随着人工智能、云计算和高性能计算(HPC)的快速发展,智算中心对网络带宽和时延的要求呈指数级增长。在此背景下,800G光模块凭借其超高吞吐量和低功耗特性,成为构建下一代智算网络的核心组件。本文将从封装形式、网络场景应用、主流型号及设备适配等角度展开分析。

一、800G光模块的主要封装形式

800G光模块的封装技术直接影响其传输性能、散热能力和兼容性,目前主流封装形式包括:

QSFP-DD 封装:

含义:即四通道小型可插拔光模块 - 双密度,与 QSFP 光模块相比,支持的高速电接口数量增加了一倍,有 8 个高速电接口。

特点:电气接口拥有 8 通道,每通道速率可达 100Gbps,提供总带宽为 800Gbps,具有高密度、高性能、低功耗等优点,适用于数据中心、云计算、5G 通信等领域。

兼容性:与 QSFP28 QSFP + 完美兼容。

OSFP 封装:

含义:即八通道小型可插拔光模块,电接口由 8 个电通道组成。

特点:每个端口速率为 100Gb/s,总带宽为 800Gb/s,尺寸比 QSFP-DD 略大,可支持更高的功耗和散热能力,常见接口为 LC MPO

兼容性:不与 QSFP28 QSFP + 兼容。

QSFP112 封装:

QSFP112 封装:基于 QSFP-DD 封装架构的演进,支持单通道 112G PAM4 调制(8 通道总速率 800G),兼容 QSFP-DD 的物理尺寸与连接器,适用于高密度、低功耗场景。

二、800G光模块在InfiniBandIB)网络的应用

InfiniBand网络凭借高带宽、低时延和RDMA(远程直接内存访问)特性,成为AI训练和科学计算的优选方案。800G光模块在IB网络中的价值体现在:

支持NDRNext Data Rate)标准:
800G模块可满足NDR 400G/800G速率需求,实现单端口带宽翻倍,适配NVIDIA Quantum-2 InfiniBand交换机,为大规模GPU集群提供无损互联。

拓扑优化:
通过部署800G OSFP光模块,智算中心可构建Fat-TreeDragonFly+拓扑,将AI训练任务的通信时延降低至微秒级,同时支持数千节点扩展。

案例:
NVIDIA DGX H100超级计算机集群采用800G OSFP DR8光模块(传输距离500m),实现GPUQuantum-2交换机间超高速互联。

三、800G光模块在RoCERDMA over Converged Ethernet)网络的应用

RoCEv2协议允许在以太网上实现RDMA功能,800G光模块在此场景下的应用特点包括:

高吞吐与低时延平衡:
800G QSFP-DD模块支持以太网802.3ck标准,通过PAM4调制和FEC(前向纠错)技术,在100Gbps/lane速率下保持误码率低于1E-12,满足RoCEv2的严苛要求。

智能无损网络:
结合PFC(优先级流量控制)和ECN(显式拥塞通知),800G模块可避免网络拥塞导致的丢包,确保AI分布式训练任务不中断。

典型部署:
华为CloudEngine 16800数据中心交换机搭载800G光模块,构建端到端RoCE网络,支撑大模型参数同步效率提升40%

 

四、主流800G光模块型号及介绍

800G SR8

技术原理:采用 100G PAM4 VCSEL 技术进行 8 通道光信号传输,波长为 850nm,单通道速率为 100Gbps

接口类型:光学接口为 MPO-16 2 排的 MPO-12

传输距离:通常为 50 米,采用 MTP/MPO-16 连接器。

封装形式:多为 OSFP QSFP-DD封装。

800G DR8

技术原理:包括 8 Tx 8 Rx,单通道速率为 100Gbps,波长 1310nm

接口类型:光接口为 MPO-16

传输距离:500 米,采用 MTP/MPO-16 APC 连接器。

封装形式:一般采用 QSFP-DD 封装。

800G 2FR4

技术原理:包含 4 个波长(1271/1291/1311/1331nm),单通道速率为 100Gbps,通过 Mux 减小光纤的数目。

接口类型:光学接口采用 dual CS 或者 dual duplex LC 接口。

传输距离:2km,采用双 LC 连接器。

封装形式:OSFP 封装。

800G 2LR4

技术原理:单通道速率为 100Gbps,使用特定波长实现传输。

接口类型:采用双 LC 连接器。

传输距离:10km,波长为 1310nm

封装形式:OSFP 封装。

800G PLR8

技术原理:单通道速率为 100Gbps,使用波长 1310nm 进行传输。

接口类型:采用 MTP/MPO-16 APC 连接器。

传输距离:10km

封装形式:常见为 QSFP-DD OSFP 封装。

 随着1.6T光模块标准逐步成熟,800G光模块在2024-2026进入大规模部署周期。其与CPO(共封装光学)、LPO(线性驱动可插拔光学)等技术的结合,将进一步降低智算中心网络功耗,推动算力效率迈向新高度。