交换机和下一代AI训练集群的高速互联,是继800G之后数据中心光模块的主要升级方向。

一、为什么需要1.6T光模块

AI大模型训练集群规模从千卡扩展到万卡、十万卡,GPU之间的Scale-out网络带宽需求快速增长。交换芯片容量从51.2T升级到102.4T后,若仍使用800G端口,交换机前面板需要128个端口,难以布置;采用1.6T端口则可在64个端口内实现满带宽。同时,GPU网卡速率也在向1.6T演进,推动光模块同步升级。

二、1.6T光模块的核心技术变化:200G/lane

800G模块单通道为100G PAM4,1.6T模块在保持8通道的前提下把单通道速率提升到200G PAM4,波特率约113 GBd。这对电接口(224G SerDes)、DSP、驱动器、激光调制器和光电探测器的带宽都提出了更高要求。

800G与1.6T光模块对比(业内典型值)
项目800G1.6T
电接口8×100G PAM48×200G PAM4
配套交换芯片51.2T102.4T
主流封装OSFP / QSFP-DD800OSFP / OSFP-XD
典型功耗约 13–18 W约 22–30 W
DSP 工艺5nm/7nm 级3nm/5nm 级
主要光学方案SR8 / DR8 / 2×FR4DR8 / 2×FR4 / SR8(演进)

三、1.6T光模块的主要技术路线

3.1 EML方案

电吸收调制激光器(EML)是长期主流的单模高速光源,200G/lane EML已经实现量产应用,性能成熟,但高速EML芯片供应相对集中。

3.2 硅光方案

硅光(Silicon Photonics)在硅基晶圆上集成调制器、波导与探测器,配合外部连续波激光器(CW Laser),易于多通道集成、可借助CMOS工艺规模化,在DR8等并行方案中具备成本优势。详见硅光光模块。

3.3 薄膜铌酸锂(TFLN)

薄膜铌酸锂调制器带宽高、线性好,被视为200G乃至400G/lane的潜力方案,目前处于产业化推进阶段。

四、1.6T光模块面临的挑战

  • 功耗与散热:单模块20–30 W,满配交换机光模块总功耗显著上升,推动液冷与高效散热设计;
  • 信号完整性:200G/lane电通道损耗大,PCB与连接器设计难度增加;
  • 光芯片供应:高速EML、硅光芯片与CW激光器产能需同步扩充;
  • 测试与良率:更高速率的测试设备和更严格的生产工艺。

五、1.6T之后:LPO、NPO与CPO

为降低1.6T链路功耗,业内同时推进三类方案:一是LPO/LRO线性驱动可插拔,去除或减少DSP;二是NPO近封装光学,把光引擎移到芯片附近;三是CPO共封装光学,把光引擎与交换芯片封装在一起。此外,面向更高密度的XPO形态也在讨论中。可插拔模块凭借成熟生态与可维护性,在可预见时间内仍将是主流。

六、产业趋势小结

业内普遍预期1.6T光模块从2025年开始批量出货,并随102.4T交换机和1.6T网卡部署逐步放量;3.2T(16×200G或8×400G)已进入标准与预研阶段。1.6T模块典型规格可参考1.6T光模块产品页。

常见问题(FAQ)

1.6T光模块用什么封装?

主流为OSFP,部分方案采用OSFP-XD或QSFP-DD1600,OSFP因散热能力强、与800G AI集群兼容而最常见。

1.6T光模块功耗多大?

带DSP的1.6T模块典型功耗约22–30 W,LPO/LRO方案可明显降低,具体以实际型号为准。

3.2T光模块什么时候出现?

3.2T已进入标准讨论与预研阶段,可能采用16×200G或8×400G/lane方案,并与CPO、XPO等新形态并行发展。

说明:本文为行业通用技术科普,文中数值为业内典型值或公开资料中的常见范围,典型规格,具体以实际型号为准。

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