【光電通信】EML 芯片在 800G/1.6T 光模塊里到底干什么？

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先看懂 800G/1.6T，再看懂?dāng)?shù)據(jù)中心光模塊里的 EML、硅光和鏈路分工

一、800G/1.6T 到底是什么意思？

800G 是 800 Gb/s，也就是每秒 8000 億比特。1.6T 是 1.6 Tb/s，也就是每秒 1.6 萬(wàn)億比特。這里的 G 和 T 說(shuō)的是 bit，不是 Byte。如果換成大家更熟悉的字節(jié)，理論上 800 Gb/s 大約等于 100 GB/s，1.6 Tb/s 大約等于 200 GB/s。實(shí)際系統(tǒng)還要扣掉編碼、糾錯(cuò)、協(xié)議開(kāi)銷和鏈路余量，所以不能簡(jiǎn)單等同于文件下載速度。

在數(shù)據(jù)中心里，800G/1.6T 通常指一個(gè)高速端口或一個(gè)光模塊單方向的總速率。光模塊是全雙工器件，發(fā)射和接收方向各有自己的通道。它不像一根單獨(dú)的“超粗水管”，更像把多條高速車道并在一個(gè)模塊里。比如 800G 可以由 8x100G 組成，也可以在更新一代方案里由 4x200G 組成；1.6T 更典型的方向是 8x200G。這也是為什么行業(yè)會(huì)反復(fù)提到 100G/lane、200G/lane 和 224G PAM4。

lane 可以理解為一條電或光的高速通道。過(guò)去提升端口速率，常用辦法是增加車道數(shù)。到了 800G 和 1.6T，機(jī)框空間、功耗和散熱都不允許無(wú)限增加車道，于是每條 lane 自己也要跑得更快。PAM4 調(diào)制就是這里的關(guān)鍵技術(shù)之一。它不是只用“高”和“低”兩個(gè)電平表達(dá)信息，而是用四個(gè)電平一次表達(dá)更多比特，從而在同樣符號(hào)速率下提高數(shù)據(jù)吞吐。代價(jià)是眼圖更窄，噪聲容忍度更低，芯片、驅(qū)動(dòng)、接收和測(cè)試都更難。

二、數(shù)據(jù)中心鏈路為什么要分層看？

圖 1：AI 數(shù)據(jù)中心光互連存在可插拔、NPO、CPO 等多種形態(tài)。EML 的位置要放在具體距離、功耗和維護(hù)模型中判斷。

一個(gè) AI 數(shù)據(jù)中心里，不同距離的鏈路對(duì)光模塊要求完全不同。機(jī)柜內(nèi)部或相鄰機(jī)柜之間，距離可能只有幾米到幾十米。這里優(yōu)先考慮成本、功耗、密度和布線便利性，能用銅纜、AOC 或短距多模方案時(shí)，不一定馬上用復(fù)雜的單模 EML 方案。

交換機(jī)到同一機(jī)房?jī)?nèi)較遠(yuǎn)位置，距離可能來(lái)到 100 米、500 米，常見(jiàn)的是 DR、SR、AOC 等不同組合。跨機(jī)房、園區(qū)或城域互連，距離可能到 2 公里、10 公里甚至更遠(yuǎn)，光源線寬、色散、功率預(yù)算和波分復(fù)用就會(huì)變得更重要。

這就是選型里最容易被忽略的一點(diǎn)：同樣叫 800G，背后的光模塊可能完全不同。800G SR8、800G DR8、800G 2xFR4、800G FR4，聽(tīng)起來(lái)像一串型號(hào)，其實(shí)是在告訴你四件事：傳多遠(yuǎn)、用幾根纖、用幾個(gè)波長(zhǎng)、每個(gè)波長(zhǎng)跑多少速率。

三、EML 在模塊里扮演什么角色？

EML 的全稱是 Electro-absorption Modulated Laser，常譯為電吸收調(diào)制激光器。它通常把 DFB 激光器和 EA 電吸收調(diào)制器集成在一顆 InP 芯片上。DFB 負(fù)責(zé)產(chǎn)生穩(wěn)定光，EA 調(diào)制器負(fù)責(zé)把高速電信號(hào)轉(zhuǎn)成光強(qiáng)變化。對(duì)光模塊來(lái)說(shuō)，EML 的價(jià)值在于它能在較高速率下提供較好的調(diào)制性能、較高消光比和相對(duì)清晰的光信號(hào)質(zhì)量。

把它放到產(chǎn)品選型里看，EML 更像是“高質(zhì)量單模發(fā)射端”的一個(gè)重要選項(xiàng)。它常出現(xiàn)在需要更高單波速率、更長(zhǎng)傳輸距離或更嚴(yán)格鏈路預(yù)算的場(chǎng)景。比如 800G 的 2xFR4 可以理解為兩個(gè) 400G FR4 拼在一個(gè)模塊里，每組四個(gè)波長(zhǎng)，每個(gè)波長(zhǎng)承擔(dān) 100G 級(jí)別；而面向 1.6T 的 2xFR4 或相關(guān) 200G/lane 方案，則會(huì)把單波速率進(jìn)一步推高。

Source Photonics 在 OFC25 相關(guān)產(chǎn)品信息里提到，100GBd EML 可支持 200Gb/s single-lambda PAM4，用于 1.6T 和 800G 收發(fā)模塊。翻譯成應(yīng)用語(yǔ)言就是：當(dāng)模塊希望用較少波長(zhǎng)和較少光纖跑更高總速率時(shí)，每一個(gè)發(fā)射通道都必須更強(qiáng)，EML 正是這類場(chǎng)景里的候選方案之一。

四、為什么不是所有 800G/1.6T 都用 EML？

圖 2：高速光鏈路要同時(shí)看光源、連接器、光引擎、硅光芯片、光纖和交換芯片等環(huán)節(jié)的損耗與成本。

因?yàn)楣饽K選型不是單看性能，而是同時(shí)看距離、成本、功耗、散熱、供應(yīng)鏈和可維護(hù)性。短距場(chǎng)景里，VCSEL 陣列和多模光纖仍然有成本和功耗優(yōu)勢(shì)。幾十米內(nèi)解決問(wèn)題時(shí)，用更復(fù)雜的單模 EML 不一定劃算。

并行單模 DR 場(chǎng)景里，硅光方案近年來(lái)很強(qiáng)，尤其是在 800G DR4、1.6T DR8 等方向，硅光調(diào)制器配合 CW laser 可以在集成度和規(guī)模化上形成優(yōu)勢(shì)。Coherent 展示過(guò)面向 AI 和網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景的 1.6T DR8 和 800G DR4 收發(fā)模塊，其中 1.6T DR8 面向 500 米級(jí)單模鏈路，采用硅光方案。

EML 的優(yōu)勢(shì)主要在單波高速和較好光信號(hào)質(zhì)量，但它也有自己的約束。它是 InP 器件，封裝、耦合、熱管理和一致性都要認(rèn)真處理。多個(gè) EML 通道放進(jìn)一個(gè) 800G 或 1.6T 模塊后，發(fā)熱、偏置控制、驅(qū)動(dòng)匹配和測(cè)試成本都會(huì)上升。

五、800G/1.6T 產(chǎn)品選型真正看哪些指標(biāo)？

第一，看距離。幾十米、500 米、2 公里和 10 公里不是同一個(gè)市場(chǎng)。距離越長(zhǎng)，鏈路預(yù)算、色散、波長(zhǎng)穩(wěn)定性和發(fā)射端質(zhì)量越重要。

第二，看光纖資源。并行方案可能需要更多光纖，比如 DR8 會(huì)用多路并行單模；WDM 方案用多個(gè)波長(zhǎng)復(fù)用到較少光纖上，連接器和布線更省，但發(fā)射端和接收端更復(fù)雜。

第三，看功耗和散熱。800G 模塊已經(jīng)對(duì)散熱提出很高要求，1.6T 更明顯。OSFP、QSFP-DD、OSFP224 等封裝形態(tài)之所以被頻繁提到，不只是接口問(wèn)題，也和散熱、籠子、散熱片、交換機(jī)面板密度有關(guān)。

第四，看每 lane 速率。8x100G 和 4x200G 都可以服務(wù) 800G，但模塊內(nèi)部復(fù)雜度、DSP、光芯片和測(cè)試要求不同。1.6T 更強(qiáng)調(diào) 8x200G，這會(huì)把光芯片能力推到更高水平。

第五，看生態(tài)成熟度。IEEE 802.3df 已覆蓋 800G 相關(guān)以太網(wǎng)能力，802.3dj 則推動(dòng) 200G/lane 和 1.6T 方向。OIF 的 CEI-224G 工作也圍繞 224G 線性接口和下一代可插拔模塊展開(kāi)。標(biāo)準(zhǔn)、互通測(cè)試和供應(yīng)鏈成熟度，會(huì)直接影響一個(gè)方案能不能大規(guī)模進(jìn)入數(shù)據(jù)中心。

六、給讀者的一張應(yīng)用地圖

可以把數(shù)據(jù)中心光模塊粗略分成四層看：

關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)解釋

配圖/示意圖建議

? 自制“800G/1.6T 不是一根水管”示意圖：左邊畫(huà) 800G = 8x100G 或 4x200G，右邊畫(huà) 1.6T = 8x200G。

? 自制“數(shù)據(jù)中心鏈路分層圖”：服務(wù)器、TOR、Leaf-Spine、跨機(jī)房四層，每層標(biāo)注距離、常見(jiàn)模塊和 EML 參與程度。

? 自制“EML vs VCSEL vs 硅光”三列對(duì)比圖：按距離、功耗、集成度、成本、典型模塊形態(tài)進(jìn)行對(duì)照。

來(lái)源鏈接

IEEE 802.3df Task Force：800G 相關(guān)以太網(wǎng)工作組入口：https://www.ieee802.org/3/df/

Ethernet Alliance：800G interoperability and 1.6T direction：https://ethernetalliance.org/blog/2025/10/27/ecoc-2025-interoperability-at-800g-is-given-advancing-toward-1-6t/

OIF Current Work：CEI-224G Linear and support for 1.6T pluggable modules：https://www.oiforum.com/technical-work/current-work/

OIF OFC 2025 demo PDF：1.6T DR8 and 800G module examples：https://www.oiforum.com/wp-content/uploads/OIF_PLL_Demo_promo_OFC2025-Hisense-Final.pdf

Coherent：1.6T DR8 OSFP transceiver product entry：https://www.coherent.com/networking/transceivers/datacom/FTCF2519E1PCM

Coherent：1.6T DR8 and 800G DR4 transceiver demonstration：https://www.coherent.com/news/press-releases/coherent-demonstrates-two-advanced-transceiver-modules

Source Photonics：200G per lane 1.6T and 800G PAM4 transceiver family：https://www.sourcephotonics.com/news/source-photonics-announce-the-product-availability-of-its-200g-per-lane-based-1-6t-and-800g-pam4-transceiver-family-products-at-ofc25/

Broadcom：200G/lane optical solutions：https://www.broadcom.com/blog/200g-lane-optical-solutions-drive-next-generation-networks

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