未来网络的高速引擎：800G光模块市场预测与应用前景

近年来，VR、物联网、云计算等新业务的出现，对网络带宽、并发、实时性能提出了更高的要求。随着带宽需求持续飙升，100G、200G和400G光模块将保持重要的市场份额，800G光模块也将获得吸引力。

800G 光模块是 AI 算力产业链上的重要环节。随着 AI 算力需求的激增，800G 光模块等高速光模块的需求显著增长，其市场规模也有望进一步扩大。

光通信行业市场研究机构 LightCounting 指出，2022 至 2027 年全球光模块市场规模年复合增长 11%，2027 年市场规模将突破 200 亿美元。Valuates Reports 发布的报告显示，全球 800g 光收发器市场在 2022 年已展现出 3.56 亿美元的价值，并预计至 2029 年有望达到 8.986 亿美元。

广阔前景的背后驱动力

800G 光模块的市场发展前景广阔，随着技术的不断进步、应用领域的不断拓展以及产业链的不断完善，800G 光模块有望在未来的光通信市场中占据重要地位，但也面临着技术和市场竞争等方面的挑战。

高速率、大容量及先进的调制技术，使得800G光模块具有明显的技术优势。800G 光模块的传输速率达到每秒 80 亿比特，相比 400G 光模块有了显著提升，能够满足未来网络对高速数据传输的需求。在数据流量不断增长的背景下，其大容量的传输能力可以有效降低网络拥塞，提高网络的可靠性和稳定性。800G 光模块采用 PAM4 调制等先进技术，能够在相同的物理通道上传输更多的数据，提高了频谱效率，进一步提升了光模块的性能。并且，随着技术的不断进步，未来可能会采用更高阶的调制技术，推动 800G 光模块性能的不断提升。

AI算力需求、数据中心升级、5G网络的深入建设，这些成为800G光模块市场的强劲驱动力。大量的数据传输和处理需要高速、大容量的光模块支持，800G 光模块能够满足 AI 服务器、数据中心等对高速网络连接的需求，为 AI 产业的发展提供有力支撑。数据中心的建设和升级将持续推动 800G 光模块的市场需求，800G 光模块可以有效提升数据中心内部以及数据中心之间的通信效率，满足数据中心不断升级的需求。5G 网络的广泛覆盖和应用场景的不断拓展，使得网络流量大幅增加，在 5G 承载网的中传和回传网络中，800G 光模块可以提供更高的传输速率和更低的延迟，有助于提升 5G 网络的性能。

规模化发展面临的挑战

800G光模块的规模化发展还存在一些挑战，包括信号完整性和传输距离、功耗问题等。

高速率的光信号在传输过程中易受信号衰减、色散等因素影响，导致信号完整性下降。如何在保证 800G 光模块高速率传输的同时确保信号的完整性和传输距离，是需要攻克的关键技术难题。

800G 光模块的功耗相对较高，这不仅增加了数据中心的运营成本，还对散热等系统提出了更高要求。未来需要新的技术来处理功耗问题，如液冷技术等。同时，需要在光模块内部的数字信号处理芯片（DSP）使用上进行优化，如采用如线性驱动可插拔光学器件（LPO）、电吸收调制器内联技术（TRO）等方案来降低功耗，但这些方案也存在标准化、链路性能、可持续性等方面的挑战。

当前行业标准对于光模块和光芯片的测试标准可能不太适用于某些特定场景，如 AI 网络。这就需要制定更严格或更适用的标准，并加强光模块在各系统设备上的集成适配测试。

此外，在实现量产的过程中，存在如何降低成本、提高自动化水平以及实现产品的更高标准化以达到规模效应等问题。例如，批量化生产时可能面临产品良率不达标等风险。要与现有的网络架构中的其他设备和系统兼容，包括与交换机、路由器等网络设备的接口兼容性，以及与不同厂家设备的互操作性等。

800G光模块的电接口和光接口架构

研究表明，对于电接口来说，当电接口的单路速率与光接口的单路速率匹配时，光模块的架构达到最优，具有低功耗、高性价比等优势。单通道100G电接口适用于8*100G光模块，单通道200G电接口适用于4*200G光模块。在封装方面，800 Gbit/s光模块有多种形式，包括双密度四通道小型可插拔（QSFP-DD800）和八通道小型可插拔（OSFP）。800G光模块的光接口架构主要有以下三种类型：

8×100G PAM4

8×100G PAM4 收发器以 53 Gbd 运行，并利用 8 对数模转换器 (DAC) 和模数转换器 (ADC)、8 个激光器、8 对光收发器以及 1 对 8 -基于以太网通道的通道粗波分复用器(CWDM)或LAN-WDM复用器和解复用器。

4×200G PAM4

PAM4 收发器以 106 Gbd 运行，采用 4 对 DAC 和 ADC、4 对光收发器（包括 4 个激光器）以及 1 对 4 通道 CWDM 或 LAN-WDM 复用器和解复用器。

800G相干光模块

它在 16QAM 调制下以 128 Gbd 运行，利用 4 对 DAC 和 ADC、1 个激光器和 1 对光收发器。它可以在数据中心内的相干光模块中采用固定波长激光器，以降低成本和功耗。

是德科技解决方案助力 800G和1.6T技术发展

5G 和物联网所产生的海量数据流正在推动流量迅猛增长，对整个网络和数据中心提出了前所未有的带宽需求。在数据中心陆续部署 400G 收发信机的同时，业界也在紧锣密鼓地研发 800G 和 1.6T 技术。在标准的开发和演进过程中，是德科技与行业领导者合作，为用户提供和推荐800G测试解决方案。了解能够以每通道 112 Gbps 和 224 Gbps 速度进行光电验证和一致性测试的是德科技综合多平台解决方案。

1)800G / 1.6T 设计与仿真

800 Gb/s 乃至更高的 1.6 Tb/s 数据速率将 PAM4 信令性能提升至物理极限。工程师通常需要耗费几个月的时间，想办法克服高速串行设计所带来的挑战。通过综合通道和电磁仿真，您可以大幅提升设计效率。PathWave 先进设计系统中的信道仿真器和 IBIS-AMI 模型，让您仅需几分钟便能准确仿真包含抖动、均衡、时钟和数据恢复等特性的复杂信号链路。是德科技创新的电-光-电（E-O-E）解决方案使您能够在给定的比特误码率目标范围内仿真自己的设计，从而对光链路进行端到端分析。

Keysight IxVerify 可提供虚拟化的以太网设计验证解决方案，降低使用专用和专业化硬件的成本，同时提高灵活性。

2)800G 验证测试

要实现 800 Gb/s 的链路容量，您需要根据现有基础设施的成本、功耗、空间和后向兼容性需求进行权衡。是德科技的研发用实时光收发信机测试解决方案具有出色的带宽和灵活性，能够对 800G 链路进行深入可靠的分析。新型 M8199A 任意波形发生器支持更高阶的调制方案，再结合使用本底噪声超低、准确度超高的 UXR Infiniium 110 GHz 示波器，能够让您验证器件的真实性能。

让背板、电缆、连接器、内插器、芯片和印刷电路板等物理层互连的测试不再繁琐。是德科技的物理层测试系统（PLTS）软件和可扩展的矢量网络分析仪使您能够在高达 53 GHz 的频率范围内测试最多 32 个通道。我们可以帮助您确保设计的信号完整性符合最高 1.6T 的先进网络的需求。

3)800G / 1.6T 参数测试

光集成电路（PIC）使下一代网络能够实现更高的容量，并能显著降低功耗和提升可制造性。您需要进行光电晶圆级参数测试，包括薄膜电阻和电容的电气测量，以及衰减和响应度的光学测量，从而表征 PIC 材料和结构质量。是德科技的光晶圆测试解决方案――包括新型 N4372E 110 GHz 光波器件分析仪――可以帮助您表征 PIC 和光器件。

4)800G 一致性测试

包括 IEEE 802.3ck和 OIFCEI112G 电气标准在内的 800G 标准还在持续演进。我们将继续更新是德科技的测试解决方案，紧密跟踪标准的发展。我们的解决方案可帮助您在标准制定完毕之前便验证新的测试方法和规范。

对于 100、200、400 和 800 Gb/s 标准，您需要易于使用的自动化测试应用程序，这样无需深入了解标准即可轻松执行测试。我们可以帮助您将 PAM4 器件的表征时间从几小时缩短到几分钟。

5)800G 制造测试

在收发信机制造应用中，想要提升数据速率同时降低产品成本，面临着前所未有的挑战。此时需要一款高度准确、效率出众的测试系统。是德科技的 PAM4 测量分解解决方案可以帮助用户在 4 个通道上并行采集和分析波形，从而显著优化硬件的使用并提升测试吞吐量。时钟模块或集成时钟数据恢复模块尽量减少了占用空间。

——内容来源：是德科技等网络资源

审核编辑 黄宇