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400G 光模塊
| 產品概述 400G光模塊是一種高速率的光通信產品，其主要功能是實現光電信號的轉換，確保數據在高速光纖網絡中的高效傳輸。與100G光模塊、200G光模塊相比，400G光模塊不僅提供了更高的數據吞吐量，還具備更高的集成度、更低的功耗和更長的傳輸距離。它采用更先進的調制和復用技術，能夠滿足超大規模超算中心、智算中心的高帶寬需求，同時優化網絡建設成本，提高網絡的可靠性和穩定性。 400G光模塊的封裝形式多樣，包括QSFP-DD（Quad Small Form-factor Pluggable Double Density，雙密度四通道小型可插拔）、OSFP（Octal Small Form-factor Pluggable，八通道小型可插拔）、QSFP112（Quad Small Form-factor Pluggable 112）等。QSFP-DD、OSFP和QSFP112三種封裝形式都廣泛應用在以太網，而IB網絡則用的是OSFP和QSFP112封裝。 | 工作原理 400G光模塊的核心功能是實現電信號與光信號的相互轉換，并通過高速光纖進行數據傳輸。其基本工作原理如下： 電信號輸入與調制：400G光模塊接收來自網絡設備（如交換機或路由器）的高速電信號，并通過調制技術（50G PAM4或100G PAM4）將電信號轉換為光信號。PAM4（四電平脈沖幅度調制）是一種常見的信號調制方式，通過將單通道的數據流分成多個不同的幅度等級，提高數據傳輸速率，從而在有限帶寬下實現更高的數據吞吐量。 光信號的傳輸：經過調制后的光信號通過激光器（如DFB、EML或硅光芯片）發射到光纖中，并以高速率進行長距離傳輸。為了提高帶寬利用率，400G光模塊通常采用多通道并行傳輸，如4×100G或8×50G的模式，每個通道分別傳輸不同的數據流，以實現總速率達400Gbps的高速數據傳輸。 光信號接收與解調：在接收端，光模塊的光電探測器（如PIN或APD探測器）將光信號轉換回電信號。然后，信號經過DSP（數字信號處理）芯片進行均衡、降噪、解調和誤碼校正（FEC），最終輸出穩定的高速電信號給網絡設備。 誤碼校正（FEC）：由于高速光信號在傳輸過程中容易受到光纖衰減、色散和噪聲干擾，400G光模塊通常集成前向糾錯（FEC）技術，以提高信號質量并降低誤碼率（BER）。這對于長距離和高密度互聯尤為重要，可顯著提升系統的可靠性和穩定性。 | 產品標準 400G光模塊的研發和應用需要遵循多個國際標準，以確保產品的互操作性、兼容性和可靠性。主要涉及的標準包括： IEEE 802.3bs：該標準定義了400Gbps以太網（400GE）的相關技術規范，包括物理層（PHY）、鏈路層（MAC）以及傳輸格式等內容。它規定了不同傳輸介質下的400G以太網實現方案，如400GBASE-SR8、400GBASE-DR4、400GBASE-FR4和400GBASE-LR4等。 OIF（光互連論壇）標準：OIF主要制定光網絡互聯標準，包括相干光模塊的規范、光電接口定義等。對于400G相干光模塊，OIF定義了CFP2-DCO（Digital Coherent Optics）和400 ZR等標準，確保400G相干光技術能夠在城域網和骨干網中實現長距離傳輸。 MSA（多源協議）：MSA由多家光通信廠商共同制定，涵蓋光模塊的封裝規格、光接口類型、電接口信號定義等內容。400G光模塊的主流封裝形式QSFP-DD、OSFP、COBO（板載光學）等，均由MSA組織制定。 光纖傳輸標準：400G光模塊適用于不同類型的光纖，如單模光纖（SMF）和多模光纖（MMF）。其接口通常采用LC或MPO連接器，以適應短距離和長距離傳輸需求。例如，400GBASE-SR8采用MPO-16接口，支持100米以內的多模光纖傳輸，而400GBASE-LR4則采用LC雙工接口，支持10公里以上的單模光纖傳輸。 | 產品應用 400G光模塊憑借其高帶寬、低延遲和高集成度的優勢，廣泛應用于以下領域： 超算中心 高速數據傳輸：超算中心需要大量的并行計算，節點間的數據交換速度至關重要。400G光模塊提供高達400Gbps的傳輸速率，有效滿足超算對帶寬和低延遲的需求。 高效連接：支持超算系統內計算節點、存儲設備和網絡之間的高速互聯，提升整體計算效率。 大規模并行計算：處理復雜的科學計算和模擬任務時，400G光模塊確保多個節點之間的數據流動不成瓶頸，支持大規模并行計算。 低功耗和高可靠性：400G光模塊的低功耗和穩定性，確保超算中心在高負載情況下的高效運行，優化能效比。 5G承載網 高性能計算（HPC） 骨干網絡與云互聯
5G時代，核心網和數據中心之間的數據傳輸需求大幅增長，400G光模塊成為承載網升級的關鍵組件。特別是在城域網和骨干網中，400G ZR/ZR+相干光模塊可實現80-120公里的長距離傳輸，為電信運營商提供高效的網絡擴展方案。
HPC（高性能計算）系統在科學研究、氣象預測、金融建模等領域發揮重要作用，對網絡帶寬和低延遲提出更高要求。400G光模塊通過光互連技術，提供超高速的數據通信能力，提高計算集群的整體性能。
云服務提供商（如AWS、Google Cloud、Azure等）需要通過骨干網與全球各地的數據中心進行互聯。400G光模塊可幫助構建高速、低時延的云網絡，實現更高效的數據分發和存儲。
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QSFP112 400GBASE-DR4 PAM4 1310nm 500m DOM MPO-12/APC 400G單模光模塊
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QSFP112 400GBASE-SR4 PAM4 850nm 50m DOM MPO-12/APC 400G多模光模塊
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400GBASE-DR4 OSFP PAM4 1310nm 500m DOM MPO-12/APC 400G單模光模塊
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QSFP-DD 400GBASE-DR4 PAM4 850nm 100 DOM MPO-16/APC光模塊
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400G QSFP-DD PAM4 850nm 100m DOM MPO-12/APC 400GBASE-SR4 多模光模塊
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400G QSFP-DD PAM4 1310nm 500 DOM MPO-12/APC 400GBASE-DR4 單模光模塊
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OSFP 400G 850nm 50M MPO-12/APC OSFP-SR4-400G多模光模塊
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