400G光模块的产品应用和发展趋势

光模块通常由光电子器件、功能电路、光接口等部件构成。光模块是实现光通信系统中光电信号转换的重要器件，根据支持速率光模块可分为10G、25G、40G、50G、100G、200G、400G、800G、1.6T光模块等，其中400G光模块的发送和接收数据速率为400G/秒。目前100G光模块技术成熟，但随着产品的技术升级，400G光模块逐步成为一种趋势。

一、400G的发展

2022年，全球光模块市场规模达到95.4亿美元，预计2023到2027年，全球光模块市场将保持增长状态，预计2027年将达到155.8亿美元。最近几年，随着国内企业技术的发展，中低端光模块逐渐实现国产替代，但目前高端光模块及核心光芯片需求仍依赖进口。

光模块种类繁多，其中400G光模块在2020到2025年会引领市场份额，主要包括光传送网和数据中心领域的应用。

以传输距离相对较短的直调光模块为例，对比100G QSFP28光模块，400G QSFP-DD光模块的高速信号速率2倍，密度2倍，功耗约3倍。光模块PCB做为电信号、结构支撑以及底部散热的载体，400G光模块PCB的挑战明显增加。

二、400G光模块应用

400G光模块传输速率为400G，相比100G光模块提升了4倍，能最大限度的提高数据中心的带宽与端口密度。从传输距离分类，400G光模块的应用主要分为这几类：

1、传输距离小于100米

主要用于机柜内部的服务器和交换机互联。目前数据速率以10G、25G为主，正在向50G或100G过渡，一般可以使用AOC有源光缆或DAC高速线缆直接连接。

2、传输距小于500米

主要用于数据中心同一机房内交换机的互联。数据速率还是以40G、100G为主，慢慢的向400G过渡。短距离主要还是以850nm的多模光纤为主；100m～500m距离多采用1310nm波长的单模光纤，出于成本考虑主要还是采用并行单模技术。

3. 传输距离小于10km

主要用于数据中心楼宇间交换机或路由器的互联。目前数据速率以100G为主，正在向400G过渡。由于传输距离较长，光纤的成本占比较大，因此多采用波分复用技术在单根光纤上传输更多路信号，对于100G速率来说，态路通信可提供100G LR4光模块，在500m~2km场景仍可以使用态路通信100G PSM4光模块。

3、传输距离大于10km

主要用于多个数据中心间的互联。目前实现方式以100G+DWDM，对于100G速率来说，根据数据中心之间的距离态路通信可提供100G LR4、100G ER4和100G ZR4光模块可供选择。

三、400G光模块产品

400G光模块主要可分为400G OSFP光模块、400G QSFP-DD光模块、400G CFP8光模块、400G CDFP光模块、400G COBO光模块、400G CWDM8光模块六种类型，各大类型光模块各具特点。

1、400G OSFP

新接口标准，与现有的光电接口存在不兼容的情况。

2、400G QSFP-DD

400G QSFP-DD是QSFP的拓展，能够很好的与QSFP方案兼容。

3、400G CFP

这一款的模块成本较高，需要用到16个25G的激光器。

4、400G CDFP

通道数较多，尺寸较大，占用的空间也会大很多。

5、400G COBO

模块散热性好、体积小，但是不支持热插拔。

6、400G CWDM8

波长范围宽，对Mux/DeMux的要求高，增加了激光器的数目。

在400G光模块中，400G QSFP-DD具有很大的优势，乘光网络400G QSFP-DD模块，传输距离涵盖从100M到1000KM均由型号，满足企业多种传输距离需求。

目前来讲，400G光模块作为性价比最高，不仅能够降低宽带成本。而且能够提高系统性能，是企业的不二选择，目前已有多家企业实现400G光模块供货，同时在国产替代大背景下，400G、800G等高端光模块国产化覆盖了将会进一步提高。