要实现数据中心内部光网络互联，光模块必不可少。端口数和密度的不断提升，使得数据中心光网络成本的接近一半被光模块占据。100G的互联技术目前已被各大互联网公司新建的数据中心普遍采用，并会在未来2～3年内大规模商用400G的互联技术。400G光模块时代来临，你准备好了吗？https://www.gigalight.com/cn/400g-ethernet-optical-transceivers.html

　　随着工信部正式发放5G牌照，光通信市场引发热切关注。在第21届中国国际光电博览会（CIOE 2019）上，2000家光电企业参展，聚焦众多光电以及相关领域热点产品、技术，同期相关概念股开启涨势。

　　400G等高频光模块已经从单纯新品发布比拼逐步步入量产比赛阶段，各大厂家纷纷抢注，看好下半年以及明年的行业回暖趋势，后期国内行业将不排除出现洗牌；相比光纤市场竞争仍趋于饱和，相关厂商将视野投放到数据中心市场上。

　　400G光模块分类：

　　依据封装形式区分：400G光模块可以分为CDFP、CFP8、OSFP、QSFP-DD等；

　　依据光波长区分：400G光模块可以分为单模（SM）、多模（MM）；

　　依据传输距离区分：400G光模块可以分为SR、DR、FR、LR；

　　依据信号调制方式分为：NRZ和PAM4调制（目前以PAM4为主）。

　　早期的400G光模块使用的是16路25Gbps NRZ的实现方式（如400G-SR16），采用CDFP或CFP8的封装。其优点是可以借用在100G光模块上成熟的25G NRZ技术，但缺点是需要16路信号进行并行传输，功耗和体积都比较大，不太适合数据中心的应用。

　　目前的400G光模块中，在光口侧主要是使用8路53Gbps PAM4（400G-SR8、FR8、LR8）或者4路106Gbps PAM4（400G-DR4、FR4、LR4）实现400G的信号传输，在电口侧使用8路53Gbps PAM4电信号，采用OSFP或QSFP-DD的封装形式。OSFP和QSFP-DD封装都可以提供8路电信号接口。相比较来说，QSFP-DD封装尺寸更小（和传统100G光模块的QSFP28封装类似），更适合数据中心应用；OSFP封装尺寸稍大一些，由于可以提供更多的功耗，所以更适合电信应用。

　　光口侧情况稍微复杂一些，对于400G-SR8/FR8/LR8等模块来说，光模块内部只是做CDR（时钟恢复）以及电/光或光/电转换，因此光口侧与电口测一样，也是8路53Gbps PAM4信号；对于400G-DR4/FR4/LR4等模块来说，光模块内部还有Gearbox（变速箱）芯片把两路电口输入复用成一路信号再调制到光上，因此光口侧的速率是电口侧速率的2倍，即4路106Gbps PAM4信号。另外，由于多模光纤在短距离传输上的成本优势，所以IEEE也在2018年3月份成立了802.3cm工作组，把之前在业界讨论的用8路（SR8）甚至4路（SR4.2）多模光纤实现400G传输的技术纳入规范讨论中。

　　从未来来说，出于成本的考虑，用4路光信号实现400G传输方式可能会成为主流；同时光模块的电接口也可能会逐渐升级到4路106Gbps PAM4的形式，以省去Gearbox芯片从而节省功耗和成本。在超远距离（》80km）传输上，以OIF组织正在制定的400G-ZR规范为例，会采用相干通信+DWDM方式实现。

　　400G光模块全方位比拼

　　5G无线网络需要使用传输距离为300米、10公里、20公里和40公里的工档10G和25G光模块，同时，双向BIDI和波分复用的技术利用，以解决实际应用过程中光纤资源的不足。

　　目前光纤行业还处于从4G到5G 过渡的“青黄不接”时段；公司沿着产业链拓展，会做5G前传，相对而言中传和回传难度较大；400G将在2020年大规模商用，而800G也将随之而来，云数据中心的运营商需要在2023-2024年部署800G光模块以跟上数据流量的增长，大多数800G将是可插拔模块。

　　光模块市场将迎来洗牌

　　2024年全球光模块市场将达到160亿美元，以太网光模块市场占比将从2016年的45％增长到2024年的64％。随着5G商用，前传模块将大规模上量；在数据中心市场，100G光模块市场份额最大，400G从2019年开始上量。

　　这一市场前景也吸引了诸多参与者。展会同期论坛上，与会专家估计国内光模块供应商大约300-400家，竞争尤为激烈，主营光纤公司也纷纷涉足数据中心，布局光模块市场；而光通信产品价格也下滑明显。

　　2017年至2018年市场对100G数通光模块需求强劲，但由于新技术引入以及下游客户去库存等因素影响，整体数通光模块价格下降较多。数通光模块的标准平均价格从2016年的6+美元/Gbps下降至2018年的3美元/Gbps，预计2020-2024年价格下降趋缓，标准化产品的价格将在2024年降至略高于1美元/Gbps的水平。

　　5G建设也带来了光模块行业激烈竞争，预计未来将迎来一轮洗牌。不过，海外巨头对下一代产品升级的技术路线并未统一。比如亚马逊偏好传输速率更高的400G产品，而Facebook 构建新型高密度100G 交换结构，更为看重网络稳定性。

　　另一方面，受到中美贸易摩擦、宏观经济下行等影响，海外数据中心巨头在去年采购意愿下降，硬件更新意向下降；技术换代需要一定时间，不过切入400G光模块市场速度将比100G更快。

　　400G有望迎来规模商用

　　预计随着云计算厂商资本开支的企稳回升，将推动从数据中心、网络设备到高速光模块整个产业链条回暖。不少上市公司也表示今年二季度订单恢复，看好下半年以及来年市场增长。

　　另外，运营商在公开场合表态，5G光模块已经走到了规模商用的时间节点。根据光模块升级与交换机芯片升级的相关性来看，400G有望在2020年迎来规模商用。按照100G时间周期类推，预计到2020年400G有望迎来规模商用。