数据中心不同场景对光器件的传输距离和速率要求各有侧重,具体如下:
一、数据中心内部互联
- 超短距(≤10m):主要用于服务器网卡和TOR交换机之间的连接,链路数量约占总物理链路数的2/3,一般用DAC/AEC/AOC来连接,对光模块速率需求与服务器和交换机接口匹配,目前主流是200G/400G,未来会向800G/1.6T演进 【7】 。
- 短距(10m - 100m):例如TOR-Leaf交换机之间的互联,通常使用光模块+光纤连接,约占总物理链路数量的1/3。多模光纤(如OM3/OM4/OM5)在此场景应用广泛,OM5多模光纤在400G场景下可实现150米的高速以太网传输。国际光电委员会(IPEC)也在推动400GE eSR4和800GE eSR8标准,计划将单通道100Gb/s多模光模块的传输距离从100m拓展至150m 【4】 【7】 。
- 中距(100m - 2km):主要用于Leaf-Spine交换机之间或跨机房、跨楼层的连接。单模光纤方案(如800GBase-DR8和800GBase-FR8)更适宜,支持500米至2千米的稳定传输 【10】 。
二、数据中心间互联(DCI)
- 短距离DCI:一般采用综合布线实现园区内数据中心互联,传输距离相对较短,对速率要求与数据中心内部中距场景类似,目前800G技术已能满足需求 【9】 。
- 中距离DCI:指相邻城市或中等地理位置的数据中心互联,传输距离通常在100km以内,当下的800G技术可以满足其高速率、中长距离的传输需求 【9】 。
- 长距离DCI:指用光传输设备实现长途数据中心互联,对光器件的速率和传输距离要求更高,骨干网层面光器件传输速率需求多为100G以上,多采用DWDM方案 【3】 。未来相干技术将进一步下沉,以满足更长距离和更高容量的需求。
三、速率发展趋势
- 当前主流:北美数据中心已规模部署800Gb/s光模块,是当前数据中心互联(DCI)的主力 【4】 。
- 短期演进(未来1-2年):随着XPU单通道速率提升至200Gb/s,光模块将进入1.6Tb/s时代 【4】 。
- 长期规划(2030年):3.2Tb/s速率将走向规模应用 【4】 。
这些需求的背后,是数据中心大型化、AI计算需求以及网络架构扁平化(从传统三层架构向两层叶脊架构转型)的驱动,使得高速率、长距离光器件的使用数量较传统架构有很大程度的提升 【5】 。同时,硅光方案因其低功耗、高集成度等优势,市场份额预计逐步提升,预计2026年超过一半的光模块销售额将来自基于硅光调制器的模块 【4】 。