向云服务和虚拟化网络的转移使数据中心成为行业的中心，意味着数据中心内部和数据中心之间的连接对商业和个人服务的交付产生巨大影响。世界各地都在建设超大规模数据中心，这些都需要连接。为满足这一需求，光模块和器件供应商正在发展基于PAM4编码和64QAM的解决方案，提供相干调制，以降低连接成本并提升每个连接的带宽。
到服务器的连接大多已经达到25Gbit/s，大型数据中心的交换机之间的链路已经达到100Gbit/s。采用集成新技术并采用高效制造技术生产的SFP28和QSFP28模块的推出降低了这些连接的成本，并促进了市场的大规模增长。下一阶段是为交换机之间的链路引入100G单lambda解决方案和经济高效的400G模块。这一步所需的物理层(PHY)设备已经可用，12.8Tbit / s交换设备已经投产，第一个400G QSFP-DD和OSFP光模块已经出样。
超大规模数据中心运营商的崛起极大地改变了市场。从10G和40G切换到25G和100G的过程非常快。数据中心新建或升级的规模和数量都意味着，只要价格合适，器件已经合格，生产线就可以运行，新技术就可以批量发货。现阶段，第一批用于数据中心的400G PHY设备和光模块已经可用，在等待领先的超大规模运营商进行承诺的大规模部署过程中，供应商们已经在争夺市场地位。
许多受益于25G和100G的公司正将他们的投资投入应用于数据中心的单Lambda PAM4 100G和400G解决方案。这需要新的PAM4 PHY器件，以满足400G OSFP和QSFP-DD模块的功率限制。一些公司还投资了50G和200G PAM4 PHY，以实现25G和100G的经济高效升级。Heavy Reading预计50G SFP56和200G QSFP56模块将成为临时解决方案，但目前尚不清楚它们的使用范围或使用时间有多长。40G就是一个持续多年的临时解决方案。
最初为100G长途网络开发的相干技术现在广泛应用于长途连接，包括海底、城域网以及数据中心之间的数据中心互连(DCI)。数据中心互连市场发展迅速，许多系统供应商可提供80-500公里传输距离的解决方案。对于长途和城域应用，一些领先的设备制造商继续采用内部设计的相干DSP设计。Ciena已将其相干DSP解决方案提供给光模块供应商，Lumentum目前出货的400G模块则是基于此设计。最新的DSP ASIC可支持600G 64Gbaud 64QAM解决方案和CFP2-DCO模块。下一步是引入7nm DSP，以支持从2020年开始部署的计划用于传输距离上达100公里的400G链路的高性价比400ZR模块。
这仍然是一个不断变化的市场。Lumentum已经完成收购Oclaro，思科宣布收购Luxtera，而几家中国光模块厂商已经加入数据中心400G战场。应用于数据中心的100G单Lambda和400G所需的PAM4 PHY器件的上市非常具有挑战性。采用28nm和14/16nm技术的PAM4 PHY解决方案已经出样6个多月，现在7nm解决方案也开始加入。
Heavy Reading在新发布的《The Rise of PAM4 and 64QAM: A Competitive Analysis of Optical Modules & Components》报告分析了关键网络、光模块和半导体技术，并详细介绍了它们在25G、100G、200G、400G和600G端口上的应用，评估和分析了50家领先供应商的产品和战略。
报告的主要发现如下：
1. 数据中心运营商正在推动经济高效的400G解决方案。应用于数据中心互连的400G CFP8模块和400G相干模块已经可用，但对于数据中心市场来说成本过高。这促使器件供应商尽快提供更具有吸引力的400G解决方案。
2. 首批400G QSFP-DD和QSFP模块正在推出。一些供应商正在采样100GBASE-SR8、100G-FR4和100GBASE-LR8模块。更多供应商计划在2019年推出400G QSFP-DD和QSFP模块。
3. 100G单Lambda即将到来。首批100GBASE-DR和100G-FR模块正在采样，多家供应商需要100GS/s PAM4 PHY。100G Lambda MSA在2018年9月的ECOC展会上展示了多供应商解决方案，并将推动这些解决方案的发展。这些发展也在推动使用四个光学通道的经济高效的400G解决方案。
4. 50G和200G光模块广泛可用。 多家供应商可提供200G QSFP56模块和50G SFP56模块。一些供应商也可提供200G QSFPDD模块。
5. QSFP28显然是占主导地位的100G模块，有近30家供应商。 QSFP28模块用于大部分网络，用于从几米到40千米的100G连接。这些模块提供的高密度和成本效益目前无与伦比，它们被SFP模块取代仍将需要一段时间。
6. 在数据中心互连和城域连接中，400G将接替100G/200G。领先的设备制造商已开发出自己的相干收发器解决方案。与此同时，Acacia、Inphi、Menara和NEL支持DP-QPSK、16 QAM和64 QAM调制的400G/600G相干DSP正处于不同的开发阶段，目前已有几种可用。 Ciena已同意为两家光模块供应商提供其400G相干DSP，改变了市场并提供替代解决方案。 400ZR承诺为长达100公里的数据中心互连链路提供经济高效的400G。
7. 城域应用中CFP2-DCO模块正在取代CFP2-ACO。CFP2-ACO模块通过整齐地封装光学元件并与任何DSP配合，为100G和200G相干连接提供了极具吸引力的升级选择。采用集成16nm相干DSP的CFP2-DCO模块，则通过提供成本效率的解决方案并降低系统开发成本，彻底改变了这一方程式。
8. 扩展温度范围的模块在无线后/前传应用中已可轻易获得。许多供应商的扩展了温度范围(-40°C至-85°C)的25G/28G SFP28模块已在出货。有些还支持无线前传应用所需的增强型通用公共无线电接口(eCPRI)/ CPRI。一些供应商已经出货或在开发50G和100G模块。
9. PAM4已被迅速用于高速链路。 业界已将PAM4用于数据中心和企业系统的下一代接口。多家供应商拥有PAM4 PHY/Mux和时钟数据恢复(CDR)组件，并且使用50G PAM4的100G，200G和400G模块已在出货。现阶段，支持单Lambda 100G、经济高效的400G和800G的100G PAM4解决方案已在出样。
10. 7 nm硅技术是充满活力的400G PHY市场的关键。首批7nm PHY器件即将可用，所有领先供应商都在积极开发7nm。采用14/16nm技术的400G PAM4 PHY已经可用，但7nm解决方案将增加竞争力，并且业内普遍认为它能降低400G功耗和成本。400ZR的大多数相干DSP开发是基于7nm。
来源：
讯石光通讯网 
