5G網絡、云計算和物聯網（IoT）技術的廣泛部署增加了對更高帶寬和數據傳輸速率的需求，人們對800G和1.6T網絡速率的期待不斷上升。本文將深入闡述數據中心在800G以太網和1.6T網絡升級方面所做出的創新以及面臨的主要挑戰。

以太網速率隨時間變化

網絡升級所面臨的挑戰：

如何提高800G以太網的速率和容量？

1. 先進的調制技術

采用更高效的調制技術，如PAM4（四電平脈沖幅度調制），可以在同一頻帶內傳輸更多的數據，從而提高速率和容量。

2. 多芯光纖

使用多芯光纖技術，可以在一根光纖中傳輸多條數據通道，從而大幅度提高數據傳輸容量。

3. 波分復用（WDM）

通過波分復用技術，可以在同一根光纖上同時傳輸多個不同波長的光信號，從而增加總的傳輸容量。

4. 優化的網絡架構

設計更高效的網絡架構，減少數據傳輸中的瓶頸和延遲，提高整體網絡性能。

5. 智能流量管理

利用人工智能和機器學習技術，優化網絡流量管理，確保數據傳輸的高效性和穩定性。

交換機硅光串行解碼器（Switch Silicon SerDes）

SerDes（串行器和解串器）是一種關鍵技術，它將數據轉換為串行形式，以便通過較少的信號線進行高效傳輸。為了提升800G以太網的通道速率，更快的網絡交換芯片至關重要。隨著交換芯片整體帶寬的增加，SerDes的速度、數量和功耗也在不斷提升。在51.2Tbps時代，SerDes的速率從10Gbit/sec提升至112Gbit/sec，通道數量從64個增加到512個。SerDes的功耗已成為系統總功耗的重要部分。下一代交換芯片的帶寬將再次翻倍，102.4T交換機的SerDes通道數量將達到512個200Gb/s，而硅交換機將在224Gb/s通道上支持800G和1.6T網絡速率，從而實現數據中心內各元素之間的低延遲交換。

脈沖幅度調制（PAM）

高階調制通過增加每個符號或單位間隔（UI）內的比特數，在信道帶寬和信號幅度之間實現了平衡。PAM4技術與之前的版本兼容，并且相比更高階的調制方案，具有更好的信噪比 (SNR)，從而減少了前向糾錯 (FEC) 所需的額外資源和時間。然而，由于模擬帶寬的限制，實現PAM4需要更先進的模擬前端 (AFE) 和創新的數字信號處理 (DSP) 方案來實現更高級的均衡。

盡管未來可能會采用更高階的調制方案，如PAM6或PAM8，但目前在800G以太網或1.6T網絡中，PAM4仍然具有多功能性。業界也在探索其他方法，以在保持高速數據完整性的同時，進一步提升性能。

PAM4信號的眼高較小，需要更嚴格地控制噪聲和抖動

如何降低800G以太網的誤碼率？

降低800G以太網的誤碼率可以通過以下幾種方法：

1. 高級調制技術

采用更高效的調制技術，如PAM4，可以在同一頻帶內傳輸更多的數據，同時保持較低的誤碼率。

2. 前向糾錯（FEC）

使用前向糾錯技術，可以在數據傳輸過程中檢測和糾正錯誤，從而降低誤碼率。

3. 優化的信號處理

通過先進的數字信號處理（DSP）技術，可以提高信號的質量和穩定性，減少誤碼率。

4. 高質量的光纖和組件

使用高質量的光纖和光學組件，可以減少信號傳輸中的損耗和干擾，從而降低誤碼率。

5. 智能網絡管理

利用人工智能和機器學習技術，實時監控和優化網絡性能，及時發現和糾正潛在的錯誤。

6. 溫度控制

確保設備在最佳溫度范圍內工作，可以減少熱噪聲對信號的影響，從而降低誤碼率。

通過結合這些方法，可以顯著降低800G以太網的誤碼率，確保數據傳輸的高效性和可靠性。

不同前向糾錯（FEC）架構的權衡有所不同

如何提高800G以太網的能效？

提高800G以太網的能效可以通過以下幾種方法：

1. 優化電路設計

采用更高效的電路設計和低功耗材料，可以減少能耗，提高整體能效。

2. 先進的調制技術

使用更高效的調制技術，如PAM4，可以在同一頻帶內傳輸更多的數據，從而提高能效。

3. 智能電源管理

利用智能電源管理系統，根據實際需求動態調整功耗，避免不必要的能源浪費。

4. 高效散熱系統

設計高效的散熱系統，確保設備在最佳溫度范圍內工作，減少因過熱導致的能耗增加。

5. 集成光學技術

將光學組件直接集成到硅芯片中，可以減少信號傳輸的損耗和延遲，提高能效。

6. 多通道并行處理

利用多通道并行處理技術，可以同時處理多個數據流，從而提高數據傳輸的總容量和能效。

在800G以太網中，共封裝光學的一項關鍵創新是將光學元件移到足夠靠近交換機ASIC裸芯片的位置，從而無需額外的DSP（如下圖所示）。

可插拔和共封裝光學

800G以太網和1.6T網絡連接的發展趨勢

在IEEE和OIF為400G奠定的基礎上，800G以太網即將問世。2022年發布的首款51.2T交換芯片支持64個800Gb/s端口，最新一批800G光模塊也已開始驗證。

今年，標準組織將發布首版IEEE 802.3df和OIF 224Gb/s標準，為開發人員提供如何使用112Gb/s和224Gb/s信道構建800G和1.6T系統的指導。預計在未來兩年內，標準組織將確定物理層標準，并隨后進行實際開發和驗證。

800G和1.6T網絡速率發展

ADOP 800G以太網光模塊

為了適應當前高性能計算的發展前景，ADOP 提供了一系列800G以太網光模塊。這些800G以太網光模塊經過精心設計和可靠性測試，可滿足現代網絡不斷變化的需求。以下是ADOP的800G以太網光模塊：

結論

目前，400G以太網正在大規模部署，800G以太網的數據傳輸速率還有很長的路要走，而1.6T以太網的最佳路徑仍不確定。在近幾年內，更高的容量、更快的速度和顯著的效率改進仍然是行業發展的主要方向。要為這些新技術的擴展做好準備，就必須從現在開始進行設計和規劃。ADOP作為全球ICT領域高速網絡產品及解決方案提供商，憑借先進的技術和優質的性能，助力您在數字時代的網絡升級。