800G技術的發展，PAM4與硅光技術起到了推動作用。這兩項技術在實現更高帶寬、更快數據傳輸速度和更高密度的網絡通信中發揮了至關重要的作用。本文將深入探討這兩項關鍵技術，以及它們如何共同推動了800G技術的快速發展。

PAM4調制已被證明是一種非常經濟高效的方法，可以在不增加波特率的情況下將單通道的有效數據速率加倍。前幾代技術使用不歸零 (NRZ) 調制，它有兩個信號電平，每個符號代表一位數據（0或1）。而PAM4有四個信號電平，每個符號代表兩位數據（00、01、11或10）。但是PAM4的缺點是對噪聲的敏感性增加，這意味著需要通過使用FEC和均衡來提高信號魯棒性，而在較低速度下則不需要這些技術。

PAM4實施首先針對50Gbps通道，它迅速取代了當時正在開發的50Gbps NRZ解決方案。50G PAM4（56Gbps最大比特率）現已成熟并受到各種交換機/路由器ASIC和光模塊的支持。50G PAM4實現了第一批使用QSFP-DD/OSFP的400G客戶端光模塊的大批量生產，以及使用QSFP56光模塊在數據中心部署200GE連接。

100G PAM4現已成熟，可實現使用一種波長（單波長）的更具成本效益的100GE和使用四波長的單模光纖 (SMF) 鏈路的400GE。具有100G PAM4接口的25.6T交換機和路由器的推出將實現800G端口的快速增長。

目前正在開發的下一代解決方案將支持200G PAM4波長，降低模塊的光學復雜性和成本，并實現更大的交換機和路由器系統容量和3.2Tbps端口。隨著行業標準集中在支持各種應用所需的編碼、均衡和糾錯技術上，這將使800G更具成本效益。

圖1：數據中心交換機ASIC開發

另一個關鍵的支持技術是硅光技術，即將光子組件和高速收發器功能集成到硅基板上，該技術已廣泛應用于100G和400G光模塊。采用硅光技術能夠使用標準晶圓制造工廠來大批量制造光子系統，以簡化并降低光模塊組裝的成本。這種集成方法對于具有八個或更多通道的密集光模塊和具有復雜光學功能的相干光模塊尤為重要。

隨著交換機容量的增長和串行接口變化加快，進一步的光學集成變得更加重要。早期通過使用共封裝光學交換機實現，在這種情況下，硅光子小芯片與交換機ASIC共同封裝，從而可能無需將光模塊插入前面板。在102.4T及以上，預計共封裝光器件將變得越來越重要。

IEEE802.3df工作組正在制定800G和1.6T以太網標準，該工作組于2022年1月開始工作。定義的主要目標涵蓋以下內容：

使用8個100G通道或四個200G通道的800千兆以太網

使用8個200G通道的1.6Terabit 以太網

使用單個200G通道的200Gb以太網

使用兩個200G通道的400Gb以太網

該規范將涵蓋單模光纖（SMF）、多模光纖（MMF）、銅雙軸電纜和芯片到模塊電氣接口。

在2022年9月的會議上，IEEE802.3df工作組投票決定將工作分為兩個項目：

IEEE802.3df致力于基于100Gbps通道的規范

IEEE802.3dj致力于基于200Gbps通道的規范

這使得采用八通道的800GE (IEEE802.3df) 的完成日期提前一年多，到2024年6月。基于200G通道 (IEEE802.3dj) 的實施的建議完成日期將被推遲，從而允許有更多的時間來做這項工作；然而，基線提案已經成熟。這些目標和時間表的變更須獲得IEEE的完全批準。

OIF正在運行一個新項目，為兩種應用定義800G相干線路接口。800ZR適用于長達80?120km的放大單跨WDM鏈路，將是400ZR的直接升級。該項目還致力于開發一種長達10km的非放大固定波長鏈路解決方案，可用于當前使用直接檢測光模塊的各種應用。IEEE 802.3dj還制定了10km和40km覆蓋范圍的800G目標。40km解決方案將采用相干接口，并被提議作為10km解決方案的候選接口。

當PAM4技術和硅光技術這兩個技術巨頭齊心協力，共同引領著800G技術的前進道路時，我們不禁要期待著數字通信領域未來的無限可能。

參考文獻：
《800G Client Optics in the Data Center - A Heavy Reading white paper produced for Cisco》， SIMON STANLEY, ANALYST AT LARGE, HEAVY READING

審核編輯：湯梓紅