Skip to content

WaytoICT

Explore ICT Technology, Build Your Tech Path

Menu
  • 首页
  • AI与算力
  • 光纤
  • 无线移动
    • 3G
    • 5G
    • 4G
    • xRAN
  • 6G
  • 光通信
    • WDM
    • PON
  • 交换路由
  • 半导体
  • 光器件与模块
  • 核心网
  • 原理
  • 物联网
  • 云计算
  • 设计与工程
  • 科谱
  • WaytoICT文库
Menu
AI集群光互连三类场景:机架内Scale-up、机列间Scale-out、集群间DCI的技术路线选择

华工正源:3.2T 方案进展与 NPO 演进路线

Posted on 2026-09-252026-09-25 by

相关阅读(华工正源系列):华工正源:级联布拉格光栅与微环的 CPO 硅光引擎 | 华工正源:基于玻璃基板的微环 CPO/NPO 封装方案与工艺 | 华工正源:SiPh+TFLN 产品路线与可靠性验证 | 华工正源:1.6T 2FR4 硅光合分波方案

在 AI 集群内部,光互连大致分三类:机架内(Scale-up)、机列间(Scale-out)和集群间 DCI(Scale-across)。

AI集群光互连三类场景:机架内Scale-up、机列间Scale-out、集群间DCI的技术路线选择
AI 集群光互连的三类场景与技术路线(图源:Optical Fiber Communication)

其中机架内的场景距离最短,但对功耗和集成度要求也最严苛,偏向高集成的 ACC、NPO/CPO 方案。

机列间属于中短距,主流用 800G、1.6T 可插拔模块(FRO)和 LPO 线性光模块。更远距离的场景,则需要 ZR/ZR+ 相干、DWDM 这些长距方案。

从当前部署看,主流仍是单通道 212.5G PAM4 调制的硅光 1.6T OSFP 模块。下一代会向 425G-PAM4 演进,并采用 InP/TFLN 调制器的 3.2T OSFP。

光模块技术演进:高速Serdes从212.5G-PAM4向425G-PAM4演进,调制技术从硅光向InP和TFLN演进,OSFP模块从8通道1600G向8通道3200G演进
光模块关键技术演进路线(图源:Optical Fiber Communication)

比如说基于 200G/lane 的 1.6T 以太网方案,短距采用普通 IMDD 直检方案,使用 850nm VCSEL,以及 1310nm DML/EML 和硅光方案。

以太网光模块距离分级:CR/KR、SR、DR、FR、LR、ER与OIF 1600ZR、ZR+相干方案的覆盖距离与光源类型
以太网不同距离等级的光方案与光源选择(图源:Optical Fiber Communication)

而中长距离呢,因为噪声和损耗变大,就必须换成 1550nm 的相干方案,采用 DP-16QAM 调制。

后续演进到 3.2T,主要靠两个方向提带宽:一是单通道速率从 224G 提升到 448G,通道数减半;二是单通道速率不变,通道数加倍,比如 16x200G。

光模块容量与速率配置:800G对应4×224G,1.6T对应8×224G或4×448G,3.2T对应8×448G
800G/1.6T/3.2T 的通道速率与通道数配置(图源:Optical Fiber Communication)

调制方式上,主流继续沿用 PAM4,产业成熟、容易落地,但器件带宽压力很大;PAM6 能降低器件压力,但对信噪比和线性度要求极高,目前还不成熟。

448G PAM4与PAM6调制对比:波特率224GBd对174GBd、器件带宽压力、SNR线性度要求、产业成熟度与DSP/FEC复杂度
448G PAM4 与 PAM6 的核心维度对比(图源:Optical Fiber Communication)

传统光模块以可插拔 FRO 光模块为主,模块内置完整 DSP 芯片,信号处理能力强,但功耗很高。可以采用线性架构,移除模块内部 DSP 来降功耗。

可插拔光模块结构:交换机ASIC通过PCB走线连接内置Retimer、EIC与PIC的光模块
可插拔光模块:ASIC 经 PCB 走线连接模块内的 Retimer/EIC/PIC(图源:Optical Fiber Communication)

800G 模块功耗从 15 W 降到 8 W,1.6T 模块功耗从 26 W 降到 10 W,能缓解整机散热压力,也能降低每比特传输能耗。

但是呢,即便采用线性驱动的 LPO 方案,速率越高对色散和连接器损耗的要求越严苛,高速器件和链路设计难度大幅提升。比如说 224G-DR 的光指标就比 112G 要高很多。

LPO光指标随速率演进:106.25G、212.5G、425Gbps的奈奎斯特频率、集成色散损伤代价ILdd与连接器损耗指标对比
速率越高,LPO 的色散与连接器损耗指标越严苛(图源:Optical Fiber Communication)

线性结构的 LPO 解决了 DSP 带来的功耗难题,但可插拔模块依然有 PCB 走线损耗和电互连瓶颈。所以 LPO 只是 AI 光互连演进中的一个中间阶段。

业界普遍认为光互连最终会向 CPO/OIO 演进。CPO 的光引擎与 ASIC 共用基板,信号完整性最好,但可维护性差、散热困难、产业链封闭、大规模量产难度高。

光互连演进路径示意图:从可插拔FC DSP模块向ASIC与EIC、PIC共基板的CPO演进,最终走向OIO光互连
从可插拔 DSP 到 CPO 再到 OIO 的演进方向(图源:Optical Fiber Communication)

与 CPO 不同,NPO 光引擎不与 ASIC 共用基板,支持光引擎插拔,热源分散,生态更开放,已有成熟技术基础,更适合近期规模部署。

NPO与CPO对比表:信号完整性、可维护性、生态产业链与量产制造四个维度的差异
NPO 与 CPO 的关键维度对比(图源:Optical Fiber Communication)

对 NPO 来说,当前问题是不同厂商在封装、接口、光引擎和光源架构上并不统一,交换机适配成本较高,需要标准来规范。

NPO光引擎封装结构:EIC与PIC通过socket插槽与交换机ASIC连接,支持光引擎插拔维护
NPO 光引擎通过 socket 与 ASIC 互连,支持插拔(图源:Optical Fiber Communication)

目前已有一些标准,比如 OCTC 近期发布的《NPO 通用技术标准(技术报告)》等。

腾讯:3.2T NPO 近封装方案进展与规模化部署

阿里云:AI 集群光互联 NPO 演进路线与部署策略

感谢阅读。

若有不准确的地方请见谅!

光芯片、光器件、光模块(OFC2026)报告汇编,采用彩色打印和 A4 装订,上下两册共计 525 页,~20万字。有需要欢迎联系订购,价格实惠!

光芯片、光器件、光模块OFC2026报告汇编实拍:上下两册彩色打印A4装订,内页含硅光、CPO与先进封装图解
报告汇编实拍(部分内页)

微信联系:WaytoICT

延伸阅读

  • OCS 是什么?光交换机的工作原理、MEMS 技术与产业格局
  • EML 是什么?电吸收调制激光器(EML)的工作原理、应用与演进
Category: 光器件与模块, 光通信

博主
李东霏
【香农信息技术研究院】

标签

4G 5G 5G前传 5G承载 6G 50G PON 400G 800G CPO DWDM EML F5G FlexE G.654E G.709 GPON LPO LTE MPLS OCS OCS交换机 ODN Open RAN OSNR OTN PON ROADM Segment Routing SPN SRv6 TDD VCSEL WDM 光与技术 光交换机 光模块 光纤 区块链 华为 天线增益 数据中心 波长 空芯光纤 诺基亚 路由器
您尚未收到任何评论。

友情链接:香农信息技术研究院

© 2026 WaytoICT
微信支付
支付宝
请使用 支付宝 或 微信 扫码支付