数据中心内部传输主要使用哪些类型的光模块及其技术特点?
好的,这个问题问得很实在。咱们把光模块在数据中心(DC)里传输这件事掰开揉碎了说清楚。
简单来说,数据中心内部传输主要靠“直调直检”光模块,用的光源是VCSEL、DFB或EML激光器;而数据中心之间(DCI)的长距离传输,则要靠“相干光模块”,用的是可调谐激光器加相干DSP。
具体展开来看:
一、数据中心内部(Scale-Out网络):短距离、高速率
这是光模块最主力的战场,主要连接服务器到交换机、以及交换机之间的互联 【3】 。
1. 按距离和型号来分:
| 型号 | 传输距离 | 典型场景 | |------|---------|---------| | AOC(有源光缆) | 10米以内 | 机架内服务器互联 【3】 | | SR(短距) | 100米 | 机架到机架 【3】 | | DR(中距) | 500米 | 交换机互联,AIDC主力,占出货量60%+ 【1】 | | FR(长距) | 2公里 | 跨楼层/跨建筑,占出货量20%+ 【1】 | | LR(超长距) | 10公里 | 园区级互联 【3】 |
2. 按技术路线来分:
- 非硅光方案:用EML激光器(电吸收调制激光器)作为光源,这是400G/800G光模块的主流方案 【7】 。
- 硅光方案:用CW激光器(连续波激光器)作为外部光源,配合硅光芯片(PIC)实现高集成度 【7】 。
3. 核心光源材料:
这里有个关键点——光模块里几乎所有长波核心器件都长在磷化铟(InP)衬底上 【7】 。包括:
- EML激光器:400G/800G光模块的主流光源 【7】
- CW激光器:硅光方案的外接光源 【7】
- DFB激光器:数据中心与电信长距传输的标配 【7】
- PIN/APD探测器:高速接收端 【7】
而GaAs只能做短距多模VCSEL,做不了长距单模 【7】 。所以InP的供给,就是AI光模块长波光电器件的供给命脉 【7】 。
二、数据中心互联(DCI):长距离、相干传输
当数据中心之间需要跨区域、跨国家连接时,普通光模块就不够用了,这时候要上相干光模块 【2】 。
1. 相干光模块的核心原理:
通过外部可调谐激光器产生相干光信号,利用调制器对光的幅度、相位或频率进行调制;接收端通过相干接收机解调 【2】 。这比直调直检方案能支持更高速率、更长距离 【2】 。
2. 典型产品:
- 400ZR:适用于80-120公里的边缘DCI应用 【2】
- 800ZR / 800ZR+:Meta等云服务商已开始采用,通过IP-over-DWDM技术连接地理分散的数据中心 【5】
- 400G-ULH:微软等企业正在评估,用于长距400G链路 【5】
3. 市场前景:
根据Cignal AI预测,2026年800ZR和800ZR+相干可插拔模块出货量将达到20万件以上,市场规模突破10亿美元 【5】 。Dell‘Oro预测到2028年,相干光器件将占收发器总量的45%以上 【2】 。
三、一句话总结
数据中心内部(几百米到几公里)用直调直检光模块,光源是InP基的EML、CW或DFB激光器;数据中心之间(几十到几百公里)用相干光模块,靠可调谐激光器加相干DSP。 前者拼的是成本和集成度,后者拼的是速率和传输距离 【2】 【5】 【7】 。
另外补充一句,未来随着速率提升和成本下降,相干光学也有望渗透到数据中心内部的短距离互联市场 【2】 ——到时候“DC传输用什么”这个答案可能还会变。