Teknologi 800Gmengacu pada sistem jaringan berkecepatan tinggi yang dirancang untuk memindahkan lalu lintas Ethernet dengan kecepatan 800 gigabit per detik melalui laju jalur yang lebih tinggi, modul optik yang lebih padat, dan standar antarmuka yang terus berkembang.Modulasi PAM4meningkatkan data yang dibawa per simbol, sementarafotonik silikonmeningkatkan integrasi dan kemampuan manufaktur transceiver optik padat.
Masalah teknik di balik 800G bukan sekadar “membuat optik lebih cepat.” Ini adalah masalah gabungan listrik, optik, pengemasan, dan standar. Kapasitas ASIC switch yang lebih tinggi menciptakan permintaan bandwidth yang lebih besar per port panel depan. Kepadatan port yang lebih tinggi meningkatkan tekanan pada ukuran modul optik, daya, dan desain termal. Kecepatan jalur yang lebih tinggi memerlukan integritas sinyal yang lebih hati-hati, koreksi kesalahan yang lebih kuat, dan arsitektur optik yang lebih terintegrasi.
IEEE Std 802.3df-2024adalah amandemen yang telah selesai untuk Ethernet 400 Gb/s dan 800 Gb/s. Ini mencakup parameter MAC, lapisan fisik, dan parameter manajemen yang diperlukan untuk mendukung operasi 400 Gb/s dan 800 Gb/s.
Dua Lapisan Teknik di Balik 800G: Pensinyalan dan Integrasi Optik
PAM4 dan fotonik silikon memecahkan bagian berbeda dari masalah penskalaan yang sama.
PAM4 bekerja pada lapisan sinyal. Hal ini memungkinkan saluran untuk membawa lebih banyak informasi per simbol, yang membantu meningkatkan kecepatan data efektif tanpa hanya bergantung pada baud rate yang lebih tinggi. Fotonik silikon bekerja pada lapisan integrasi optik. Hal ini memungkinkan komponen fotonik dan fungsi transceiver berkecepatan tinggi untuk diintegrasikan pada platform berbasis silikon, yang menjadi semakin penting seiring dengan beralihnya modul ke lebih banyak saluran dan fungsi optik yang lebih kompleks.
Dalam praktiknya, 800G bergantung pada keduanya. PAM4 meningkatkan efisiensi jalur, sementara fotonik silikon membantu mengubah sinyal berkecepatan tinggi menjadi modul optik padat dan dapat diproduksi.
PAM4, atau modulasi amplitudo pulsa empat tingkat, adalah salah satu teknologi pendukung utama untuk modul optik 800G. Generasi sebelumnya biasanya menggunakan NRZ, atau modulasi non-return-to-zero. NRZ menggunakan dua level sinyal, sehingga setiap simbol mewakili satu bit: 0 atau 1. PAM4 menggunakan empat level sinyal, sehingga setiap simbol mewakili dua bit: 00, 01, 11, atau 10.
Perbedaan itulah yang menjadi alasan inti mengapa PAM4 berguna. Dengan mengkodekan dua bit per simbol, PAM4 dapat menggandakan kecepatan data efektif dari satu saluran tanpa menggandakan kecepatan simbol. Untuk tautan optik berkecepatan tinggi, ini adalah jalur yang lebih praktis daripada mencoba menskalakan baud rate saja.
PAM4 vs NRZ: Level Sinyal, Bit per Simbol, dan Sensitivitas Kebisingan
| Barang | tidak | PAM4 |
|---|---|---|
| Tingkat sinyal | 2 | 4 |
| Bit per simbol | 1 sedikit | 2 bit |
| Contoh negara bagian | 0, 1 | 00, 01, 11, 10 |
| Keuntungan utama | Deteksi sinyal yang lebih sederhana | Kecepatan data lebih tinggi per simbol |
| Batasan utama | Efisiensi bandwidth lebih rendah | Sensitivitas kebisingan yang lebih tinggi |
| Kebutuhan dukungan tautan | Turunkan dengan kecepatan lebih lambat | FEC dan pemerataan yang lebih kuat biasanya diperlukan |
Keunggulan PAM4 juga menciptakan tantangan teknik utamanya. Empat level harus sesuai dengan rentang amplitudo sinyal yang tersedia, sehingga jarak antar level lebih kecil dibandingkan di NRZ. Margin keputusan yang lebih kecil membuat link lebih sensitif terhadap noise, distorsi, dan gangguan saluran.
Inilah sebabnya mengapa PAM4 tidak dapat dianggap sebagai peningkatan kecepatan sederhana. Ini adalah trade-off efisiensi bandwidth: lebih banyak data per simbol, namun lebih sedikit margin noise per level.
![]()
Perbandingan Tingkat Sinyal PAM4 vs NRZ
Mengapa FEC dan Ekualisasi Menjadi Penting untuk Tautan PAM4
Karena PAM4 memiliki margin keputusan sinyal yang lebih ketat, tautan PAM4 berkecepatan tinggi lebih diandalkanFECDanhal menyamakan. FEC membantu memperbaiki kesalahan setelah transmisi, sementara pemerataan membantu mengkompensasi distorsi sinyal terkait saluran.
Pada kecepatan yang lebih rendah, teknik ini mungkin tidak diperlukan pada tingkat yang sama. Pada tahap pengembangan 50G, 100G, dan khususnya 200G per jalur, keduanya menjadi bagian dari landasan teknik praktis untuk pengoperasian yang andal.
Pergerakan menuju 800G tidak terjadi dalam satu lompatan. Hal ini mengikuti peta jalan kecepatan jalur: 50G PAM4 pertama kali menjadi matang, kemudian 100G PAM4 memungkinkan 100GE dan 400GE lebih efisien, dan 200G PAM4 menjadi jalur berikutnya untuk mengurangi kompleksitas optik dalam modul berkecepatan lebih tinggi.
| Tahap PAM4 | Status Teknis | Peran Utama | Aplikasi Terkait |
|---|---|---|---|
| 50G PAM4 | Dewasa | Jalur implementasi PAM4 skala besar pertama | Tautan 200GE, optik klien 400G awal |
| 100G PAM4 | Dewasa | Tarif jalur yang lebih tinggi untuk pertumbuhan pelabuhan 100GE, 400GE, dan 800G | 100GE dengan panjang gelombang tunggal, 400GE dengan panjang gelombang empat melalui SMF |
| 200G PAM4 | Jalur pengembangan/standar tahap selanjutnya | Mengurangi kompleksitas optik dan mendukung kapasitas sistem yang lebih tinggi | Arsitektur port 800G, 1.6T, dan masa depan 3.2Tbps |
![]()
Peta Jalan PAM4 50G, 100G dan 200G Menuju 800G
50G PAM4 dan Fase Penerapan Awal 200GE / 400G
Implementasi PAM4 pertama-tama menargetkan saluran 50Gbps. Teknologi ini dengan cepat menggantikan pendekatan NRZ 50Gbps yang sedang dikembangkan pada saat yang sama karena menawarkan cara yang lebih efisien untuk meningkatkan kecepatan data per saluran.
50G PAM4, dengan bit rate maksimum 56Gbps, menjadi matang dan mendapat dukungan dari berbagai ASIC switch dan router serta modul optik. Ini memungkinkan modul optik klien 400G volume tinggi pertama menggunakan faktor bentuk QSFP-DD dan OSFP. Ini juga mendukung penerapan 200GE di pusat data menggunakan modul optik QSFP56.
Tahapan ini penting karena membuktikan bahwa PAM4 bukan hanya teknik pensinyalan laboratorium. Ini menjadi arsitektur yang dapat diterapkan untuk interkoneksi pusat data nyata.
100G PAM4 untuk 100GE Panjang Gelombang Tunggal dan 400GE Panjang Gelombang Empat
100G PAM4 adalah langkah besar berikutnya. Hal ini memungkinkan implementasi 100GE yang lebih hemat biaya menggunakan satu panjang gelombang dan mendukung 400GE melalui serat mode tunggal menggunakan empat panjang gelombang.
Tahap ini terkait erat dengan pertumbuhan pelabuhan 800G. Saat switch dan router 25,6T dengan antarmuka 100G PAM4 mulai diterapkan, port 800G menjadi lebih praktis karena sistem dapat menggabungkan jalur listrik dan optik berkecepatan tinggi dengan lebih efisien.
Secara sederhana, 100G PAM4 membuat 800G lebih mudah dibangun dengan delapan saluran 100G. Hal ini mengurangi kebutuhan akan jumlah saluran yang berlebihan sekaligus menjaga desain dalam basis teknologi yang lebih matang.
Panjang Gelombang PAM4 200G dan Jalur Menuju Modul 800G dengan Kompleksitas Rendah
Tahap pengembangan selanjutnya adalah 200G PAM4 per panjang gelombang atau per jalur. Pendekatan PAM4 200G dapat mengurangi kompleksitas optik modul masa depan karena lebih sedikit jalur atau panjang gelombang yang mungkin diperlukan untuk mencapai kecepatan data agregat yang sama. Hal ini dapat mengurangi jumlah komponen optik, menyederhanakan pengemasan, dan mendukung kapasitas sistem switch dan router yang lebih tinggi.
IEEE P802.3djadalah gugus tugas aktif yang menangani tujuan Ethernet 200 Gb/s, 400 Gb/s, 800 Gb/s, dan 1,6 Tb/s. Tujuan yang diadopsi mencakup dukungan kecepatan data MAC 200 Gb/s, antarmuka unit lampiran chip-ke-modul 200 Gb/s jalur tunggal opsional dan antarmuka unit lampiran chip-ke-chip, dan tujuan 800 Gb/s menggunakan antarmuka unit lampiran empat jalur serta beberapa target jangkauan tembaga, bidang belakang, dan SMF.
Pengembangan 200G per jalur merupakan inti dari fase penskalaan modul Ethernet dan optik berikutnya, namun masih harus diperlakukan secara berbeda dari tahap 50G PAM4 dan 100G PAM4 yang lebih matang.
Evolusi modul optik mengikuti kapasitas ASIC switch. Ketika kapasitas ASIC meningkat, sistem memerlukan lebih banyak bandwidth pada pelat muka, jalur listrik yang lebih efisien, dan interkoneksi optik yang lebih padat. Inilah sebabnya mengapa optik 800G dikaitkan dengan peralihan generasi silikon, bukan hanya teknologi transceiver.
Dari 6,4T hingga 204,8T: Penskalaan Kapasitas dan Tekanan Kecepatan Jalur
Peta jalan peralihan ASIC yang dirangkum di bawah ini menunjukkan arah skala kapasitas dan tekanan kecepatan lajur.
| Perkiraan Tahun | Ganti Node Kapasitas | Catatan Jalur / Persinyalan | Catatan Node Proses |
|---|---|---|---|
| 2016 | 6.4T | 25G, catatan PAM4 / NRZ | 16 nm |
| 2018 | 12,8T | 50G PAM4 | 7 nm |
| 2020 | 25.6T | 50G dan 100G PAM4 dicatat | 5nm |
| 2022 | 51.2T | 100G dicatat | 3 nm |
| 2024 | 102,4T | 200G PAM4 dicatat | Tidak ditentukan |
| 2024+ | 204.8T | Tidak ada label tambahan di bagan | Tidak ditentukan |
![]()
Ganti Penskalaan Kapasitas ASIC dan Tekanan Optik 800G
Peta jalan harus dibaca sebagai tren peningkatan kapasitas dan bukan sebagai tabel pelepasan produk yang tepat. Dibandingkan dengan node berkapasitas 6,4T dan 12,8T sebelumnya, generasi 51,2T dan 102,4T yang lebih baru memberikan tekanan yang lebih besar pada kecepatan jalur, kepadatan pelat muka, dan integrasi optik.
Di sinilah PAM4, fotonik silikon, dan optik yang dikemas bersama mulai terhubung. PAM4 meningkatkan efisiensi setiap jalur. Fotonik silikon membantu mengintegrasikan lebih banyak fungsi optik ke dalam modul kompak. Optik yang dikemas bersama menggerakkan mesin optik lebih dekat ke sakelar ASIC ketika jarak listrik, kepadatan bandwidth, dan daya menjadi lebih sulit untuk dikelola.
Fotonik silikonmengintegrasikan komponen fotonik dan fungsi transceiver berkecepatan tinggi pada substrat silikon. Ini telah banyak digunakan dalam modul optik 100G dan 400G, dan nilainya meningkat seiring dengan semakin padatnya desain modul.
![]()
Integrasi Fotonik Silikon untuk Modul Optik 800G Padat
Fotonik silikon penting bagi 800G karena kompleksitas optik berkembang dengan cepat ketika sebuah modul memiliki banyak saluran. Modul optik padat mungkin memerlukan banyak modulator, fotodetektor, pemandu gelombang, antarmuka kopling, dan sambungan listrik berkecepatan tinggi. Mengintegrasikan lebih banyak fungsi-fungsi ini pada platform berbasis silikon dapat menyederhanakan perakitan dan meningkatkan skalabilitas manufaktur.
Integrasi Berbasis Silikon dan Manufaktur Skala Wafer
Salah satu keuntungan fotonik silikon adalah kemampuannya untuk menggunakan infrastruktur manufaktur wafer standar untuk sistem fotonik bervolume tinggi. Ini tidak berarti modul optik menjadi chip semikonduktor sederhana. Menggabungkan cahaya masuk dan keluar dari sirkuit fotonik, mengemas modul, mengelola panas, dan menjaga kinerja optik masih merupakan masalah teknik yang sulit.
Nilainya adalah lebih banyak fungsi optik dapat dibangun ke dalam platform berbasis silikon yang terkontrol. Untuk transceiver optik 800G yang padat, hal ini dapat mengurangi kerumitan perakitan dibandingkan dengan desain yang lebih mengandalkan penyelarasan optik diskrit dan konstruksi komponen demi komponen.
Mengapa Modul Penghitungan Saluran Tinggi dan Koheren Mendapat Manfaat dari Silicon Photonics
Fotonik silikon sangat penting untuk modul optik dengan delapan saluran atau lebih dan untuk modul koheren dengan fungsi optik yang lebih kompleks. Jumlah saluran yang lebih tinggi meningkatkan pengemasan, penggabungan serat, perutean sinyal, termal, dan kompleksitas pengujian. Optik koheren menambah persyaratan lebih lanjut seputar modulasi, deteksi, dan kontrol kinerja optik.
Untuk 800G, ini berarti fotonik silikon bukan hanya pilihan manufaktur. Ini menjadi bagian dari jalur teknis untuk membuat modul optik kepadatan tinggi praktis secara fisik dan ekonomis.
Ketika kapasitas ASIC switch meningkat, optik pluggable panel depan menghadapi tekanan yang lebih besar. Lebih banyak port harus masuk ke dalam ruang panel yang terbatas, dan kecepatan jalur listrik yang lebih tinggi harus berpindah antara ASIC dan modul optik. Pada titik tertentu, jalur listrik antara peralihan silikon dan optik panel depan menjadi bagian yang lebih besar dari masalah daya dan integritas sinyal.
Di sinilahoptik yang dikemas bersamamemasuki diskusi.
Memindahkan Fotonik Lebih Dekat ke Saklar ASIC
Dalam optik yang dikemas bersama, perangkat komunikasi optik atau listrik ditempatkan pada substrat tingkat pertama yang sama dengan ASIC host. ItuKerangka Pengemasan Bersama OIFmenjelaskan bahwa menempatkan mesin optik di dekat host ASIC dapat mengurangi kehilangan saluran listrik berkecepatan tinggi dan diskontinuitas impedansi, sehingga memungkinkan driver I/O off-chip berkecepatan lebih tinggi dan berdaya rendah.
Arsitektur ini berbeda dari optik pluggable standar. Alih-alih mengirimkan sinyal listrik berkecepatan tinggi melintasi papan ke modul panel depan, mesin optik didekatkan ke sakelar ASIC. Hal ini dapat mengurangi hilangnya saluran listrik dan membantu mengatasi kepadatan bandwidth dan tantangan daya.
![]()
Optik yang Dapat Dicolokkan vs Optik yang Dikemas Bersama
Mengapa Optik Pluggable Panel Depan Menghadapi Tekanan Kepadatan Lebih Tinggi
Modul panel depan yang dapat dipasang tetap penting dalam banyak arsitektur jaringan, sementara optik yang dikemas bersama harus dipahami sebagai opsi untuk kondisi di mana kehilangan listrik, daya, dan kepadatan bandwidth menjadi lebih terbatas.
Pada 102,4T ke atas, tekanan ini menjadi lebih terlihat. Arah teknisnya jelas: seiring dengan bertambahnya kapasitas switch dan antarmuka serial yang berkembang lebih cepat, integrasi optik yang lebih dalam menjadi lebih penting. OIF juga mencantumkanPerjanjian Implementasi untuk Modul Paket Bersama 3,2Tb/s, menunjukkan bahwa pengemasan bersama telah melampaui konsep luas menjadi pekerjaan interoperabilitas formal.
Ethernet 800G bukanlah jalur implementasi tunggal. Ini melibatkan laju jalur yang berbeda, jenis media, dan tujuan antarmuka. Dua proyek IEEE yang penting adalah IEEE 802.3df dan IEEE P802.3dj.
IEEE 802.3dfberfokus pada pekerjaan Ethernet 400 Gb/s dan 800 Gb/s yang kini menjadi IEEE Std 802.3df-2024.IEEE P802.3djmengatasi rangkaian tujuan berikutnya sekitar 200 Gb/s, 400 Gb/s, 800 Gb/s, dan 1,6 Tb/s Ethernet.
| Proyek | Fokus Utama | Arah Jalur | Status / Perhatian |
|---|---|---|---|
| IEEE 802.3df | Ethernet 400 Gb/dtk dan 800 Gb/dtk | Terutama terkait dengan jalur 800GE jalur 100G yang matang | Disetujui sebagai IEEE Std 802.3df-2024 |
| IEEE P802.3dj | 200 Gb/dtk, 400 Gb/dtk, 800 Gb/dtk, dan 1,6 Tb/dtk Ethernet | Pengembangan terkait 200G per jalur | Gugus tugas aktif; tidak boleh digambarkan sebagai standar yang lengkap |
| OIF 800ZR / 800LR | Antarmuka garis 800G yang koheren | Antarmuka garis koheren dengan panjang gelombang tunggal | Perjanjian Implementasi diterbitkan untuk skenario jangkauan tertentu |
Tujuan 100G-Lane di IEEE 802.3df
Jalur jalur 100G penting karena memberikan 800GE rute implementasi praktis melalui delapan saluran 100G. Pendekatan ini sejalan dengan kematangan 100G PAM4 dan mendukung penerapan 800G dalam jangka pendek tanpa harus menunggu hingga setiap elemen 200G per jalur menjadi matang.
Arah standardisasi 800G asli mencakup 800 Gigabit Ethernet menggunakan delapan saluran 100G atau empat saluran 200G, 1,6 Terabit Ethernet menggunakan delapan saluran 200G, 200Gb Ethernet menggunakan satu saluran 200G, dan 400Gb Ethernet menggunakan dua saluran 200G.
Tujuan Jalur 200G di IEEE P802.3dj
IEEE P802.3dj adalah tempat pengembangan 200G per jalur menjadi pusatnya. Tujuan yang diadopsinya mencakup dukungan untuk kecepatan data MAC 200 Gb/s, 400 Gb/s, 800 Gb/s, dan 1,6 Tb/s, serta antarmuka unit lampiran chip-ke-modul dan chip-ke-chip. Untuk operasi 800 Gb/s,IEEE P802.3dj mengadopsi tujuanmencakup opsi listrik dan tembaga empat jalur, opsi pasangan SMF, dan opsi SMF berbasis panjang gelombang hingga setidaknya 10 km, 20 km, dan 40 km tergantung pada target.
Hal ini tidak berarti setiap tujuan yang tercantum berhubungan dengan satu jenis modul atau implementasi komersial yang sudah matang. Artinya, pekerjaan standar ini menentukan jalur teknis yang diperlukan untuk era jalur 200G.
Media yang Didukung: SMF, MMF, Copper Twinax, dan Antarmuka Chip-ke-Modul
Standardisasi 800G mencakup lebih dari sekadar serat optik. Ruang lingkup spesifikasi mencakup serat mode tunggal, serat multimode, kabel twinax tembaga, dan antarmuka listrik chip-ke-modul. Keluasan tersebut penting karena 800G digunakan pada jarak fisik dan arsitektur sistem yang berbeda: peralatan di dalam, antara chip dan modul, pada koneksi tembaga pendek, pada tautan optik pusat data, dan pada aplikasi koheren dengan jangkauan yang lebih panjang.
Standar IEEE Ethernet menentukan antarmuka Ethernet utama dan tujuan lapisan fisik. Pekerjaan OIF sangat penting untuk antarmuka jalur 800G yang koheren, di mana interoperabilitas di seluruh implementasi optik yang koheren sangat penting.
OIF mencantumkan keduanyaOIF-800ZR-01.0DanOIF-800LR-01.0sebagai Perjanjian Implementasi 800G yang koheren.
| Antarmuka / Sasaran | Mencapai | Jenis Tautan | Peran Teknik |
|---|---|---|---|
| 800ZR | 80–120 km | DWDM yang diperkuat, bentang tunggal, titik-ke-titik | Jalur peningkatan 400ZR untuk tautan koheren gaya DCI |
| 800LR | Hingga 10 km | Tautan koheren bentang tunggal, tidak teramplifikasi, dengan panjang gelombang tetap | Kampus dan aplikasi koheren gaya DCI pendek |
| IEEE P802.3dj sasaran 40 km | Setidaknya hingga 40 km | SMF tunggal di setiap arah | Mencapai tujuan 800G yang lebih panjang di jalur standar |
![]()
Standar 800G dan Peta Jangkauan yang Koheren
800ZR untuk Tautan WDM Bentang Tunggal yang Diperkuat sepanjang 80–120 km
OIF-800ZRmendefinisikan antarmuka garis koheren 800G dengan panjang gelombang tunggal dan format bingkai untuk tautan terbatas kebisingan DWDM titik-ke-titik, diperkuat, 80–120 km. Ini mendukung klien Ethernet dari bandwidth agregat minimum 100GE hingga 800G.
Signifikansi praktisnya jelas: 800ZR memperluas jalur peningkatan yang koheren dari 400ZR menjadi 800G. Ini bukan nama umum untuk semua optik 800G. Ini adalah antarmuka garis koheren yang ditentukan untuk kelas jangkauan WDM yang diperkuat secara spesifik.
Opsi Antarmuka Panjang Gelombang Tetap dan Koheren untuk Aplikasi 10 km dan 40 km
OIF-800LRmendefinisikan antarmuka garis koheren 800G dengan panjang gelombang tunggal untuk tautan panjang gelombang tetap titik-ke-titik dengan bentang tunggal, tanpa amplifikasi, hingga 10 km.
IEEE P802.3dj juga mencakup sasaran 800 Gb/s melalui satu SMF di setiap arah dengan panjang hingga setidaknya 40 km.
Secara keseluruhan, upaya ini menunjukkan bahwa 800G tidak terbatas pada optik klien dengan jangkauan pendek. Ini mencakup modul klien panel depan, tautan kampus, tautan gaya DCI, dan aplikasi berorientasi transportasi yang koheren.
Desain 800G adalah serangkaian trade-off. PAM4 meningkatkan efisiensi bandwidth tetapi mengurangi margin kebisingan. Fotonik silikon meningkatkan integrasi namun masih menyisakan tantangan pada pengemasan, penggandengan, dan termal. Optik yang dikemas bersama dapat mengurangi batasan jalur listrik tetapi mengubah arsitektur sistem. Optik yang koheren dapat memperluas jangkauan, namun juga menambah kompleksitas antarmuka optik.
| Pengemudi Teknik | Konsekuensi Desain |
|---|---|
| PAM4 membawa dua bit per simbol | Efisiensi jalur lebih tinggi tanpa hanya meningkatkan baud rate |
| PAM4 menggunakan empat level sinyal | Sensitivitas kebisingan yang lebih tinggi dan kebutuhan FEC / pemerataan yang lebih kuat |
| Kematangan PAM4 100G | Jalur praktis 8×100G menuju 800GE |
| Pengembangan PAM4 200G | Jumlah jalur yang lebih rendah dan kompleksitas optik yang lebih rendah untuk jalur 800G / 1,6T di masa depan |
| Fotonik silikon | Integrasi optik yang lebih tinggi untuk modul yang padat dan koheren |
| Optik yang dikemas bersama | Jalur listrik yang lebih pendek antara ASIC dan mesin optik |
| Antarmuka 800G yang koheren | Jangkauan lebih panjang dan jalur peningkatan WDM, namun kompleksitas antarmuka optik lebih tinggi |
Kepadatan Bandwidth vs Kekokohan Sinyal
PAM4 meningkatkan kepadatan bandwidth dengan membawa dua bit per simbol. Itulah alasannya mengapa jalur ini menjadi pusat pengembangan jalur 50G, 100G, dan 200G.
Pertukarannya adalah kekuatan sinyal. Dengan empat level, bukan dua, setiap level memiliki margin yang lebih kecil. Hal ini menjadikan FEC dan pemerataan sebagai bagian penting dari desain jalur, terutama seiring dengan peningkatan kecepatan jalur.
Kompleksitas Optik vs Biaya Modul
Kecepatan per panjang gelombang yang lebih tinggi dapat mengurangi kompleksitas optik karena lebih sedikit jalur optik atau panjang gelombang yang diperlukan untuk mencapai total bandwidth yang sama. Inilah sebabnya mengapa panjang gelombang 200G PAM4 penting untuk sistem 800G dan 1,6T di masa depan.
Fotonik silikon mendukung arah yang sama dari sisi integrasi. Dengan menghadirkan lebih banyak fungsi fotonik ke dalam platform berbasis silikon, perancang modul dapat mengurangi beban perakitan optik diskrit dalam transceiver optik padat.
Optik yang Dapat Dicolokkan vs Optik yang Dikemas Bersama
Optik yang dapat dicolokkan tetap sangat relevan dalam banyak desain jaringan. Optik yang dikemas bersama menjadi lebih relevan ketika saluran listrik antara ASIC dan modul optik menjadi terlalu mahal dalam hal daya, kehilangan, atau kepadatan.
Kemungkinan masa depan bukanlah penggantian sederhana dari satu arsitektur ke arsitektur lainnya. Lapisan jaringan dan generasi switch yang berbeda mungkin menggunakan arsitektur optik yang berbeda tergantung pada kepadatan bandwidth, desain termal, jangkauan tautan, dan biaya.
PAM4 dan fotonik silikon membentuk 800G dari arah yang berbeda. PAM4 meningkatkan jumlah data yang dibawa oleh setiap simbol dan membuat laju jalur yang lebih tinggi menjadi praktis. Fotonik silikon meningkatkan integrasi optik dan membantu skala modul optik padat. Pekerjaan standardisasi IEEE dan OIF kemudian mengubah teknologi ini menjadi jalur implementasi yang dapat dioperasikan.
Evolusi dari 50G PAM4 ke 100G PAM4 dan kemudian menuju sistem 200G per jalur menunjukkan arah penskalaan jaringan. Setiap langkah mengurangi beban untuk mencapai bandwidth agregat yang lebih tinggi. Setiap langkah juga menciptakan tantangan integritas sinyal, pengemasan, kekuatan, dan pengujian baru.
Untuk jaringan 800G, kesimpulan terpentingnya bukanlah bahwa hanya satu teknologi yang “menang”. Tren sebenarnya adalah konvergensi. PAM4, FEC, pemerataan, fotonik silikon, optik koheren, penskalaan ASIC sakelar, dan arsitektur yang dikemas bersama semuanya menjadi bagian dari sistem rekayasa yang sama.
Apa peran PAM4 dalam teknologi 800G?
PAM4 memungkinkan setiap simbol membawa dua bit, bukan satu. Hal ini menggandakan kecepatan data efektif per simbol dibandingkan dengan NRZ dan membantu sistem 800G mencapai bandwidth yang lebih tinggi tanpa hanya bergantung pada baud rate yang lebih tinggi.
Mengapa PAM4 membutuhkan FEC dan pemerataan?
PAM4 menggunakan empat level sinyal, sehingga jarak antar level yang berdekatan lebih kecil dibandingkan di NRZ. Ini meningkatkan sensitivitas kebisingan. FEC membantu memperbaiki kesalahan transmisi, sementara pemerataan mengkompensasi distorsi saluran dan meningkatkan ketahanan sinyal.
Bagaimana fotonik silikon membantu modul optik 800G?
Fotonik silikon mengintegrasikan komponen fotonik dan fungsi transceiver berkecepatan tinggi pada platform silikon. Hal ini berguna untuk modul optik 800G yang padat karena jumlah saluran yang lebih tinggi dan fungsi optik yang koheren meningkatkan pengemasan, penggabungan, dan kompleksitas produksi.
Apa perbedaan antara IEEE 802.3df dan IEEE 802.3dj?
IEEE 802.3dfadalah jalur standar Ethernet 400 Gb/s dan 800 Gb/s yang telah selesai dan menjadi IEEE Std 802.3df-2024.IEEE P802.3djadalah gugus tugas berkelanjutan yang menangani tujuan Ethernet 200 Gb/s, 400 Gb/s, 800 Gb/s, dan 1,6 Tb/s, termasuk pekerjaan terkait 200G per jalur.
Apakah 200G PAM4 diperlukan untuk Ethernet 800G?
No. 800GE dapat diimplementasikan melalui jalur saluran 8 × 100G serta melalui saluran 4 × 200G. PAM4 200G penting karena dapat mengurangi jumlah jalur dan kompleksitas optik untuk implementasi 800G dan 1,6T di masa depan, namun ini bukan satu-satunya jalur menuju 800G.
Di mana 800ZR cocok dengan jaringan 800G?
800ZRcocok dengan tautan 800G koheren dengan jangkauan lebih panjang. Ini mendefinisikan antarmuka garis koheren 800G dengan panjang gelombang tunggal untuk tautan DWDM point-to-point yang diperkuat sepanjang 80–120 km dan diposisikan sebagai jalur peningkatan langsung dari aplikasi DCI koheren gaya 400ZR.
Teknologi 800Gmengacu pada sistem jaringan berkecepatan tinggi yang dirancang untuk memindahkan lalu lintas Ethernet dengan kecepatan 800 gigabit per detik melalui laju jalur yang lebih tinggi, modul optik yang lebih padat, dan standar antarmuka yang terus berkembang.Modulasi PAM4meningkatkan data yang dibawa per simbol, sementarafotonik silikonmeningkatkan integrasi dan kemampuan manufaktur transceiver optik padat.
Masalah teknik di balik 800G bukan sekadar “membuat optik lebih cepat.” Ini adalah masalah gabungan listrik, optik, pengemasan, dan standar. Kapasitas ASIC switch yang lebih tinggi menciptakan permintaan bandwidth yang lebih besar per port panel depan. Kepadatan port yang lebih tinggi meningkatkan tekanan pada ukuran modul optik, daya, dan desain termal. Kecepatan jalur yang lebih tinggi memerlukan integritas sinyal yang lebih hati-hati, koreksi kesalahan yang lebih kuat, dan arsitektur optik yang lebih terintegrasi.
IEEE Std 802.3df-2024adalah amandemen yang telah selesai untuk Ethernet 400 Gb/s dan 800 Gb/s. Ini mencakup parameter MAC, lapisan fisik, dan parameter manajemen yang diperlukan untuk mendukung operasi 400 Gb/s dan 800 Gb/s.
Dua Lapisan Teknik di Balik 800G: Pensinyalan dan Integrasi Optik
PAM4 dan fotonik silikon memecahkan bagian berbeda dari masalah penskalaan yang sama.
PAM4 bekerja pada lapisan sinyal. Hal ini memungkinkan saluran untuk membawa lebih banyak informasi per simbol, yang membantu meningkatkan kecepatan data efektif tanpa hanya bergantung pada baud rate yang lebih tinggi. Fotonik silikon bekerja pada lapisan integrasi optik. Hal ini memungkinkan komponen fotonik dan fungsi transceiver berkecepatan tinggi untuk diintegrasikan pada platform berbasis silikon, yang menjadi semakin penting seiring dengan beralihnya modul ke lebih banyak saluran dan fungsi optik yang lebih kompleks.
Dalam praktiknya, 800G bergantung pada keduanya. PAM4 meningkatkan efisiensi jalur, sementara fotonik silikon membantu mengubah sinyal berkecepatan tinggi menjadi modul optik padat dan dapat diproduksi.
PAM4, atau modulasi amplitudo pulsa empat tingkat, adalah salah satu teknologi pendukung utama untuk modul optik 800G. Generasi sebelumnya biasanya menggunakan NRZ, atau modulasi non-return-to-zero. NRZ menggunakan dua level sinyal, sehingga setiap simbol mewakili satu bit: 0 atau 1. PAM4 menggunakan empat level sinyal, sehingga setiap simbol mewakili dua bit: 00, 01, 11, atau 10.
Perbedaan itulah yang menjadi alasan inti mengapa PAM4 berguna. Dengan mengkodekan dua bit per simbol, PAM4 dapat menggandakan kecepatan data efektif dari satu saluran tanpa menggandakan kecepatan simbol. Untuk tautan optik berkecepatan tinggi, ini adalah jalur yang lebih praktis daripada mencoba menskalakan baud rate saja.
PAM4 vs NRZ: Level Sinyal, Bit per Simbol, dan Sensitivitas Kebisingan
| Barang | tidak | PAM4 |
|---|---|---|
| Tingkat sinyal | 2 | 4 |
| Bit per simbol | 1 sedikit | 2 bit |
| Contoh negara bagian | 0, 1 | 00, 01, 11, 10 |
| Keuntungan utama | Deteksi sinyal yang lebih sederhana | Kecepatan data lebih tinggi per simbol |
| Batasan utama | Efisiensi bandwidth lebih rendah | Sensitivitas kebisingan yang lebih tinggi |
| Kebutuhan dukungan tautan | Turunkan dengan kecepatan lebih lambat | FEC dan pemerataan yang lebih kuat biasanya diperlukan |
Keunggulan PAM4 juga menciptakan tantangan teknik utamanya. Empat level harus sesuai dengan rentang amplitudo sinyal yang tersedia, sehingga jarak antar level lebih kecil dibandingkan di NRZ. Margin keputusan yang lebih kecil membuat link lebih sensitif terhadap noise, distorsi, dan gangguan saluran.
Inilah sebabnya mengapa PAM4 tidak dapat dianggap sebagai peningkatan kecepatan sederhana. Ini adalah trade-off efisiensi bandwidth: lebih banyak data per simbol, namun lebih sedikit margin noise per level.
![]()
Perbandingan Tingkat Sinyal PAM4 vs NRZ
Mengapa FEC dan Ekualisasi Menjadi Penting untuk Tautan PAM4
Karena PAM4 memiliki margin keputusan sinyal yang lebih ketat, tautan PAM4 berkecepatan tinggi lebih diandalkanFECDanhal menyamakan. FEC membantu memperbaiki kesalahan setelah transmisi, sementara pemerataan membantu mengkompensasi distorsi sinyal terkait saluran.
Pada kecepatan yang lebih rendah, teknik ini mungkin tidak diperlukan pada tingkat yang sama. Pada tahap pengembangan 50G, 100G, dan khususnya 200G per jalur, keduanya menjadi bagian dari landasan teknik praktis untuk pengoperasian yang andal.
Pergerakan menuju 800G tidak terjadi dalam satu lompatan. Hal ini mengikuti peta jalan kecepatan jalur: 50G PAM4 pertama kali menjadi matang, kemudian 100G PAM4 memungkinkan 100GE dan 400GE lebih efisien, dan 200G PAM4 menjadi jalur berikutnya untuk mengurangi kompleksitas optik dalam modul berkecepatan lebih tinggi.
| Tahap PAM4 | Status Teknis | Peran Utama | Aplikasi Terkait |
|---|---|---|---|
| 50G PAM4 | Dewasa | Jalur implementasi PAM4 skala besar pertama | Tautan 200GE, optik klien 400G awal |
| 100G PAM4 | Dewasa | Tarif jalur yang lebih tinggi untuk pertumbuhan pelabuhan 100GE, 400GE, dan 800G | 100GE dengan panjang gelombang tunggal, 400GE dengan panjang gelombang empat melalui SMF |
| 200G PAM4 | Jalur pengembangan/standar tahap selanjutnya | Mengurangi kompleksitas optik dan mendukung kapasitas sistem yang lebih tinggi | Arsitektur port 800G, 1.6T, dan masa depan 3.2Tbps |
![]()
Peta Jalan PAM4 50G, 100G dan 200G Menuju 800G
50G PAM4 dan Fase Penerapan Awal 200GE / 400G
Implementasi PAM4 pertama-tama menargetkan saluran 50Gbps. Teknologi ini dengan cepat menggantikan pendekatan NRZ 50Gbps yang sedang dikembangkan pada saat yang sama karena menawarkan cara yang lebih efisien untuk meningkatkan kecepatan data per saluran.
50G PAM4, dengan bit rate maksimum 56Gbps, menjadi matang dan mendapat dukungan dari berbagai ASIC switch dan router serta modul optik. Ini memungkinkan modul optik klien 400G volume tinggi pertama menggunakan faktor bentuk QSFP-DD dan OSFP. Ini juga mendukung penerapan 200GE di pusat data menggunakan modul optik QSFP56.
Tahapan ini penting karena membuktikan bahwa PAM4 bukan hanya teknik pensinyalan laboratorium. Ini menjadi arsitektur yang dapat diterapkan untuk interkoneksi pusat data nyata.
100G PAM4 untuk 100GE Panjang Gelombang Tunggal dan 400GE Panjang Gelombang Empat
100G PAM4 adalah langkah besar berikutnya. Hal ini memungkinkan implementasi 100GE yang lebih hemat biaya menggunakan satu panjang gelombang dan mendukung 400GE melalui serat mode tunggal menggunakan empat panjang gelombang.
Tahap ini terkait erat dengan pertumbuhan pelabuhan 800G. Saat switch dan router 25,6T dengan antarmuka 100G PAM4 mulai diterapkan, port 800G menjadi lebih praktis karena sistem dapat menggabungkan jalur listrik dan optik berkecepatan tinggi dengan lebih efisien.
Secara sederhana, 100G PAM4 membuat 800G lebih mudah dibangun dengan delapan saluran 100G. Hal ini mengurangi kebutuhan akan jumlah saluran yang berlebihan sekaligus menjaga desain dalam basis teknologi yang lebih matang.
Panjang Gelombang PAM4 200G dan Jalur Menuju Modul 800G dengan Kompleksitas Rendah
Tahap pengembangan selanjutnya adalah 200G PAM4 per panjang gelombang atau per jalur. Pendekatan PAM4 200G dapat mengurangi kompleksitas optik modul masa depan karena lebih sedikit jalur atau panjang gelombang yang mungkin diperlukan untuk mencapai kecepatan data agregat yang sama. Hal ini dapat mengurangi jumlah komponen optik, menyederhanakan pengemasan, dan mendukung kapasitas sistem switch dan router yang lebih tinggi.
IEEE P802.3djadalah gugus tugas aktif yang menangani tujuan Ethernet 200 Gb/s, 400 Gb/s, 800 Gb/s, dan 1,6 Tb/s. Tujuan yang diadopsi mencakup dukungan kecepatan data MAC 200 Gb/s, antarmuka unit lampiran chip-ke-modul 200 Gb/s jalur tunggal opsional dan antarmuka unit lampiran chip-ke-chip, dan tujuan 800 Gb/s menggunakan antarmuka unit lampiran empat jalur serta beberapa target jangkauan tembaga, bidang belakang, dan SMF.
Pengembangan 200G per jalur merupakan inti dari fase penskalaan modul Ethernet dan optik berikutnya, namun masih harus diperlakukan secara berbeda dari tahap 50G PAM4 dan 100G PAM4 yang lebih matang.
Evolusi modul optik mengikuti kapasitas ASIC switch. Ketika kapasitas ASIC meningkat, sistem memerlukan lebih banyak bandwidth pada pelat muka, jalur listrik yang lebih efisien, dan interkoneksi optik yang lebih padat. Inilah sebabnya mengapa optik 800G dikaitkan dengan peralihan generasi silikon, bukan hanya teknologi transceiver.
Dari 6,4T hingga 204,8T: Penskalaan Kapasitas dan Tekanan Kecepatan Jalur
Peta jalan peralihan ASIC yang dirangkum di bawah ini menunjukkan arah skala kapasitas dan tekanan kecepatan lajur.
| Perkiraan Tahun | Ganti Node Kapasitas | Catatan Jalur / Persinyalan | Catatan Node Proses |
|---|---|---|---|
| 2016 | 6.4T | 25G, catatan PAM4 / NRZ | 16 nm |
| 2018 | 12,8T | 50G PAM4 | 7 nm |
| 2020 | 25.6T | 50G dan 100G PAM4 dicatat | 5nm |
| 2022 | 51.2T | 100G dicatat | 3 nm |
| 2024 | 102,4T | 200G PAM4 dicatat | Tidak ditentukan |
| 2024+ | 204.8T | Tidak ada label tambahan di bagan | Tidak ditentukan |
![]()
Ganti Penskalaan Kapasitas ASIC dan Tekanan Optik 800G
Peta jalan harus dibaca sebagai tren peningkatan kapasitas dan bukan sebagai tabel pelepasan produk yang tepat. Dibandingkan dengan node berkapasitas 6,4T dan 12,8T sebelumnya, generasi 51,2T dan 102,4T yang lebih baru memberikan tekanan yang lebih besar pada kecepatan jalur, kepadatan pelat muka, dan integrasi optik.
Di sinilah PAM4, fotonik silikon, dan optik yang dikemas bersama mulai terhubung. PAM4 meningkatkan efisiensi setiap jalur. Fotonik silikon membantu mengintegrasikan lebih banyak fungsi optik ke dalam modul kompak. Optik yang dikemas bersama menggerakkan mesin optik lebih dekat ke sakelar ASIC ketika jarak listrik, kepadatan bandwidth, dan daya menjadi lebih sulit untuk dikelola.
Fotonik silikonmengintegrasikan komponen fotonik dan fungsi transceiver berkecepatan tinggi pada substrat silikon. Ini telah banyak digunakan dalam modul optik 100G dan 400G, dan nilainya meningkat seiring dengan semakin padatnya desain modul.
![]()
Integrasi Fotonik Silikon untuk Modul Optik 800G Padat
Fotonik silikon penting bagi 800G karena kompleksitas optik berkembang dengan cepat ketika sebuah modul memiliki banyak saluran. Modul optik padat mungkin memerlukan banyak modulator, fotodetektor, pemandu gelombang, antarmuka kopling, dan sambungan listrik berkecepatan tinggi. Mengintegrasikan lebih banyak fungsi-fungsi ini pada platform berbasis silikon dapat menyederhanakan perakitan dan meningkatkan skalabilitas manufaktur.
Integrasi Berbasis Silikon dan Manufaktur Skala Wafer
Salah satu keuntungan fotonik silikon adalah kemampuannya untuk menggunakan infrastruktur manufaktur wafer standar untuk sistem fotonik bervolume tinggi. Ini tidak berarti modul optik menjadi chip semikonduktor sederhana. Menggabungkan cahaya masuk dan keluar dari sirkuit fotonik, mengemas modul, mengelola panas, dan menjaga kinerja optik masih merupakan masalah teknik yang sulit.
Nilainya adalah lebih banyak fungsi optik dapat dibangun ke dalam platform berbasis silikon yang terkontrol. Untuk transceiver optik 800G yang padat, hal ini dapat mengurangi kerumitan perakitan dibandingkan dengan desain yang lebih mengandalkan penyelarasan optik diskrit dan konstruksi komponen demi komponen.
Mengapa Modul Penghitungan Saluran Tinggi dan Koheren Mendapat Manfaat dari Silicon Photonics
Fotonik silikon sangat penting untuk modul optik dengan delapan saluran atau lebih dan untuk modul koheren dengan fungsi optik yang lebih kompleks. Jumlah saluran yang lebih tinggi meningkatkan pengemasan, penggabungan serat, perutean sinyal, termal, dan kompleksitas pengujian. Optik koheren menambah persyaratan lebih lanjut seputar modulasi, deteksi, dan kontrol kinerja optik.
Untuk 800G, ini berarti fotonik silikon bukan hanya pilihan manufaktur. Ini menjadi bagian dari jalur teknis untuk membuat modul optik kepadatan tinggi praktis secara fisik dan ekonomis.
Ketika kapasitas ASIC switch meningkat, optik pluggable panel depan menghadapi tekanan yang lebih besar. Lebih banyak port harus masuk ke dalam ruang panel yang terbatas, dan kecepatan jalur listrik yang lebih tinggi harus berpindah antara ASIC dan modul optik. Pada titik tertentu, jalur listrik antara peralihan silikon dan optik panel depan menjadi bagian yang lebih besar dari masalah daya dan integritas sinyal.
Di sinilahoptik yang dikemas bersamamemasuki diskusi.
Memindahkan Fotonik Lebih Dekat ke Saklar ASIC
Dalam optik yang dikemas bersama, perangkat komunikasi optik atau listrik ditempatkan pada substrat tingkat pertama yang sama dengan ASIC host. ItuKerangka Pengemasan Bersama OIFmenjelaskan bahwa menempatkan mesin optik di dekat host ASIC dapat mengurangi kehilangan saluran listrik berkecepatan tinggi dan diskontinuitas impedansi, sehingga memungkinkan driver I/O off-chip berkecepatan lebih tinggi dan berdaya rendah.
Arsitektur ini berbeda dari optik pluggable standar. Alih-alih mengirimkan sinyal listrik berkecepatan tinggi melintasi papan ke modul panel depan, mesin optik didekatkan ke sakelar ASIC. Hal ini dapat mengurangi hilangnya saluran listrik dan membantu mengatasi kepadatan bandwidth dan tantangan daya.
![]()
Optik yang Dapat Dicolokkan vs Optik yang Dikemas Bersama
Mengapa Optik Pluggable Panel Depan Menghadapi Tekanan Kepadatan Lebih Tinggi
Modul panel depan yang dapat dipasang tetap penting dalam banyak arsitektur jaringan, sementara optik yang dikemas bersama harus dipahami sebagai opsi untuk kondisi di mana kehilangan listrik, daya, dan kepadatan bandwidth menjadi lebih terbatas.
Pada 102,4T ke atas, tekanan ini menjadi lebih terlihat. Arah teknisnya jelas: seiring dengan bertambahnya kapasitas switch dan antarmuka serial yang berkembang lebih cepat, integrasi optik yang lebih dalam menjadi lebih penting. OIF juga mencantumkanPerjanjian Implementasi untuk Modul Paket Bersama 3,2Tb/s, menunjukkan bahwa pengemasan bersama telah melampaui konsep luas menjadi pekerjaan interoperabilitas formal.
Ethernet 800G bukanlah jalur implementasi tunggal. Ini melibatkan laju jalur yang berbeda, jenis media, dan tujuan antarmuka. Dua proyek IEEE yang penting adalah IEEE 802.3df dan IEEE P802.3dj.
IEEE 802.3dfberfokus pada pekerjaan Ethernet 400 Gb/s dan 800 Gb/s yang kini menjadi IEEE Std 802.3df-2024.IEEE P802.3djmengatasi rangkaian tujuan berikutnya sekitar 200 Gb/s, 400 Gb/s, 800 Gb/s, dan 1,6 Tb/s Ethernet.
| Proyek | Fokus Utama | Arah Jalur | Status / Perhatian |
|---|---|---|---|
| IEEE 802.3df | Ethernet 400 Gb/dtk dan 800 Gb/dtk | Terutama terkait dengan jalur 800GE jalur 100G yang matang | Disetujui sebagai IEEE Std 802.3df-2024 |
| IEEE P802.3dj | 200 Gb/dtk, 400 Gb/dtk, 800 Gb/dtk, dan 1,6 Tb/dtk Ethernet | Pengembangan terkait 200G per jalur | Gugus tugas aktif; tidak boleh digambarkan sebagai standar yang lengkap |
| OIF 800ZR / 800LR | Antarmuka garis 800G yang koheren | Antarmuka garis koheren dengan panjang gelombang tunggal | Perjanjian Implementasi diterbitkan untuk skenario jangkauan tertentu |
Tujuan 100G-Lane di IEEE 802.3df
Jalur jalur 100G penting karena memberikan 800GE rute implementasi praktis melalui delapan saluran 100G. Pendekatan ini sejalan dengan kematangan 100G PAM4 dan mendukung penerapan 800G dalam jangka pendek tanpa harus menunggu hingga setiap elemen 200G per jalur menjadi matang.
Arah standardisasi 800G asli mencakup 800 Gigabit Ethernet menggunakan delapan saluran 100G atau empat saluran 200G, 1,6 Terabit Ethernet menggunakan delapan saluran 200G, 200Gb Ethernet menggunakan satu saluran 200G, dan 400Gb Ethernet menggunakan dua saluran 200G.
Tujuan Jalur 200G di IEEE P802.3dj
IEEE P802.3dj adalah tempat pengembangan 200G per jalur menjadi pusatnya. Tujuan yang diadopsinya mencakup dukungan untuk kecepatan data MAC 200 Gb/s, 400 Gb/s, 800 Gb/s, dan 1,6 Tb/s, serta antarmuka unit lampiran chip-ke-modul dan chip-ke-chip. Untuk operasi 800 Gb/s,IEEE P802.3dj mengadopsi tujuanmencakup opsi listrik dan tembaga empat jalur, opsi pasangan SMF, dan opsi SMF berbasis panjang gelombang hingga setidaknya 10 km, 20 km, dan 40 km tergantung pada target.
Hal ini tidak berarti setiap tujuan yang tercantum berhubungan dengan satu jenis modul atau implementasi komersial yang sudah matang. Artinya, pekerjaan standar ini menentukan jalur teknis yang diperlukan untuk era jalur 200G.
Media yang Didukung: SMF, MMF, Copper Twinax, dan Antarmuka Chip-ke-Modul
Standardisasi 800G mencakup lebih dari sekadar serat optik. Ruang lingkup spesifikasi mencakup serat mode tunggal, serat multimode, kabel twinax tembaga, dan antarmuka listrik chip-ke-modul. Keluasan tersebut penting karena 800G digunakan pada jarak fisik dan arsitektur sistem yang berbeda: peralatan di dalam, antara chip dan modul, pada koneksi tembaga pendek, pada tautan optik pusat data, dan pada aplikasi koheren dengan jangkauan yang lebih panjang.
Standar IEEE Ethernet menentukan antarmuka Ethernet utama dan tujuan lapisan fisik. Pekerjaan OIF sangat penting untuk antarmuka jalur 800G yang koheren, di mana interoperabilitas di seluruh implementasi optik yang koheren sangat penting.
OIF mencantumkan keduanyaOIF-800ZR-01.0DanOIF-800LR-01.0sebagai Perjanjian Implementasi 800G yang koheren.
| Antarmuka / Sasaran | Mencapai | Jenis Tautan | Peran Teknik |
|---|---|---|---|
| 800ZR | 80–120 km | DWDM yang diperkuat, bentang tunggal, titik-ke-titik | Jalur peningkatan 400ZR untuk tautan koheren gaya DCI |
| 800LR | Hingga 10 km | Tautan koheren bentang tunggal, tidak teramplifikasi, dengan panjang gelombang tetap | Kampus dan aplikasi koheren gaya DCI pendek |
| IEEE P802.3dj sasaran 40 km | Setidaknya hingga 40 km | SMF tunggal di setiap arah | Mencapai tujuan 800G yang lebih panjang di jalur standar |
![]()
Standar 800G dan Peta Jangkauan yang Koheren
800ZR untuk Tautan WDM Bentang Tunggal yang Diperkuat sepanjang 80–120 km
OIF-800ZRmendefinisikan antarmuka garis koheren 800G dengan panjang gelombang tunggal dan format bingkai untuk tautan terbatas kebisingan DWDM titik-ke-titik, diperkuat, 80–120 km. Ini mendukung klien Ethernet dari bandwidth agregat minimum 100GE hingga 800G.
Signifikansi praktisnya jelas: 800ZR memperluas jalur peningkatan yang koheren dari 400ZR menjadi 800G. Ini bukan nama umum untuk semua optik 800G. Ini adalah antarmuka garis koheren yang ditentukan untuk kelas jangkauan WDM yang diperkuat secara spesifik.
Opsi Antarmuka Panjang Gelombang Tetap dan Koheren untuk Aplikasi 10 km dan 40 km
OIF-800LRmendefinisikan antarmuka garis koheren 800G dengan panjang gelombang tunggal untuk tautan panjang gelombang tetap titik-ke-titik dengan bentang tunggal, tanpa amplifikasi, hingga 10 km.
IEEE P802.3dj juga mencakup sasaran 800 Gb/s melalui satu SMF di setiap arah dengan panjang hingga setidaknya 40 km.
Secara keseluruhan, upaya ini menunjukkan bahwa 800G tidak terbatas pada optik klien dengan jangkauan pendek. Ini mencakup modul klien panel depan, tautan kampus, tautan gaya DCI, dan aplikasi berorientasi transportasi yang koheren.
Desain 800G adalah serangkaian trade-off. PAM4 meningkatkan efisiensi bandwidth tetapi mengurangi margin kebisingan. Fotonik silikon meningkatkan integrasi namun masih menyisakan tantangan pada pengemasan, penggandengan, dan termal. Optik yang dikemas bersama dapat mengurangi batasan jalur listrik tetapi mengubah arsitektur sistem. Optik yang koheren dapat memperluas jangkauan, namun juga menambah kompleksitas antarmuka optik.
| Pengemudi Teknik | Konsekuensi Desain |
|---|---|
| PAM4 membawa dua bit per simbol | Efisiensi jalur lebih tinggi tanpa hanya meningkatkan baud rate |
| PAM4 menggunakan empat level sinyal | Sensitivitas kebisingan yang lebih tinggi dan kebutuhan FEC / pemerataan yang lebih kuat |
| Kematangan PAM4 100G | Jalur praktis 8×100G menuju 800GE |
| Pengembangan PAM4 200G | Jumlah jalur yang lebih rendah dan kompleksitas optik yang lebih rendah untuk jalur 800G / 1,6T di masa depan |
| Fotonik silikon | Integrasi optik yang lebih tinggi untuk modul yang padat dan koheren |
| Optik yang dikemas bersama | Jalur listrik yang lebih pendek antara ASIC dan mesin optik |
| Antarmuka 800G yang koheren | Jangkauan lebih panjang dan jalur peningkatan WDM, namun kompleksitas antarmuka optik lebih tinggi |
Kepadatan Bandwidth vs Kekokohan Sinyal
PAM4 meningkatkan kepadatan bandwidth dengan membawa dua bit per simbol. Itulah alasannya mengapa jalur ini menjadi pusat pengembangan jalur 50G, 100G, dan 200G.
Pertukarannya adalah kekuatan sinyal. Dengan empat level, bukan dua, setiap level memiliki margin yang lebih kecil. Hal ini menjadikan FEC dan pemerataan sebagai bagian penting dari desain jalur, terutama seiring dengan peningkatan kecepatan jalur.
Kompleksitas Optik vs Biaya Modul
Kecepatan per panjang gelombang yang lebih tinggi dapat mengurangi kompleksitas optik karena lebih sedikit jalur optik atau panjang gelombang yang diperlukan untuk mencapai total bandwidth yang sama. Inilah sebabnya mengapa panjang gelombang 200G PAM4 penting untuk sistem 800G dan 1,6T di masa depan.
Fotonik silikon mendukung arah yang sama dari sisi integrasi. Dengan menghadirkan lebih banyak fungsi fotonik ke dalam platform berbasis silikon, perancang modul dapat mengurangi beban perakitan optik diskrit dalam transceiver optik padat.
Optik yang Dapat Dicolokkan vs Optik yang Dikemas Bersama
Optik yang dapat dicolokkan tetap sangat relevan dalam banyak desain jaringan. Optik yang dikemas bersama menjadi lebih relevan ketika saluran listrik antara ASIC dan modul optik menjadi terlalu mahal dalam hal daya, kehilangan, atau kepadatan.
Kemungkinan masa depan bukanlah penggantian sederhana dari satu arsitektur ke arsitektur lainnya. Lapisan jaringan dan generasi switch yang berbeda mungkin menggunakan arsitektur optik yang berbeda tergantung pada kepadatan bandwidth, desain termal, jangkauan tautan, dan biaya.
PAM4 dan fotonik silikon membentuk 800G dari arah yang berbeda. PAM4 meningkatkan jumlah data yang dibawa oleh setiap simbol dan membuat laju jalur yang lebih tinggi menjadi praktis. Fotonik silikon meningkatkan integrasi optik dan membantu skala modul optik padat. Pekerjaan standardisasi IEEE dan OIF kemudian mengubah teknologi ini menjadi jalur implementasi yang dapat dioperasikan.
Evolusi dari 50G PAM4 ke 100G PAM4 dan kemudian menuju sistem 200G per jalur menunjukkan arah penskalaan jaringan. Setiap langkah mengurangi beban untuk mencapai bandwidth agregat yang lebih tinggi. Setiap langkah juga menciptakan tantangan integritas sinyal, pengemasan, kekuatan, dan pengujian baru.
Untuk jaringan 800G, kesimpulan terpentingnya bukanlah bahwa hanya satu teknologi yang “menang”. Tren sebenarnya adalah konvergensi. PAM4, FEC, pemerataan, fotonik silikon, optik koheren, penskalaan ASIC sakelar, dan arsitektur yang dikemas bersama semuanya menjadi bagian dari sistem rekayasa yang sama.
Apa peran PAM4 dalam teknologi 800G?
PAM4 memungkinkan setiap simbol membawa dua bit, bukan satu. Hal ini menggandakan kecepatan data efektif per simbol dibandingkan dengan NRZ dan membantu sistem 800G mencapai bandwidth yang lebih tinggi tanpa hanya bergantung pada baud rate yang lebih tinggi.
Mengapa PAM4 membutuhkan FEC dan pemerataan?
PAM4 menggunakan empat level sinyal, sehingga jarak antar level yang berdekatan lebih kecil dibandingkan di NRZ. Ini meningkatkan sensitivitas kebisingan. FEC membantu memperbaiki kesalahan transmisi, sementara pemerataan mengkompensasi distorsi saluran dan meningkatkan ketahanan sinyal.
Bagaimana fotonik silikon membantu modul optik 800G?
Fotonik silikon mengintegrasikan komponen fotonik dan fungsi transceiver berkecepatan tinggi pada platform silikon. Hal ini berguna untuk modul optik 800G yang padat karena jumlah saluran yang lebih tinggi dan fungsi optik yang koheren meningkatkan pengemasan, penggabungan, dan kompleksitas produksi.
Apa perbedaan antara IEEE 802.3df dan IEEE 802.3dj?
IEEE 802.3dfadalah jalur standar Ethernet 400 Gb/s dan 800 Gb/s yang telah selesai dan menjadi IEEE Std 802.3df-2024.IEEE P802.3djadalah gugus tugas berkelanjutan yang menangani tujuan Ethernet 200 Gb/s, 400 Gb/s, 800 Gb/s, dan 1,6 Tb/s, termasuk pekerjaan terkait 200G per jalur.
Apakah 200G PAM4 diperlukan untuk Ethernet 800G?
No. 800GE dapat diimplementasikan melalui jalur saluran 8 × 100G serta melalui saluran 4 × 200G. PAM4 200G penting karena dapat mengurangi jumlah jalur dan kompleksitas optik untuk implementasi 800G dan 1,6T di masa depan, namun ini bukan satu-satunya jalur menuju 800G.
Di mana 800ZR cocok dengan jaringan 800G?
800ZRcocok dengan tautan 800G koheren dengan jangkauan lebih panjang. Ini mendefinisikan antarmuka garis koheren 800G dengan panjang gelombang tunggal untuk tautan DWDM point-to-point yang diperkuat sepanjang 80–120 km dan diposisikan sebagai jalur peningkatan langsung dari aplikasi DCI koheren gaya 400ZR.