随着 5G 网络、存储介质和计算能力等基础技术的进步，数据中心有望实现前所未有的吞吐量。大型企业，尤其是互联网行业的企业，对高速度、大带宽、低延迟、低功耗的以太网的需求与日俱增。
业内领先企业思科公司开发出了首款 800G 数据中心交换机，并已正式发布。经过100%线速转发和流量验证等一系列测试，结果表明该交换机对大容量交换芯片、高速接口和大容量互联解决方案具有很强的适应性。根据著名研究机构 Dell'Oro Group 发布的《以太网交换机数据中心 5 年预测报告》，从 2021 年到 2026 年，全球数据中心以太网交换机市场的复合年增长率预计将接近两位数。预计未来五年该领域的累计支出将达到近 1000 亿美元。400Gbps 及以上的速度将占据一半的市场份额，到 2025 年，800Gbps 的速度将超过 400Gbps。这一容量上的突破将引领整个行业进入数据中心 800G 收发器时代。
传统光收发器
传统光模块是一种封装分立元件（如 III-V 半导体芯片、电子芯片和光学元件）的设备。它主要通过调制和接收光信号来实现光电转换。相比之下，硅光子技术利用激光束代替电子信号进行数据传输。硅光子技术将光学器件和电子元件集成到一个独立的微芯片中，实现了光信号处理和电信号处理的深度集成。这种转变从传统光模块的 "电互连 "转变为真正的 "光互连"。
硅光子收发器的优势
硅光子集成具有多种优势，包括高带宽、低功耗和高集成密度。然而，最显著的优势是其成本效益。在一个典型的光学模块中，光学芯片的成本约占 40%，激光器的成本约占 20%。如果能降低占成本 75% 的激光器成本，就能使光学模块的整体成本降低 15%。随着硅光子技术在模块中的应用，芯片成本也将大幅降低，因为芯片上的调制器和无源光通路高度集成。随着光学模块向 400G 和 800G 收发器发展，硅光子模块的成本和技术优势将逐渐凸显。
800GBASE-R 标准
最新的 800GBASE-R 标准对现有的 400GbE 逻辑框架进行了修改，以便在 8 个物理通道上分配数据，每个通道的运行速度为 106Gbps。这意味着，从技术上讲，传输速率比 800G 收发器更快。这一新标准的主要目标是以最低成本实现最高速度要求。与 400G 标准相比，800G 标准包括两个新规范： 媒体访问控制（MAC）和物理编码子层（PCS）。根据 800G 收发器标准，目前市场上主要有两种光模块：
- 800G-SR8：这是一种专为短距离（SR）应用设计的 8x100G 光模块。它采用单模光纤解决方案，可实现 60 至 100 米的链路距离。
- 800G-FR4：该模块属于 4x200G 类型，需要新的前向纠错（FEC）机制。
1.6T 以太网
随着数据密集型应用需求的不断增长和用户对速度的不断追求，市场和技术也在不断创新，很快就会有 1.6T 以太网数据速率的行业标准。在 1.6T 以太网技术的研究中，从技术角度来看有几点需要注意。首先，在集成 PMA（MAC、PCS 和物理介质附件）时，必须确保最佳性能。其次，必须考虑与不同供应商的子层的兼容性，以避免对互操作性造成任何影响。第三，1.6T 以太网将有多种配置，选择最合适、符合大多数人需求的配置方案至关重要。最初，1.6T 设计将基于 100G SerDes，要求 PCS 支持 16 个通道。随着 200G SerDes 标准的发展，PCS 将需要支持 PAM4 或 PAM6 SerDes。虽然 1.6T 以太网的标准尚未最终确定，但管理海量数据和优化连接显然需要一些工程创造力。
结论
随着互联网流量的激增和带宽的快速增长，数据中心的能耗问题也日益突出。节能环保的数据中心将不可避免地成为一种趋势。如何在高性能和低能耗之间取得平衡和突破将是一项挑战。如何满足对绿色、低碳、高效、高速和高性价比数据中心的需求也将是一个挑战。此外，随着 800G 光收发器的普及和 1.6T 光收发器的发展，以及光模块和交换机的技术迭代，如果用户对过渡时间判断失误，就会导致成本的巨大差异，给用户带来极大的困难。
