向Terabit时代迈进的可插拔光模块！

来自Dell'Oro的Jimmy Yu将2023年 OFC 光纤通信会议称为 “Terabit时代” 。因为该活动重点介绍了围绕新的 1.2Terabits/s (T) 相干模块的试验和公告。

自去年的会议以来，持续看到 400 G可插拔模块进入新市场和应用程序的积极增长。网络运营商正在采用更高速度的接口， 同时相干可插拔组件向短距离迁移已有一段时间，但客户现在越来越有兴趣将它们用于传统上由嵌入式相干模块提供服务的长距离应用。

高性能嵌入式市场今天继续强劲，但我们预计可插拔的趋势在未来将继续，因为服务提供商会尽可能地利用其低功耗、小尺寸和性能的优势。标准机构正在寻求为下一代 MSA 可插拔光学器件定义 800G 和更高性能的 400G 互操作模式。如上表所示，相干可插拔光模块端口在2023年有望超过嵌入式光模块端口。

Acacia 参加了今年 OFC 的 13 场会议和 2 场互操作性演示。以下是对 Market Watch Theater 中提出的三个会议的回顾，这些会议强调了更高速接口的趋势以及从嵌入式模块到可插拔模块的预期过渡，包括行业标准化的进步。

Acacia 的技术营销高级总监 Tom Williams 在OIF论坛上介绍了 800ZR 和 800LR 标准化进展的最新情况。Tom 强调了 400G 可插拔技术所取得的快速成功以及标准机构接下来要发生的事情。400G 的发展在三个领域继续进行。

400G开发仍在继续

• 首先是支持 OpenZR+ 和 Open ROADM 模式的高传输功率 400G ZR+ QSFP-DD 可插拔的持续部署。这些模块将 400G QSFP-DD 可插拔的用例扩展到城域和区域 ROADM 网络，并提高了传输设备中的转发器密度。
• 第二个是 400G ER1，目标是 40km 点对点应用。
• 第三个领域是400G长距离的标准化和发展。

如上图阐述：2023年将开始部署高TX发射功率400G模块，支持OpenZR+和Open ROADM模式，并可以在ROADM系统中无缝部署，其中：

• 400G ER1适用于40km的P2P应用；
• 400G QPSK长距已经标准化。

800G标准化进展

目前标准化的重点是800LR/ZR 和 Open ROADM 产品。网络运营商正在寻找更高波特率的可插拔产品，以有效利用成本和功耗方面的改进。通过减少支持给定传输容量所需的光纤数量，提高波特率已成为实现更具成本效益的光纤网络的有效方式。

接下来重点关注800ZR 标准化，Tom 强调了这些考虑因素与 400ZR 的相似之处，但又有所不同。800ZR 有可能根据网络运营商的不同而使用在不同的案例中，有些供应商则正在等待 1.6T 解决方案。

关键假设是 800ZR 将包括 118Gbaud 的 16QAM 调制，这是 400ZR 波特率的两倍。在接收器端，已选择开放式前向纠错或 oFEC 以提高光信噪比 (OSNR) 灵敏度，并且最小输入功率更高，为 118Gbaud。在发射器方面，人们认识到 400G 市场现在包括放大和非放大配置，并且在同一线路系统上与 400ZR 共存，对于 800ZR 来说发射功率要高出 3dB。

Tom 还强调了三个不同的发射器功率范围，每个选项都具有为市场带来价值的用例。这些包括：

1. -11至 -14dBm：成本最低
2. -7至 -11dBm：与 400ZR 共存
3. 0至-7dBm：与传统DWDM共存

800G及其后的可插拔相干光模块——建立在400G成功的基础上

Acacia 的可插拔模块产品经理 Torben Nielsen 表示400ZR/ZR+ 的成功故事部分归功于标准化和互操作性，从而使 400G 可插拔模块在广泛的应用中得到使用。光网络技术的标准化通过提供简单性、互操作性和体积驱动的成本来帮助网络运营商。单波长800G方案的可商用性?

400G可插拔式是迄今为止发展最快的相干技术

Torben 解释说，在 400G 可插拔市场中，标准化始于 400ZR，并随着运营商对更高性能的要求而迅速发展。这导致了 Open ROADM 和 OpenZR+ MSA 的创建。因此，今天我们看到 400G 可插拔器件被广泛用于各种应用，在每个外形尺寸中使用相同的组件技术。

Torben 还讨论了 400ZR/ZR+ 如何利用共封装Co-package技术的进步，以及这些发展现在如何使用利用硅光子学的相同通用平台扩展到未来的产品开发。接下来，Torben 分享了业界如何展望 800G 可插拔，预计将于 2024 年首次部署。

目前，800ZR/LR 正在 OIF 中定义，正如 Tom 在他的 OIF 更新中分享的那样，具有 118Gbaud 16QAM 调制。800ZR+ 将需要标准化的媒体接口规范，这可能是 131Gbaud PCS 调制。

800G可能有ZR、ZR+和LR版本

1.6T相干可插拔模块

就 1.6 相干可插拔而言，Torben 建议是 2025 年或更晚才会需要此类模块。他认为 240Gbaud 单载波可插拔是可行的，并且可以具有最佳的潜在成本结构，与多载波方法相比光学组件更少。开发这些产品时需要克服多项工程挑战，包括信号完整性、电源和热设计，但业界在克服这些挑战方面有着良好的记录。

1.6T相干可插拔设备预计将在2025年后出现，为此还有很多工作要做。业界首个单波超1.6T超高速现网测试。

Acacia 的产品管理和战略总监 Anuj Malik 概述了以性能为中心的相干模块。这些模块的主要目标是帮助减少网络运营商的资本支出和运营支出。光模块每比特成本和再生次数是主要的资本支出驱动因素。功耗、占地面积和可管理性是关键的运营支出驱动因素。

这些解决方案的关键是开发概率星座整形 (PCS)、自适应波特率和高级补偿算法等功能。这些技术创新为服务提供商提供了前所未有的传输灵活性，以匹配其网络架构、优化光纤利用率并简化部署。

Anuj 还讨论了接近香农极限Shannon limit的影响，其中频谱效率增益只是递增的。重点一直放在降低成本、功耗和占地面积上。这将需要将每一代的波特率加倍，设计高效的网络架构，并利用硅光子学和先进封装技术的优势，这些优势可用于多代产品。

如前所述，这些以Acacia 的 CIM 8 模块为首的“太比特时代”产品在今年的 OFC 上得到了重点展示。中国移动、NYSERNet 和 Windstream Wholesale 已宣布进行现场试验。

Acacia 认为，该行业可能会继续将以性能为中心的趋势转向可插拔模块，以利用高性能和能效。这可能包括开发高性能 400G 长距离可插拔和高达 131Gbaud 的 800ZR+。