448G/lane接口新突破：华为ECOC报告拆解FEC与可靠性核心技术，首次披露1.1m CPC铜缆的448G信道数据

光芯

发布于 2025-10-13 11:30:03

在2025年欧洲光通信会议（ECOC）的Market Focus主论坛，华为技术有限公司数据通信产品线、以太技术首席专家何向，围绕“448G/Lane接口的前向纠错（FEC）与可靠性”展开技术分享，系统阐述了该速率级别下的技术趋势、调制争议、通道性能与设计优化方向，并首次展示了448G PAM4背板电互联(1.1m CPC)的信道数据，为行业迈向更高带宽的AI基础设施提供了清晰的技术路径。

在这个报告中，华为指出448G/lane 光接口/光互联毫无疑问将继续采取PAM4调制，且各种类型光芯片光器件都已在ofc和ecoc展示可行性。争议聚焦在400G电接口。在此前公开的高速互联（无源，主要是连接器）数据展示中，大家对于电接口达到120GHz频点不乐观，部分电芯片和serdes ip厂商开始投入PAM6和PAM8。但这对光接口不友好，特别是各类型xPO。即使是DAC和铜缆，PAM6和PAM8也不一定是最佳选择。在报告中，华为团队披露了1.1m传输距离的CPC方案在不同调制格式下的对比，其中PAM4＋KP4 FEC的方案在误码率表现上相比PAM6/8更优。

一、技术基石：华为数据通信的市场地位与产品布局

在探讨448G/Lane技术之前，华为的数据通信产品已构建起坚实的市场与产品基础。据2025年第一季度IDC数据显示，华为在中国数据中心交换机市场连续9年保持份额第一，全球市场（不含北美地区）按端口出货量排名第二；更被Gartner评为2025年《数据中心交换魔力象限》“领导者”，印证了其技术前瞻性与市场认可度。

产品层面，华为形成了“智能fabric+光模块”的完整解决方案：一方面，推出星河智能Fabric解决方案，支持多档位端口速率配置，包括64×800GE、128×400GE、64×400GE等，最高可实现640×400GE的超大带宽扩展；另一方面，StarryLink星联光模块家族覆盖全场景传输需求，按传输距离划分，Leaf端（<100m）适配VR/SR类型模块，Spine端（100m-2km）提供eSR/DR/FR、DR/FR/CWDM等选择，DCI端（2km-80km）则支持LR/ER/ZR、LR/ZR等型号，且模块型号丰富——400G-Q112系列达28款、400G-QDD系列16款、100G系列8款、800G系列6款，可满足不同场景下的带宽与距离需求。

二、行业趋势：从10GbE到800GbE，448G/Lane成关键跃迁节点

华为在分享中指出，全球光通信行业正处于“lane速率持续升级”的赛道上，从早期的10GbE、25GbE、40GbE，逐步演进至100GbE、200GbE、400GbE，当前正向着800GbE乃至更高速率迈进，而448G/Lane是衔接现有技术与未来高带宽需求的关键节点。这一速率级别将支撑总带宽实现从1.6TbE到3.2TbE、6.4TbE的突破，为AI大模型训练、超大规模数据中心互联等场景提供核心带宽保障，成为下一代数据中心基础设施的“速度基石”。

三、核心争议：电调制与光调制的性能博弈

在448G/Lane技术落地过程中，“调制方式选择”成为行业争议焦点，华为从“电调制”与“光调制”两大维度，深入分析了不同方案的性能瓶颈与适用边界。

（一）电调制：损耗与SNR penalty的双重挑战

电调制的性能受介质损耗与信噪比代价（SNR penalty）共同影响，且随调制阶数提升，这一挑战愈发显著。当前行业主流的电调制方案从112G PAM4逐步向448G级别演进，衍生出448G PAM4、448G PAM6、448G PAM8三种方向，但不同方案的SNR代价差异明显：448G PAM6的SNR代价为-3.6dB，448G PAM8则进一步扩大至-6.1dB。尽管PAM6与PAM8在“dB/英寸”的损耗指标上可能低于PAM4，但SNR代价的加剧会直接压缩介质的整体损耗预算，导致电链路的传输能力受限——这意味着电调制方案虽以“损耗主导”为典型特征，但在448G级别下，SNR的影响已不可忽视。

（二）光调制：SNR主导下的链路闭合难题

与电调制不同，光调制方案的性能直接以“SNR主导”为核心特征，同样面临“调制阶数越高，SNR代价越大”的问题。华为通过链路预算分析发现，从100G到200G，光链路因波特率翻倍已出现-3dB的预算下降；而到400G级别，若采用PAM6调制，更高的SNR代价会使链路预算进一步缩减，最终导致“几乎无法实现链路闭合”。相比之下，400G PAM4调制的SNR代价更低，链路预算更充足，成为光调制方案在448G/Lane时代的更优选择。

四、设计关键：调制方式对光模块与芯片的连锁影响

调制方式的选择不仅决定传输性能，更直接影响光模块设计与芯片资源分配。华为指出，下一代200T级交换机的主机ASIC芯片将面临“芯片面积与功耗双重受限”的挑战，这使得ASIC几乎无法支持448G/Lane级别的多调制方案——即难以同时兼容PAM4、PAM6、PAM8三种调制方式。

在此背景下，支持PAM4 SerDes的host展现出显著优势：一方面，可将“非重定时光模块”的生命周期延长一代，无需频繁迭代模块硬件；另一方面，无需额外设计PAM6/PAM8到PAM4的时钟数据恢复（CDR）或gearbox组件，使得LPO、RTLR、CPO等光互联方案仍能适用。这种设计不仅能简化硬件架构，还可实现“成本降低、功耗减少、延迟缩短”的三重收益，成为448G/Lane时代“平衡性能与成本”的关键路径。

五、实证分析：华为1.1米CPC通道的448G传输性能

为验证448G/Lane技术的可行性，华为展示了1.1m传输距离的CPC（共封装铜连接）引导数据，详细披露了不同调制方式的传输性能数据。该CPC通道支持在112GHz带宽下，端到端（bump-to-bump）损耗为45dB，是典型的短距离高速互联场景。

从核心指标来看，PAM4、PAM6、PAM8的性能差异显著：在数据速率上，PAM4为448Gbps，PAM6与PAM8均为450Gbps；插入损耗方面，PAM4为45dB，PAM6降至35dB，PAM8进一步低至31dB；虽然PAM6/8损耗低，但在误码性能上，PAM4展现出绝对优势——带MLSE的误码率（BER）仅为1.13E-7，配合KP4 FEC后的CER(codeword error ratio)远低于1E-30；而PAM6的BER为6.19E-6，CER为8.67E-21；PAM8的BER则高达1.06E-4，CER为1.47E-4。

这一测试结果是业内首次披露448G PAM4背板电互联的信道数据，该结果明确指向一个结论：PAM4配合KP4 FEC是该CPC通道下的更优方案，可完全满足448G传输的可靠性需求；而PAM6与PAM8若要达到同等可靠性，必须搭配更强的FEC方案。该通道的更多数据与仿真结果将贡献至IEEE 802.3 E4AI小组，为行业标准制定提供技术支撑。

六、可靠性保障：FEC优化与LLR机制的协同设计

在448G/Lane速率下，“可靠性”与“低延迟”的平衡尤为关键，华为从“FEC方案选择”与“链路层重传（LLR）”两大维度，提出了完整的可靠性设计思路。

（一）FEC方案：从开销到突发容忍度的多维度权衡

华为对比了四种主流FEC代码的性能指标，从KER mask要求来看，采用KP4(RS(544,514))的PAM6调制无法达到KER mask要求，但可能通过RS(816,544)的验证；PAM8即便搭配SD内FEC，性能虽有提升，但仍无法满足两种KER m要求；而PAM4可保留KP4 FEC（与RS(544,514)兼容），既能满足误码率需求，又能最小化时延、带宽开销(5.8％和芯片成本(1.0×)且200G/lane时代开发的光模块测试方法可直接复用至400G级别，大幅降低测试成本与周期。

这里提到的KER是P802.3dj在200G/L这一代，新增的block error ratio作为强制链路性能指标，代表产生纠后误码的概率。该指标取代了原先50G/100G时代的BER指标。(链路质量最终看丢包率FLR，而BER是基于随机误码假设理论推导出一个门限，-光模块实际工作在更高OMA下，BER远低于标准阈值，存在误差底限，符合BER要求的光模块post FEC的不可纠正错误可能多于预期，偏离实际性能较远)。新标准定义了一种误码计算方法，实现不进行KP4纠错，而是通过模拟FEC误码分布的结果，得到一组直方图，统计≥16个符号错误的块数量，估算链路的不可纠正的错误率，接近于实际码字误差比(Codeword error ratio, CER)。

（二）LLR机制：AI网络的“可靠性最后一公里”

华为指出，链路层重传（LLR）已成为AI网络的“常规实践”：发送端会缓存数据直至收到接收端的确认信号（ACK），若收到否定确认（NACK）或未按时收到ACK，则触发数据重传；FEC解码器会实时标记“不可纠正的码字”，并将其作为重传请求的触发信号；同时，MAC层循环冗余校验（CRC）作为“最后一道防线”，可有效拦截FEC未检测到或纠正错误的残余错误，避免数据丢失。

在低延迟FEC与LLR的协同设计中，“不影响吞吐量”是核心目标。华为通过误纠正率分析发现，RS(816,772)的误纠正率低于1E-23，RS(544,514)低于1E-16，而RS(272,258)的误纠正率约为1E-07——为保障平均无故障前时间（MTTFPA），华为明确不建议采用低于RS(272,258)级别的FEC方案。此外，华为沿用ECOC 2024的研究结论强调，当前以太网延迟已完全满足AI基础设施的需求，无需为追求极致低延迟牺牲可靠性。

七、总结：448G/Lane的技术路径与行业价值

华为在分享结尾明确了448G/Lane接口的核心技术结论：其一，448G/Lane信号传输技术具备可行性，1.1米CPC信道数据已验证PAM4调制的可靠性；其二，PAM4是电、光两大领域的最优协同选择——电侧配合KP4 FEC即可满足需求，光侧可简化设计并复用现有测试方法，而PAM6需增强型外FEC或内FEC，PAM8则需内FEC与增强型外FEC的组合；其三，采用PAM4调制可实现“非重定时光模块”的方案落地，同时降低成本、功耗与延迟；其四，在448G/Lane级别，“更强的FEC方案”不仅能提升可靠性，还可间接改善吞吐量，为高带宽场景提供稳定支撑。