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通往 400G 光网络的道路
永不满足——这个词非常恰当地描述了全球终端用户不断增长的带宽需求。然
而，一旦我们准备好超越 100G 并拥抱 200G 的潜力，对于光网络领域的许多
人来说，400G 已经成为一种必需品。
看看一些统计数据：光是阅读报告就显示，仅在 2017 年，全球视频流时间就
增长了 100%以上。随着更广泛的电信领域期待在虚拟现实、人工智能甚至 5G
领域实施新的创新，400G 所提供的速度和容量需求将相应激增，尤其是对于
数据中心互联等短期使用情况。在这篇博客中，我们将从更高的层次来审视
PAM4，这是一种使短距离 400G 网络成为可能的调制方案，并讨论这项技术
将如何塑造我们所知道的光网络的未来。
成本效益驱动启用 PAM4 的 400G
长期以来，网络工程师一直在使用 1G、10G 和 25G 的不归零（NRZ）调制，
使用主机端前向纠错（FEC）来实现长距离传输。为了从 40G 到 100G，业界
简单地转向了 10G/25G NRZ 调制的并行化，同时也利用主机端 FEC 来实现更
长的距离。当达到 200G/400G 和更快的速度时，这些标准技术不再具有成本
效益。因此，光网络工程师转向 PAM4 调制，以实现这些超高带宽网络架构。
基本上，PAM4 是一种调制方案，它将两个比特组合成一个具有四个幅度电平
的符号。这有效地提高了网络的数据传输速率，使 400G 的短途传输成为可
能。因此，它有效地满足了网络运营商对 NRZ 根本无法提供的具有成本效益的
解决方案的需求。而且，对于那些想知道 400G 的相干技术潜力的人，这是我
们计划下次再讨论的话题。不过，目前这种调制技术还不能完全与 PAM4 相媲
美，因为它更适合长途 400G 网络。重点是，对于短途 400 克，PAM4 是一种
必需的设备，多年来将作为光网络的骨干。
部署时间表：为 400G 升级网络
尽管 PAM4 使光网络运营商能够追求短程 400G 传输，但它确实会对信噪比
（SNR）造成损害。这就是为什么传输距离变短，在长达 10 公里的范围内。
同时，FEC 也有更大的需求来减轻信号完整性的损失。尽管传输距离较短，但
PAM4 并不一定意味着需要更多设备。然而，它确实要求在网络体系结构中需
要更多的信号处理、更多的纠错和更高性能的组件。
能够达到 400G 的光收发器也往往比 100G 及更小的光收发器需要更多的功
率。我们还看到需要新一代网络交换机，支持 PAM4 的 400G 收发器可以插入
其中。网络运营商对 400G 传输的兴趣仍然很高，但我们可能还需要一段时间
才能看到这项技术的广泛应用。

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事实上，几个月前，Facebook 表示，尽管用户需要带宽，但它还没有准备好
转换到 400G。该公司给出的理由是，在团队看来，该技术尚未准备好进行大
规模部署。然而，与此同时，At&T 正忙于投资将其网络升级至 400G，以支持
5G 承诺产生的前所未有的流量浪潮。从 5G 的角度来看，我们预计随着运营商
/服务提供商希望利用日益增强的网络虚拟化，短途 400G 数据中心互连将变得
尤为突出。尽管 400G 尚处于起步阶段，但必须满足全球网络用户对带宽的需
求。因此，Precision OT 团队正准备推出新的 400G 光学收发器，以满足对高
质量下一代光学器件日益增长的需求。
目前，工程师正在使用两种不同的形状因子（QSFP-DD 和 OSFP）测试 400G
光收发器。我们的 QSFP-DD 收发器类似于 QSFP 光学器件，但有一排额外的
触点，允许 8 个电气数据通道。因此，这种收发器模型将支持网络流量的持续
增长，同时仍然向后兼容现有的 QSFP 光学器件。
我们的另一个收发机模型是基于 OSFP 形状因子的，它使用了一个新的硬件标
准来设计更好的热管理。与 QSFP 收发器相比，OSFP 型号略高、略宽，能够
处理高达 800G 的前瞻性数据速率。与 QSFP-DD 形状因子一样，OSFP 光学
器件还采用 8 个数据通道进行 PAM4 调制，为希望采用 400G 网络的网络运营
商提供了一个有效的选择。
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