使用说明
- 定位:面向光通信资深研究人员的年度全量技术洞察,按“一页一个要点”组织,可直接转成约 50 页 PPT。每页固定四栏:基础概念 → 趋势 → 2026 重大变化 → 论据。产业热点拆成两页(标“上/下”)。
- 数据来源:
- ECOC 2026 现场讲稿笔记 445 篇,引用格式〔E26 文件名简写 pN〕。
- OFC 2026 论文 707 篇,〔O26 论文号〕。
- ECOC 2025 论文 542 篇,〔E25 论文号〕。
- 少量网络信源 [W1]…,链接见文末。
- 口径:“自报”指厂商或讲者自述;“实验”“仿真”“现网”按原文标注;“OCR”指拍摄页识别、未逐字核对。不同口径的数字不做横向比较。
- 需求理解:原始需求为语音转写,以下几处按理解执行,如有偏差请指出:
- “NeuralBass” → Narrow & Fast(窄快)
- “隔长价” → XPU 的光互连与封装路线
- “插榫工程化” → 产业化与工程化
- “核案、大选等感知” → 海缆、DAS 等光纤感知
目录
| 部分 | 页码 | 内容 |
|---|---|---|
| 总览 | P01–P03 | 方法、六大方向结论、年度重大变化 |
| 方向一 Scale Across | P04–P12 | 需求动态、DSP 迭代(ZR/ZR+/CL)、FST + Multi-Rail、光纤与光层、跨 DC 训练 |
| 方向二 Scale Out | P13–P22 | 224G/448G 调制器与光源、PD、DSP 与电连接、OCS 需求与产业 |
| 方向三 Scale Up / Scale In | P23–P34 | XPU 光互连路线、CPO/NPO/XPO、Slow & Wide vs Narrow & Fast、WSE、Scale-up OCS |
| 方向四 光传输网络 | P35–P42 | DCI/长途/海缆、空芯光纤(研究、工程化、实验局)、AI 光网络 |
| 方向五 接入网 | P43–P47 | 50G PON、Beyond 50G/VHSP、AI-FAN/FTTR、RoF、FSO |
| 方向六 新应用 | P48–P51 | QKD/量子网络、海缆与 DAS 感知、机会点 |
| 总结 | P52 | 跨方向判断与 12–24 个月观察清单 |
总览
P01 方法与数据全景
本页结论:三次会议(ECOC 2025、OFC 2026、ECOC 2026)用同一套六场景框架做全量对比,AI 集群已经成为光通信研究的第一驱动力。
- 样本:
- ECOC 2026(Málaga,9 月 20–24 日):现场拍摄讲稿 399 份、7,060 页,拆成 445 篇笔记。
- OFC 2026:707 篇论文,含 24 篇 PDP。
- ECOC 2025:542 篇论文。
- 分析框架:六大场景统一用于三次会议,分别是 Scale Across、Scale Out、Scale Up/In、Transport、Access、新应用。ECOC 2026 讲稿按主方向归属:Transport 138、Scale Up 77、Scale Out 75、Access 75、Scale Across 37、新应用 32 篇。
- 一个结构性信号:“AI/计算集群光互连”作为主归类的占比,从 ECOC 2025 的 1.7% 升到 OFC 2026 的 5.0%,约 3 倍;大量调制器、激光器、交换与网络论文的研究动机都写着 AI〔E25/O26 分析报告 §1〕。
P02 六大方向一句话结论
本页结论:六个方向的共同主题:瓶颈从光器件本身,转向系统层面的供电、连接、可靠性与可维护性。
- Scale Across:部署单位从“波长”变成“光纤对”;成本重心从模块转向线路系统(Cignal 预测线路系统在 scale-across 支出中的占比从 2025 年的 32% 升到 2030 年的 55%);FST + Multi-Rail 成为四大设备商的共同方案。
- Scale Out:200G/lane 已有十万量级链路的现网证据(LPO/LRO/FRO 并存);400G/lane 在九类材料平台上都做出了样机,约束从调制器带宽转到电通道(约 90 GHz)、O 波段色散和接收端。
- Scale Up/In:分歧不在“光能不能做”,而在“谁承担可维护性”。NPO 与可插拔 XPO 抢 2026–27 年窗口,CPO 在 scale-up 要到 2027/28 年;慢宽有了 MSA,但缺少现场可靠性数据;晶圆级与 OCS 是两个尚未验证的变量。
- Transport:相干竞争转向按距离分档的产品族;空芯光纤从损耗纪录进入系统工程与现网试验;海缆容量被供电锁死;AI 光网络的落点是“DSP 内监测 + 受约束的智能体”。
- Access:50G PON + FTTR + AI-FAN 是 2026–2030 年的商用主线;100/200G VHSP 三条路线并存,2027–28 年选型;相干 PON 首次现场试验达到 300G。
- 新应用:光纤感知复用现网相干收发机与在役海缆,已经进入标准化(G.681);量子网络的现网价值在于验证与经典业务共纤,而不是速率。
P03 2025 → 2026 十大重大变化
本页结论:2026 年最大的十个变化,大多数是“从实验室走向现网或标准”,而不是新的纪录。
| # | 变化 | 2025 基线 | 2026 状态 | 论据 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 跨 DC 训练现网化 | 经济性论证(城域分布训练仅慢 7%) | 600 km、1,024 GPU 现场试验,效率损失 <5% | 〔E25 Tu.04.06.2〕〔O26 W4H.5〕 |
| 2 | Scale-across 线路系统产品化 | 概念 | Ciena RLS HyperRail、Nokia 1830 GX Multi-rail、华为 FST 发布 | 〔E26 Ciena p3–p4〕[W1][W2] |
| 3 | 400G/lane 多平台 | 单点突破 | 9 类材料平台做出 PDP 级样机 | 〔E25/O26 分析报告 §3.1〕 |
| 4 | CPO 量产 | 可靠性统计 | NVIDIA 宣布 CPO“全面量产”,Broadcom 大规模 CPO 集群 | 〔E26 NVIDIA-CPO p9–p10〕 |
| 5 | 慢宽标准化 | 零散方案 | OCI MSA 发布 v1.0(4×53.125 GBd NRZ,双向) | [W3] |
| 6 | OCS 进入 scale-up | 训练重构研究 | NVIDIA 投资 iPronics;Google TPU 8i 用 OCS 做推理 Pod | [W4][W5] |
| 7 | 空芯光纤系统工程 | 0.05 dB/km | 0.040 dB/km;400G ZR 在空芯光纤上 3 跨 427.97 km | 〔O26 M2J.1〕〔E26 Azure p13〕 |
| 8 | 超宽带单模 | 430 Tb/s(G.654) | 42.4 THz / 450 Tb/s(G.652.D 现网) | 〔E25 Th.03.02.3〕〔O26 Th4B.5〕 |
| 9 | 相干 PON | 实验室 | 300G 相干 TDM-PON 首次现场试验 | 〔E26 Th2-D4〕 |
| 10 | 海缆感知 | 4.4 万测点 | 8.8 万测点;688 km 有中继 DAS 与 15 Tb/s 业务共传 | 〔O26 Th4C.7〕〔E26 Mo5-A2〕 |
方向一:Scale Across(跨楼 / 园区 / 区域互连)
P04 需求(上):为什么必须“跨数据中心”
本页结论:Scale-across 是被供电逼出来的“算力合并”:单个园区装不下下一代训练。
- 基础概念:Scale-across 指把多个物理上分离的数据中心(楼、园区、城市、区域),在逻辑上组成一个训练或推理集群。它的本质是“算力合并”,不是“数据合并”。
- 趋势:单站点供电装不下下一代训练,于是多站点成为必然。
- 单个数据中心电力 50–300 MW,下一代 LLM 训练需约 1–5 GW〔E26 We5-B-中兴 p4〕。
- 每个 AI 园区有 4–12 栋楼,楼间距 2–40 km,并被称为“园区光纤数量已成危机”〔E26 Su3Su4-A 全场扫描 p111〕。
- 2026 重大变化:
- 系统规模从传统 DCI 约 200 Tb/s 跃升到超过 10 Pb/s,扩容粒度从“每波长”变成“每光纤对”,rail 数从约 10 条到 100 条以上〔E26 Ciena p10〕〔E26 华为 p5〕。
- Microsoft 把威斯康星与亚特兰大两个 Fairwater 站点组成“AI superfactory”,过去一年新增超过 12 万英里光纤[W6]。
- 中国的未来网络试验设施(FNTF)跨约 2,000 km,效率达到单一数据中心的 98%[W7]。
- 论据:〔E26 0923-We5-B-中兴 p4〕〔E26 0920-Su3Su4-A p111〕〔O26 W4H.3〕(KDDI 把供电、散热、空间列为三大约束)[W6][W7]
P05 需求(下):市场与流量结构的动态变化
本页结论:Scale-across 将在 2028 年超过传统 DCI,钱正在从光模块流向线路系统。
- 基础概念:scale-across 的流量来自训练中的数据并行(DP)和流水线并行(PP);张量并行留在站内。
- 趋势:它正从“DCI 的一个增量”变成“云可插拔带宽的主体”。
- 2026 重大变化(Cignal AI 预测):
- scale-across 占云可插拔带宽的比例从 2025 年的 5% 升到 2030 年的 72%,2028 年超过城域/前端 DCI。
- 2030 年 scale-across 支出 87 亿美元,其中线路系统占 55%(2025 年为 32%)。
- 线路系统部件交期 12–18 个月,产能受 InP 晶圆限制。
- 800ZRx 全球出货已超过 10 万端口(2026 年第二季度,OCR);某超大规模云预测 2026 年超过 20 万、2027 年超过 35 万个。
- 可插拔单价低于 6 美元/Gb/s,2027 年将低于 5 美元/Gb/s,而放大器与线路系统价格持平或上涨。
- 客户印证:Google 表示十年间光学让此类网络功耗降低约 90%,但线路系统功耗几乎没变,现在占总功耗约 50%〔E26 Google p4〕。
- 论据:〔E26 0922-MF-am-1140-CignalAI p6–p10〕〔E26 0920-am-Su2-B-01-Google p4〕
P06 距离分层与三大区域的建设模式
本页结论:按距离选光学引擎;北美靠云厂商垂直整合,中国靠国家网络与运营商,欧洲还在选址融资。
- 基础概念:按距离选光学引擎,每一档的分界都来自色散与时延这类物理约束。
| 分层 | 距离 | 主流方案 | 论据 |
|---|---|---|---|
| 园区 | 2–10 km(至 20–40 km) | O 波段 Coherent-Lite 1.6T/3.2T;专用低时延 FEC | 〔E26 Marvell p5〕〔E26 Nokia p12〕 |
| 城域/区域 | 10–120 km | 1.6T ZR(约 236 GBd 单载波) | 〔E26 Nokia p13〕 |
| 长距 scale-across | 120–1000+ km | ZR+(2×约 126 GBd)/ 转发器 | 〔E26 Su3Su4-A p120〕 |
| 运营商口径 | <10 km 直连不需线路系统;>10 km 用 800G ZR+ 加线路系统 | OVHcloud | 〔E26 Su1-C-00 p15–p16〕 |
- 三大区域的建设模式:
- 北美:云厂商自建专用 AI WAN,把园区、光纤和网络芯片纵向整合(Microsoft Fairwater、Google HyperRail)。
- 中国:国家级确定性网络加运营商 OTN/OCS 承担跨域连接(FNTF、中国电信 3 个 DC、1,024 GPU,训练效率超过 97%)。
- 欧洲:处于 AI Gigafactory 的选址与融资阶段(InvestAI 中 200 亿欧元,名额扩到 7 个,2027 年初定点)[W8]。
- 论据:〔E26 0923-We-F-00 p31〕[W6][W7][W8]
P07 DSP 迭代(上):ZR/ZR+ 代际与厂商主流方案
本页结论:相干 DSP 的竞争轴,从“谁的波特率最高”转向“按距离分档的产品族”;1.6T ZR 的风冷天花板是 45 W。
- 基础概念:相干可插拔的 DSP 决定波特率、FEC 与功耗,按 400ZR → 800ZR → 1600ZR/ZR+ → 1600CL 演进。
- 趋势:竞争轴从“峰值波特率”转向“按覆盖距离切分的产品族”。
- 2026 各家方案:
| 厂商 | 代际与规格(自报) | 状态 |
|---|---|---|
| Nokia | 400ZR:约 60 GBd,7 nm;800ZR:118–135 GBd,3 nm,大规模爬坡;1600ZR:约 236 GBd,互操作约在 2026 年第二季度;1600ZR+:2×约 126 GBd,约 1,000 km,约在 2026 年第三季度 | 〔E26 Su3Su4-A p120〕 |
| Marvell | Libra:800G ZR/ZR+,集成 MACsec;Electra:首款 2 nm 1.6T ZR/ZR+ DSP;ECOC 展台展示“业界首个 1.6T ZR DSP 星座图” | 〔E26 Marvell 等连拍 p3–p4〕〔E26 Su3-I-07-Marvell p13〕 |
| Acacia(Cisco) | 累计超过 75,000 个 800ZR+;Cignal 称它是唯一一家季度出货超过 25,000 个的供应商 | 〔E26 Acacia p3〕 |
| Ciena | WaveLogic 6 Nano(可插拔)与 Extreme(1.6T 转发器)并行 | 〔E26 MF 连拍 p69–p70〕 |
- 重大变化:
- 功耗天花板:Google 给出 1.6T ZR++ 在 45 W 以内是风冷的“可行极限”。
- 形态分叉:液冷 XPO 做到 12.8T ZR 300 W、Coherent-Lite 250 W〔E26 Google p7〕〔E26 Marvell 等连拍 p29〕。
- 论据:见上表
P08 DSP 迭代(下):Coherent-Lite、园区 FEC 与低功耗新路线
本页结论:2–40 km 园区是 Coherent-Lite 与 IM/DD 的主战场,低时延 FEC 与免驱动光 DAC 是新的胜负手。
- 基础概念:Coherent-Lite 是在 O 波段、短距场景下简化的相干方案,用来与 IM/DD 争夺 2–40 km 这一段。
- 趋势:色散随波特率的平方增长。Acacia 认为 IM/DD 在 200G/lane 下极限约 10 km,400G/lane 超过 2 km 就需要相干〔E26 Acacia p5〕。
- 2026 重大变化:
- 园区 FEC:延迟须控制在 50–75 ns(BCH(126,110) 为 49–55 ns),“不要在 10 km AI 链路上用 OFEC”〔E26 Nokia p12〕。Ciena 的 Coherent-Lite OSFP 做到 2×1.6T、BER <1e-24,12.8T XPO 功耗低于 240 W〔E26 Su4-A-02-Ciena p5–p7〕。
- OFC 2026 的新路线:
- BTO DP-IQM 单波净 1 Tb/s,覆盖 ZR 80 km 与 Coherent-Lite 2 km〔O26 Th3J.4〕。
- CMOS 逻辑门直接驱动 TFLN 光 DAC,不需要驱动器即可做到 448G PAM4 与 1.2T 16QAM〔O26 Th4B.2〕(PDP)。
- 电光梳共享载波与时钟,18λ×384 Gb/s,采样抖动 <0.9 ps,实现波特率采样的 Coherent-Lite〔O26 Th4C.8〕(PDP)。
- 收发端联合非线性补偿,让 20 km 无放大 1.6T 相干链路的功率预算提升 6 dB〔O26 M3B.7〕。
- 反方:NICT/UCLA 认为,只要用光域均衡(1 抽头延迟线)打破信道零点,IM/DD 就能延伸;但 O 波段 2 km 后可用带宽已经不到 45%〔E26 Su3Su4-A p134–p147〕。
- 论据:见上
P09 FST + Multi-Rail 组合方案(上):谁在做,做成什么样
本页结论:FST + Multi-Rail 已经是四大设备商的共同方案,交付单位从“波长”变成“光纤对”。
- 基础概念:
- FST(全谱转发器):用一个线路端口承载整根光纤的全部频谱,取代每对光纤上几十到上百个插件。
- Multi-Rail:把多条光纤对的放大器与线路光子集成在同一个模块里。
- 两者合起来,就是“以光纤对为交付单位”。
- 趋势:从 2025 年的概念,到 2026 年四大设备商全部发布产品。
- 2026 各家方案:
| 厂商 | 方案 | 关键规格(自报) | 时间 |
|---|---|---|---|
| Ciena | FST(WL6 1.6T)+ RLS HyperRail | 16 对光纤:被管设备 192→32(-84%)、机架单元约 -75%、功耗约 -50%;每机架从 4 条 rail 增到 128 条,EDFA 密度 32 倍 | 2026 年底首批客户标准化,2027 年放量[W1] |
| Nokia | 1830 GX Multi-rail OLS | 1RU 4 条 rail,40RU 机架 160 条;ILA 密度是传统方案的 40 倍,每 rail 功耗降 60% 以上 | 2026 年下半年[W2] |
| 华为 | FST + 4-Rail OA | 每纤 25.6T(C96),C96+L96 时 51.2T;1U 集成度 +75% | 已发布 |
| 中兴 | FST + OMC DCI-BOX | 19.1 THz S+C+L 800G CFP2,节省光纤 74.8% | 产品方向 |
| Google(客户) | HyperRail | 每站单个 ILA 机房,功耗约 -80% | 部署中 |
- 论据:〔E26 0920-pm-Su4-C-04-Ciena p3–p4〕〔E26 0920-am-Su2-B-02-Ciena p8〕〔E26 0920-pm-Su4-C-03-华为 p5〕〔E26 0923-We5-B-中兴 p10–p15〕〔E26 0920-am-Su2-B-01-Google p5〕〔O26 W3A.1〕(Ciena 特邀:可插拔与嵌入式转发器的分工)
P10 FST + Multi-Rail(下):优势、挑战与站点形态变化
本页结论:FST + Multi-Rail 的收益以数量级计,代价是站点电力与泵浦供给变成新的规格。
- 核心优势:
- 可管理对象减少一个数量级:每对光纤从 60–120 个插件变成 1 个线路端口;传统需要 22 个机房,多 rail 方案只需 1 个〔E26 Ciena p8〕。
- 功耗:多个放大器共用泵浦、采用无制冷多芯片泵浦。
- 频谱效率:城域 DCI 中,转发器方案(48×1.6T,76.8 Tb/s)比可插拔方案(64×800G,51.2 Tb/s)多 50% 容量〔E26 MF 连拍 p70〕。
- 挑战:
- 站点电力成为新规格:Ciena 的 X-Large ILA 机房站点功率 400 kW,每站最多 20,736 条 EDFA rail、最高 4 MW / 5,000 A 供电〔E26 Ciena p2〕。
- 泵浦与 InP 供给受限。
- 与可插拔的场景切分:Google 偏向可插拔闭合链路、追求“够用的 SNR”;Ciena 自己也同时出货 WL6 Nano 可插拔,两者按场景分工〔E26 MF 连拍 p69–p71〕。
- 术语歧义:NVIDIA Spectrum-X 的“多平面多 rail”是 scale-out 的交换拓扑(8 平面、4 rail,交换机数量省 1.7 倍),不要与线路系统的多 rail 混淆〔E26 NVIDIA-SpectrumX p9–p10〕。
- 判断:2026–2027 年,scale-across 的主干会是“FST + Multi-Rail + 1.6T ZR/ZR+”,竞争维度从单波长速率转向 rail 数、站点功率和泵浦供给。
P11 对应的光纤与光层最新动态
本页结论:Scale-across 靠三条路扩容:扩带、多芯、空芯;空芯光纤已经能用 ZR 跑 400 km 以上,但价格与产能是硬约束。
- 基础概念:scale-across 的扩容有三条路:更宽的波段(C+L → S+C+L / O)、更多的纤芯(SDM)、更好的介质(空芯光纤)。
- 2026 重大变化:
- 单波与带宽:
- 硅光收发机实时 S+C+L 双向 134 Tb/s,全部通道 1.276 Tb/s,75 km G.654.E〔O26 W3J.1〕。
- 中国电信 S+C+L 现网试验约 17–20 THz,全频段实验超过 37 THz〔E26 MF 连拍 p7〕。
- KDDI 在 80.4 km 上做到连续 16.4 THz 的 O 波段 BDFA 传输〔E26 KDDI p15–p16〕。
- 空芯光纤进入 DCI:
- Azure 用 400G ZR 在空芯光纤上跑全 C 波段 3 跨 427.97 km(记录)〔E26 Tu3-H4-Azure p12–p13〕。
- 支撑管空芯光纤加双向 EDF,单跨 150 km 实现同频同时全双工 ZR+〔O26 Tu3D.7〕。
- Corning 仿真显示,空芯光纤可以把计算与通信的重叠提高 25%、同等时延下距离延长约 50%〔E26 Corning p9〕。
- 空芯光纤的约束:领纤自报价格超过 3,000–5,000 美元/km(普通单模光纤 20–40 美元/km),累计产量约 83 km〔E26 领纤 p13, p60〕;中兴认为部分场景下空芯光纤没有收益〔E26 中兴 p15〕。
- 单波与带宽:
- 论据:见上
P12 跨 DC 训练实测与交换/路由层方案
本页结论:跨 DC 训练已在 600 km、1,024 GPU 规模上验证:只让 DP/PP 跨站,效率损失就能控制在 5% 以内。
- 基础概念:跨站训练要同时解决三件事:带宽(DP 梯度同步)、时延(与 GPU 代际相关)、无损(长距 RDMA)。
- 2026 重大变化:
- 现场试验:中兴与长飞在 600 km 上跑 LLaMA2-70B,1,024 GPU,PP=8、TP=8、DP=16;线路侧需要 3.2–16 Tb/s,按 1:8 收敛取 12.8 Tb/s,用 16×800G(135 GBd PCS-16QAM,OTN)承载;DP 效率损失 <5%,PP <1%〔O26 W4H.5〕。
- OCS 网关:KDDI 用 ZR 直连 scale-up 交换机做 RDMA-over-WDM,4 个集群各相距 30 km,作业完成时间与单站相当〔O26 W4H.3〕;RDMA 时延 = 14.514 + 9.836·x µs(x 为公里数)〔E26 KDDI p7–p10〕。
- 距离敏感度(仿真):DC 间距 1,000 km 时,H100 的训练时间是 0.3 km 基线的约 26 倍,A100 约 4 倍〔E26 Corning p6–p10〕。GPU 越快,对时延越敏感。
- 交换/路由芯片:
- NVIDIA Spectrum-XGS:随距离调整的拥塞控制。
- Broadcom Jericho4:51.2T、HBM 深缓冲、支持 100 km 以上 RoCE。
- Cisco 8223 / P200:64×800GE,支持最远 1,000 km 的相干链路[W9][W10][W11]。
- 观察点:跨站训练在超过 1,024 GPU、超过 40 km 规模下的效率实测;1600ZR/ZR+ 的互操作进度。
方向二:Scale Out(224G / 448G 代际)
P13 需求与代际节奏
本页结论:Scale-out 的放量越来越快,可靠性已经取代带宽成为首要矛盾。
- 基础概念:Scale-out 指集群后端网络(100 m–2 km),用可插拔光模块连接 NIC 与交换机,按单通道速率分代:100G → 200G(1.6T)→ 400G(3.2T)。
- 趋势:
- 规模:Oracle OCI 的 AI 集群从 2020 年的 16,384 GPU 增到 2026 年的 131,072 GPU(8 倍)〔E26 Oracle p2〕。
- 交换机代际:51.2T=512×100G → 102.4T=512×200G → 204.8T=1,024×200G → 409.6T=1,024×400G〔E26 Arista p2〕。
- 放量越来越快:达到年出货 1,000 万只所用的年数,400G 是 8 年,800G 是 5 年,1.6T 只要 4 年(LightCounting)〔E26 Lumentum p6〕。
- 2026 重大变化:
- 硅光收发器在 2026 年首次超过收发器销售额的 50%〔E26 LightCounting p3〕。
- 可靠性成为主矛盾:在 4.5 GW / 300 万 GPU 规模下,约每 48 秒就有一次链路抖动(flap),一条不稳定链路会浪费 32,000 GPU·小时〔E26 Credo p2–p3〕。OCI 现网 90% 以上的链路故障、97% 的收发器更换都源于污染〔E26 四家连拍 p38〕。
- OFC 2026 已出现百万级光模块的现网故障分析〔O26 Th3B.1〕〔O26 Th3B.2〕。
- 论据:见上
P14 200G/lane 现网形态(上):LPO 的大规模现网证据
本页结论:LPO 在封闭网络中已有十万量级的现网证据,而且可靠性不输 FRO。
- 基础概念:
- FRO:全重定时,模块内带 DSP。
- LRO:半重定时,只在发端重定时。
- LPO:线性直驱,模块内不带 DSP。
- 趋势:在“受控网络”(同一厂商、纯 LPO 对 LPO)里,LPO 已经被十万量级的链路验证。
- 2026 重大变化(现网数据首次公开):
- 阿里云:13,234 只 400G DR4 LPO,累计 2,580 万器件小时。
- 功耗中位数 4.2 W,对比 FRO 的 8.1 W。
- 壳温 35.1 °C,对比 45.5 °C。
- 模块收发时延 <5 ns,对比 >100 ns。
- 日链路抖动率 0.017%,对比 0.040%〔E26 阿里云 p43–p46〕。
- Oracle:800G 约 35 万条链路,LPO 的 p99 pre-FEC BER 为 5e-10,FRO 为 3e-8;至少出现一次 down 的链路比例 3.2%,对比 5.7%〔E26 Oracle p7〕。一台 64×800G 交换机,50% LPO + 50% LRO 比全 FRO 省 258 W〔E26 Oracle p8〕。
- 反常识:LPO 在现网中的 BER 尾部反而优于 FRO;TDECQ 大于 3.5 dB 的端口,BER 依然很好〔E26 阿里云 p40〕。
- 阿里云:13,234 只 400G DR4 LPO,累计 2,580 万器件小时。
- 论据:见上
P15 200G/lane 形态选择(下):1.6T 该选 LPO 还是 LRO
本页结论:200G 世代是“FRO + LRO + LPO”按网络类型分工;1.6T 上 LRO 暂时占优。
-
分歧:
- Oracle 认为 1.6T 上的 LPO 很难同时满足信号完整性和互操作,LRO(26 dB 通道,16 W,约 10 pJ/bit,多家 3 nm DSP 已互通)是当前最佳低功耗方案〔E26 Oracle p8〕。
- 阿里云坚持在封闭网络里纯 LPO 对 LPO 部署,并把 LPO 视为 NPO/CPO 线性驱动的基础〔E26 阿里云 p41, p47〕。
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功耗阶梯(厂商自报,1.6T):全重定时 30 W(18.5 pJ/bit)→ LRO 15–17 W → LPO 10 W → NPO 8 W → CPO 5 W(3 pJ/bit)〔E26 SourcePhotonics p16〕。
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代表产品:Nokia 1.6T InP LPO(8×200G)功耗 8.8 W,TDECQ 2.11 dB〔E26 PF-Nokia p11〕;Nexthop 称在 100T 交换机上,LRO 光学功耗比 FRO 低 30%,NPO 低 60%〔E26 Nexthop p11〕。
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OFC 2026 的标准化进展:1.6T(8×200G)2×FR4 单片硅光收发机满足 802.3dj〔O26 Th4A.7〕(PDP);102.4T 交换机在 39 dB 插损下适配 LPO〔O26 W2A.43〕。
-
判断:200G 世代会是“FRO + LRO + LPO 按网络类型分工”;进入 400G 世代后,形态会向 NPO/CPO 收敛(见方向三)。
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2025 → 2026 对比:ECOC 2025 时,200G/lane 还处在“产品化验证”阶段(TDECQ、802.3dj、温度、可靠性);到 2026 年,已有 Oracle 与阿里云的十万量级现网数据,以及 1.6T 2×FR4 单片硅光通过 802.3dj〔E25/O26 分析报告 §3.1〕〔O26 Th4A.7〕。LPO 的问题从“能不能用”变成了“在哪类网络里用”。
P16 400G/lane 调制器(上):InP 路线
本页结论:InP 路线率先把 400G/lane 做成模块级演示,薄膜 EML 在功耗与密度上领先。
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基础概念:400G/lane 的 IM/DD 采用约 212.5 GBd 的 PAM4,需要 3 dB 带宽超过 100 GHz 的调制器。
-
趋势:从 ECOC 2025 的单点突破,到 OFC 2026 九类平台同时做出 PDP 级样机,再到 ECOC 2026 出现模块级演示。
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2026 重大变化(InP):
- Coherent:3.2T OSFP(8×425G PAM4)现场演示,Outer OMA 5.45 dBm,ER 3.4 dB〔E26 四家连拍 p53〕。
- Source Photonics:1.6T DR4(4×400G,212.5 GBd),TDECQ 1.1 dB,展台演示〔E26 SourcePhotonics p13–p14〕。
- NTT 薄膜 InP EML 阵列:4 通道 × 400/448G,O 波段,55 °C,3 dB 带宽超过 100 GHz,激光能耗 0.12 pJ/bit,岸线密度 3.2 Tb/s/mm〔O26 Th4A.1〕(PDP)〔E26 NTT p10–p14〕。
- Lumentum:OFC 2026 展示 4×400G 1.6T 差分驱动 EML;InP MZM 尺寸是 TFLN 的 1/5〔E26 Lumentum p7–p10〕。
- 学术:双串联 EAM 差分驱动 EML,带宽超过 100 GHz、360G PAM4〔O26 Tu3J.5〕;EML 子组件 3 dB 带宽 110 GHz〔O26 Tu3J.1〕。
-
论据:见上
-
2025 → 2026 对比:ECOC 2025 上 400G/lane 还是单点突破(GeSi EAM 超过 110 GHz、224 GBd PAM4〔E25 Th.03.01.4〕);OFC 2026 上出现膜 EA-DFB 0.5 V 摆幅 400/448G〔O26 Th4A.1〕、差分驱动 EML 413G PAM6〔O26 Tu3J.6〕;ECOC 2026 进一步到了 Coherent 的 3.2T OSFP 与 Source Photonics 1.6T DR4 的模块级演示。一年内完成了从器件到模块的跨越。
P17 400G/lane 调制器(下):硅光与新材料平台
本页结论:400G/lane 出现“九类平台并存”:带宽已经不是问题,成本、生态与驱动协同决定胜负。
| 平台 | 代表结果 | 论据 |
|---|---|---|
| 硅 MZM | 商用 SiGe 驱动下 400G/lane〔O26 Th4A.4〕(PDP);imec 行波 MZM 约 67 GHz,425G 低于 20% FEC 门限 | 〔E26 We2-B5-imec〕 |
| 硅微环 MRM | NVIDIA CPO 发射机 16×212.5G,连续 3 天 BER <1e-14;HKUST(GZ) FSR 5.2 THz、69 GHz、16×224G | 〔E26 NVIDIA p13〕〔E26 We2-B2〕 |
| BTO | 商用硅光平台单片 BTO DR4,净 1.6T(4×448G) | 〔O26 Th4B.3〕(PDP) |
| TFLN / TFLT | HyperLight:TFLN 直驱 DSP 做到 400G/lane,1.6T FRO 约 21 W;TFLT 110 GHz、线路速率 768 Gb/s | 〔E26 HyperLight p8〕〔O26 Th4A.2〕(PDP) |
| GeSi EAM | imec:约 100 GHz,GeSi EAM 到 Ge APD 做到 425/448G | 〔E26 imec 大会报告 p66–p67〕 |
| SOH / 等离子体 | imec 垂直 SOH 超过 110 GHz、360G;ETH 与 Marvell 的等离子体 RRM 光 DAC 做到 360G(比 MZM 好 10%) | 〔E26 We2-B3〕〔E26 We3-D2〕 |
-
2026 重大变化:光电带宽已经够用,瓶颈转向电通道、色散和接收端(见 P19–P20)。
-
判断:3.2T 代际不会只有一个赢家。
- 硅 MZM/MRM 靠成本和生态取胜。
- EML 靠功耗和成熟度取胜。
- BTO/TFLN/TFLT 靠带宽余量取胜。
- 决定因素是驱动/SerDes 的协同设计,以及封装形态〔E25/O26 分析报告 §3.1〕。
-
2025 → 2026 对比:新材料在一年内全面刷新:TFLT(钽酸锂)在 OFC 上显著增加(768 Gb/s、1.6T WDM 发射机〔O26 Th4A.2〕〔O26 W1A.7〕);BTO 从 ECOC 2025 的 120 GBd 800G〔E25 W.02.01.73〕做到 OFC 的净 1.6T DR4〔O26 Th4B.3〕;铁电向列相玻璃、等离子体环也实现了净 400G〔O26 M2B.4〕〔O26 M2B.5〕。
P18 光源:从“模块内一颗 DFB”到独立子系统
本页结论:光源正在变成独立子系统,InP 晶圆产能是 CPO 与多波长时代的共同约束。
- 基础概念:CPO、NPO 和多波长方案需要外置光源(ELS)或多波长光源。OIF ELSFP 与 OCI-MSA 对光源的指标要求:每波长 200 mW、RIN ←144 dBc/Hz、波长栅格 ±0.2 nm〔E26 Scintil p1〕。
- 趋势:高功率 CW 与多波长两条路线并行。
| 路线 | 代表结果(多为自报) | 论据 |
|---|---|---|
| 高功率 CW | 华为 InP:WPE 超过 30% 直到 500 mW;Source Photonics:70 mW → 400 mW(2027 年第一季度);OFC 上 500 mW PCSEL | 〔E26 华为 p5〕〔E26 SourcePhotonics p18〕〔O26 W4E.2〕 |
| QD 梳 | Quintessent:8λ 梳 200 mW(每波长超过 25 mW,均匀度 2 dB) | 〔E26 Quintessent p12〕 |
| Kerr 微梳 | Chalmers/Solinide:O 波段转换效率 69%;Columbia/Xscape:63.6%,CombX 2027 年第四季度量产爬坡 | 〔E26 Chalmers p7〕〔E26 Columbia p8–p10〕 |
| 异质集成阵列 | Photon Bridge:32 DFB 晶圆级 8 色集成,2027 年第一季度送样;Scintil:2026 年 9 月推出 16 激光器组件 | 〔E26 PhotonBridge p8–p10〕〔E26 Scintil p6〕 |
| 外腔 | POET:4 通道、每通道约 20 dBm、线宽 36.9 kHz | 〔E26 POET p6–p7〕 |
| 1060 nm VCSEL | Coherent 2D VCSEL NPO 1.2 pJ/bit,2027 年上半年量产;东京科学大学 62 GHz、256G PAM4 | 〔E26 四家连拍 p51〕〔E26 东工大 p10–p12〕 |
- 约束:Omdia 认为 InP 光源“几乎不可避免”,而高功率芯片面积更大、良率更低,InP 晶圆的消耗会高于预期〔E26 Omdia p5, p11〕。
- 争议:Oracle 认为 ELSFP 的可插拔性可能反而是负担(盲插连接器的清洁问题),并指出 CW 激光器本身是低 FIT 器件〔E26 Oracle 笔记01 p8–p10〕。
P19 接收端与单通道极限
本页结论:PD 带宽已超过 200 GHz、单通道 IM/DD 超过 800G,但色散让 O 波段 2 km 后的可用带宽急剧收缩。
-
基础概念:到 400G/lane,PD 与 TIA 的带宽要超过 100 GHz,灵敏度与线性度成为新的短板。
-
2026 重大变化:
- PD:
- NICT 零偏压 UTC PD,3 dB 带宽 200 GHz〔E26 NICT p8–p10〕。
- imec Ge PD 超过 110 GHz、0.9 A/W;Ge APD 约 90 GHz、1.9 A/W〔E26 imec p59〕。
- 垂直入射 InP PD 达到 210 GHz〔O26 W3E.7〕。
- 免 CMP 的 Ge PD 经过 500 h HTOL 无退化〔E26 Th2-E3-imec p15〕。
- 单通道 IM/DD 纪录:Nokia Bell Labs 与上海科技大学用单调制器 + 单 PD,440 GBd PS-PAM6 做到净 826.6 Gb/s,超过此前 NTT 248 GBd、660 Gb/s 的纪录〔E26 PDP-A-6 p2, p8〕(PDP)。
- 偏振分集 DWDM 接收:NVIDIA 做到 4λ×64G、PDL ±0.2 dB(300 mm 晶圆上 252 个测点),无需主动偏振跟踪〔E26 Th2-E1 p8, p12〕。
- 色散天花板:224 GBd、2 km 下,只有约 45% 的 O 波段可用;到 20 km 不到 5%〔E26 NICT p6, p9〕。
- PD:
-
论据:见上
-
2025 → 2026 对比:ECOC 2025 的垂直入射 InP PD 为 205 GHz〔E25 Tu.01.02.1〕,单通道 IM/DD 纪录为净 651 Gb/s〔E25 Tu.03.06.1〕;2026 年分别到了 210 GHz〔O26 W3E.7〕和 826.6 Gb/s〔E26 PDP-A-6〕。接收端还出现了“用 33 GHz ADC 接收 200 GBd”的模拟解复用路线〔O26 W4J.3〕,缓解了 ADC 的带宽压力。
P20 光 DSP 与电连接:448G 的真正瓶颈
本页结论:448G 的真正瓶颈是约 90 GHz 的电通道、占模块一半功耗的 DSP 和连接器,这是推动 NPO/XPO 的根本原因。
- 基础概念:400G/lane 需要电接口(C2M / CEI-448G)、DSP 和连接器三者协同。
- 2026 重大变化:
- 电通道:OIF 指出,当前“干净”的信道带宽约 90 GHz(主要受连接器限制),448G PAM4 很困难〔E26 上午连拍 p33〕;CEI-448G-VSR/LR 项目 2026 年 2 月启动,调制格式与 FEC 仍未定〔E26 OIF p7, p12〕。
- 调制格式:448G 电接口若用 PAM4 需约 112 GHz,PAM6 约 90 GHz,PAM8 约 75 GHz〔E26 Arista p3〕。Marvell 的组合是 FRO 电侧 PAM6/PAM4、光侧 PAM4〔E26 Su3Su4-A p80–p85〕。
- DSP 功耗:DSP 占模块功耗的 49%(SerDes 40%、ADC/DAC 36%)〔E26 Lumentum p8〕。
- 去 DSP 路线:
- 香港中文大学硅光光域均衡,432 Gb/s/λ,功耗 <50 mW〔E26 Tu3-A2 p10–p13〕。
- SiGe 模拟解复用芯片让 33 GHz 的 ADC 接收 200 GBd〔O26 W4J.3〕。
- 模拟均衡 ASIC 做到 0.6 pJ/bit〔O26 W2A.44〕。
- 连接器:
- CommScope 自清洁连接器插损典型值 <0.1 dB,1RU 可容纳 3,456 芯〔E26 CommScope p3–p4〕。
- EBO MSA 数据:1,088 个连接的板级光纤组装良率只有 23.0%〔E26 EBOMSA〕。
- 判断:400G/lane 的胜负不在调制器,而在“电通道 + 连接器 + DSP 功耗”这个组合。这正是推动 XPO/NPO 缩短电路径的根本原因。
P21 Scale-out OCS(上):需求从哪里来
本页结论:OCS 的需求来自交换芯片跟不上流量增长;它正从 Google TPU 专用走向 GPU 集群。
- 基础概念:OCS 在光层直接切换光路,不做光电转换,与速率和波长无关,天然低时延、低功耗。
- 需求来源:
- 交换芯片与流量的剪刀差:2014–2021 年,Google 数据中心流量增长超过 36 倍,交换 ASIC 容量只增长约 8 倍〔本地资料:全球 OCS 技术与产业(引用 Agrell 等 2024 路线图)〕。
- 拓扑重构与故障绕行:训练按作业重构拓扑;用 OCS 做故障重路由、纠正布线错误〔O26 M3F.6〕。
- 省掉收发器和交换层:Oriole 称 32,000 GPU 集群的收发器可从 196,608 个降到 32,768 个,网络功耗降 81%(公司自述)〔E26 Oriole p12〕。
- 2026 重大变化:
- 市场:OCS 2026 年超过 20 亿美元,2030 年超过 80 亿美元;2030 年端口约 4,600 万个(scale-out TPU 约 1,800 万,scale-up GPU 约 2,600 万,读图估计)〔E26 四家连拍 p12〕。
- 从 TPU 专用走向 GPU:KDDI 用 96×96 MEMS OCS 加 LPO,在 H100 上做了 72 小时 LLM 预训练;OCS 只增加数十 ns 时延,对作业完成时间没有显著影响〔E26 KDDI p8–p14〕。
- OFC 上,训练阶段感知的重构让通信加快 37.5%〔O26 M3F.5〕。
- 论据:见上
P22 Scale-out OCS(下):技术路线与产业进展
本页结论:OCS 分成毫秒级(MEMS)、微秒级(硅光)、纳秒级(TFLT/可调激光)三档,推理场景需要 700 ns 以内的切换。
| 技术 | 代表进展 | 优势 / 挑战 | 论据 |
|---|---|---|---|
| MEMS / 3D 自由空间 | 每 1U 32–40 端口,供应商有 Coherent、Lumentum、Polatis、Triple-Stone(320×320) | 成熟、低损耗 / 体积大、毫秒级切换 | 〔E26 iPronics p2〕 |
| 硅光 + SOA | iPronics ONE-32,1.6T 收发器经过 OCS 后 BER 只劣化 1 个数量级;约 100 美元/端口;2026 年 9 月获 NVIDIA 参投的 1.25 亿美元融资 | 紧凑、固态 / 插损需靠增益补偿 | 〔E26 iPronics p11–p13〕[W4] |
| TFLT 电光 | OneTouch 8×8,切换 <4 ns,静态功耗 <200 nW | 纳秒级 / 插损 8.6 dB | 〔E26 Tu1-E4 p10–p16〕 |
| 超大规模 | 4096×4096 单层,819.2 Tb/s | 规模 / 工程化 | 〔O26 M3F.3〕 |
| AWGR 波长路由 | 1024×1024 Thin-CLOS-LION,64 波长;UC Davis 3D Hyper-FleX-LION 功耗约为 Fat-tree 的 1/3 | 无源 / 需要可调光源 | 〔O26 M4F.1〕〔E26 UCDavis p6–p8〕 |
| 可切换激光器 | 清华 Si3N4-TFLN 激光器,切换 <15 ns | 快 / 需要光源阵列 | 〔E26 Tu1-E1 p4–p7〕 |
- 分歧:OCS 需要多快:
- 毫秒就够:KDDI 利用 GPU 计算阶段 100–400 ms 的零流量窗口切换。
- 必须纳秒:Oriole 认为只有“超快交换 + 收发器超快重锁定”,吞吐才能超过 90%〔E26 Oriole p9〕。
- 推理的门限:OFC 分析指出,LLM 推理要求重构时间 <700 ns,OCS 才能胜过电交换〔O26 W2A.28〕。
- NVIDIA 列出的四道门槛:插损(DR4 只有 3 dB 余量)、成本(每 1U 超过 256 个端口)、可靠性、端口密度〔E26 NVIDIA p18〕。
方向三:Scale Up / Scale In
P23 需求:带宽集中在 scale-up,铜走到尽头
本页结论:系统带宽集中在 scale-up,铜在 200G/400G 下只剩 1–2 m,每个机架的光纤数正在从 1,000 根走向 3 万根。
- 基础概念:Scale-up 指 XPU 之间的内存语义高带宽域(机架内到数十米);Scale-in 指芯片与芯片、芯片与内存之间(毫米级)的互连。
- 趋势:
- 带宽阶梯(Ciena):die-to-die 为 100% 时,内存约 10%,scale-up 约 1%,scale-out/across 约 0.1%〔E26 Ciena p33〕。OIF 的 72 GPU Pod 示例中,scale-up 带宽 1,036.8T,约是 scale-out(57.6T)的 18 倍〔E26 上午连拍 p44〕。
- NVIDIA 给出的演进:GPU 带宽每两年翻倍(2.4 → 3.6 → 7.2 Tb/s);GPU 域 8 → 72 → 数百颗;机架功率 25 kW → 1 MW;GPU 到一级交换的距离最长可到约 30 m,“铜到达极限”〔E26 NVIDIA p8〕。
- 2026 重大变化:
- 铜的距离边界:
- OpenAI 读图:200G 约 1 m、400G 约 1 m〔E26 OpenAI p4〕。
- Marvell:200G 2.5 m、400G 1.25 m、800G 0.6 m〔E26 Marvell p5〕。
- Ciena 认为,铜至少还能用到 400G 世代;采用混合介质后,铜域可从 72 XPU 扩到 256 XPU〔E26 Mo12-A3-Ciena p18, p33〕。
- 光纤数量爆炸(Corning 估算):每个机架的光纤数,Vera Rubin NVL72(2026)约 1,000 根 → Rubin Ultra NVL576(2027)约 1 万根 → Feynman NVL1152(2028)约 3 万根〔E26 康宁 p4–p6〕。
- 铜与光之间的第三条路:AttoTude 介质波导 448G 约 10 m〔E26 AttoTude p6〕;THz ASIC + 介质波导承载 224/448G〔O26 Th1A.1〕。
- 铜的距离边界:
P24 各家 XPU 的光互连路线(上):GPU 与 TPU 阵营
本页结论:NVIDIA 押 DWDM 光 I/O + CPO,Google 押 OCS + 拓扑,两条路线决定了 scale-up 光学化的两个方向。
| 厂商 | 今天 | 下一步 | 论据 |
|---|---|---|---|
| NVIDIA | NVL72 机架内铜互连;Spectrum-X/Quantum-X CPO 已量产(微环调制器 + TSMC COUPE),自报 CPO 约 4 pJ/b,省约 72% 收发器功耗 | scale-up 选 DWDM NRZ 硅光:8λ×32G、200 GHz 间隔,16 小时无误码;起步每纤 400G;光学中介层(OOI);Groq 3 LPX 做 decode,与 GPU 配对 | 〔E26 NVIDIA-CPO p8–p13〕〔E26 Mo4-NVIDIA p8, p11〕〔E26 Su2-I-01 p13–p14〕[W12] |
| TPU 集群长期使用 OCS | TPU 8t 单超级 Pod 9,600 芯片(3D torus);TPU 8i 采用 Boardfly 结构:4 芯片 → 32 芯片组(铜)→ 36 组经 OCS 连成最多 1,024 颗活动芯片,最坏跳数从 16 降到 7 | [W5] | |
| AMD | 认为 CPO 是 scale-up 的必需品(约 5 pJ/bit);OCI MSA 创始成员 | 光源方案权衡(ELSFP 与频梳) | 〔E26 AMD p4, p8–p9〕[W3] |
| Broadcom | TH6 102.4T Davisson CPO(200G/lane);第 4 代 CPO 自报“超过 100 万器件小时零链路抖动” | 2028 年推出下一代;ICA/NPO-HDI 通道 <20 dB,可支撑 400G | 〔E26 Broadcom p4–p7〕〔E26 Su1-B-04-Broadcom p5, p13〕 |
- 2026 重大变化:NVIDIA 与 Google 把光在 scale-up 中分别推到了两个不同位置:NVIDIA 的路线是 DWDM 光 I/O 加 CPO,Google 的路线是 OCS 加拓扑。
P25 各家 XPU 的光互连路线(下):NPU、ASIC 与云厂商
本页结论:NPU 与云厂商在 224G 世代多选“铜 + NPO/LPO”,同时通过 OCI MSA 为宽慢留选项。
| 厂商 | 路线 | 论据 |
|---|---|---|
| 华为(NPU) | Atlas 950 用 4,096×800G SR8 VCSEL LPO(对应 1,024 NPU),链路级重传 + 2×2 模块交叉备份;Hi-ONE 7.2T NPO(36×224G,板载激光,自报“已量产”);属于 NPO 派 | 〔E26 华为 p3, p5〕〔E26 Mo12-A5-华为 p4–p9〕 |
| OpenAI(Jalapeño) | 机架内铜背板,128 颗本地域 + 2,048 颗全局域,由 Broadcom TH6 两级 Clos 连接;选型顺序:铜 → 快窄可插拔 → 慢宽(需可靠性证明) | 〔E26 OpenAI p6–p8〕 |
| Microsoft | OCI Wave 1 用于 scale-up、Wave 2 用于内存解耦(目标 <5 ns、<4 pJ/bit);同时探索 microLED 宽慢方案(自评风险很高) | 〔E26 MicrosoftAzure p3–p8〕〔E26 Tu1-E3 p20〕 |
| Marvell | 定制 XPU + NVLink Fusion;收购 Celestial AI(Photonic Fabric);等离子体调制器比硅光相位调制器小约 500 倍 | 〔E26 Marvell p8, p14〕[W13] |
| Qualcomm | P-CPO 光 I/O;与 Lightmatter 做到每纤 1.6 Tbps(16λ×106G);光 D2D 目标 <2.5 pJ/bit、>4 T/mm | 〔E26 Qualcomm p6–p7〕 |
| 国内云厂商 | 美团:NPO 是长期路径,224G 是务实窗口;32/36 lane 的 NPO 需求来自华为、阿里、腾讯 | 〔E26 美团 p13〕〔E26 T04-华为 p6〕 |
- 判断:GPU 与 NPU 厂商在 224G 世代多数选择“铜 + NPO/LPO”,CPO 率先在交换机侧(NVIDIA、Broadcom)落地;云厂商(Microsoft、Meta、OpenAI)通过 OCI MSA 为慢宽留了选项。
P26 形态(上):CPO / NPO / XPO 的时间线与标准
本页结论:2026 年 XPO、Open CPX、OCI、EBO 四个 MSA 同年落地,2027 年是 scale-up 光学形态的量产元年。
- 基础概念:
- CPO:光引擎与 ASIC 共封装。
- NPO:光引擎放在 ASIC 旁边的板上,可维护。
- XPO:64 通道、12.8T 的液冷可插拔模块。
- 200G/lane 下的主机电通道损耗:可插拔约 22 dB,NPO 7–10 dB,CPO <5 dB〔E26 NewPhotonics p5〕。
- 时间线:Ciena 判断 CPO 在 scale-out 约 2026 年落地、scale-up 要到 2027/28 年〔E26 Ciena p10〕。
- 2026 标准爆发:
| MSA | 关键内容 | 论据 |
|---|---|---|
| XPO MSA | 2026 年 3 月 20 日成立,150 家成员;1.0 规范 7 月 31 日发布;量产模块预计 2027 年第一季度;50 V 母线,最高支持 500 W 模块 | 〔E26 Mo4-Arista p12, p24〕 |
| Open CPX | 1.0 规范 9 月 16 日发布;6.4/7.2 Tbps,32/36 lane,最高 212.5 Gbps/lane;激光器可内置也可外置(ELSFP) | 〔E26 UBC p4〕〔E26 Semtech p8–p9〕 |
| OCI MSA | 2026 年 3 月成立;v1.0 规范:每方向 4 个波长、53.125 GBd NRZ、单纤双向;路线为 Gen1 200G → Gen2 400G → Gen3 800G | 〔E26 We-F-00 p16–p17〕[W3] |
| EBO MSA | 57 家成员;扩束连接器,1,000 次不清洁插拔插损变化 <±0.1 dB | 〔E26 EBOMSA p13–p18〕 |
| OIF | 启动 12.8T NPO 模块与 CEI-448G 项目 | 〔E26 上午连拍 p29–p51〕 |
- 首批产品:
- Arista 与 TeraHop 发布“业界首个”12.8T 8×DR8 液冷 XPO,约 130 W、约 10 pJ/bit〔E26 We5-B-Arista p6–p9〕。
- TeraHop Open CPX 6.4T NPO,功耗 <35 W(<5.5 pJ/bit)〔E26 四家连拍 p59–p60〕。
P27 形态(下):CPO 与 NPO 之争——可靠性、良率与可维护性
本页结论:CPO 与 NPO 之争的决定因素,已经从能效转到可靠性、良率与可维护性。
- 核心判断:决定 CPO 与 NPO 选型的,已经从能效变成了可靠性、可维护性和连接器。
- NPO 阵营:
- 华为自评 NPO 对 CPO 的比分是 4:1,理由是维护解耦、上市快〔E26 Mo12-A5-华为 p4, p8〕。
- Oracle 认为 NPO 是多厂商生态、RMA 负担轻〔E26 Oracle p11〕。
- fibeReality 称 CPO 的良率问题“已经成为现实”〔E26 fibeReality p7〕。
- CPO 阵营:
- NVIDIA 自报:激光器少 4 倍、功耗低 5 倍、MTBI 高 10 倍,但这些倍数没有标明对比基准〔E26 NVIDIA p9〕。
- Broadcom 自报超过 100 万器件小时零链路抖动〔E26 Broadcom p4〕。
- 量化风险:
- 一台 409.6T 的 CPO 交换机有 512×8 根光纤,等于 4,096 个箱级单点故障〔E26 四家连拍 p38〕。
- 51.2T DR 方案有 1,088 个光纤连接,板级光纤组装良率只有 23.0%〔E26 EBOMSA p8〕。
- 32 个光引擎各自良率 95% 时,总良率只有 19.4%〔E26 T04-华为 p9〕。
- CPO 的修复时间从几分钟增加到几小时甚至几天〔E26 美团 p14〕。
- OFC 2026 的信号:CPO 相关论文的关注点从器件转向系统可靠性与外置光源〔O26 M4B.6〕(CPO 可靠性对集群的影响)〔O26 W1B.3〕(8 通道、超过 +25 dBm 的 ELS)。
P28 Narrow & Fast(窄快):最新情况
本页结论:窄快仍是量产主线,它的天花板由电通道和 FEC 时延决定,而不是由光器件决定。
- 基础概念:窄快路线靠提高单通道速率扩容(200G → 400G → 800G/lane),通道少、生态成熟,但需要 PAM4、FEC 和 DSP。
- 2026 进展:
- XPO 12.8T:64×212G PAM4,一个模块替代 8 个 OSFP,模块数量减少 8–16 倍〔E26 Arista p3–p4〕。
- 400G/lane 进入 scale-up 讨论:OCI 路线中 400G 定在 2027 年(带问号)〔E26 MicrosoftAzure p6〕;XPO MSA 的 400G/lane(25.6T/模块)路线图已在推进〔E26 Arista p24〕。
- 支持者的立场:
- Applied Materials 的 Chris Cole:“快窄是 400G 光学唯一现实的选项,很可能也是 800G 的选项”;200G 串行已经在爬坡,4×50G 的慢宽“来不及赶上市场窗口”〔E26 AppliedMaterials p3, p12〕。
- Ciena:“动量仍在通道速率上,快窄是规模化的最短路径”〔E26 Ciena p10〕。
- 天花板:
- Lightmatter 指出,单通道超过 112G 后,能耗、距离、时延三者都会变差,“快窄过了 400G 就没有路线图”〔E26 LightMatter p5–p6〕。
- 448G 电接口受限于约 90 GHz 的干净信道〔E26 上午连拍 p33〕。
- 判断:在 scale-out 和 scale-up 的 224G/448G 世代,窄快仍是量产主线;它的边界由电通道决定。
P29 Slow & Wide(宽慢,上):各家方案
本页结论:宽慢在 2026 年有了标准(OCI)、样机(VCSEL、microLED、DWDM)和首个系统级玩家(OLIX)。
- 基础概念:宽慢路线用大量低速通道(NRZ 25–56G、多波长、多芯、多像素)换取无 DSP、无 FEC、低时延和低能耗。
- 2026 方案全景:
| 类别 | 方案 | 关键规格 | 论据 |
|---|---|---|---|
| 标准 | OCI MSA v1.0 | 4λ×53.125 GBd NRZ,单纤双向,外置激光器 | [W3] |
| DWDM 硅光 | NVIDIA | 8λ×32G NRZ;3D 堆叠 7 nm EIC + 65 nm PIC 测试芯片,0.8 Tb/s/mm、2.78 pJ/b | 〔E26 Tu1-E5 p4〕〔O26 M4B.2〕 |
| DWDM 3D | Lightmatter | EVK50:16λ 双向,每纤 800G,<3 pJ/bit;M1000 可用(自报) | 〔E26 LightMatter p6–p10〕 |
| VCSEL | Coherent / Lumentum / 博升 | Coherent 2D VCSEL NPO 1.2 pJ/bit,2027 年上半年量产;Lumentum 256×64G 共 8 Tb/s,2.5 pJ/bit,5,000 h 无失效;博升单只 VCSEL <0.03 FIT | 〔E26 四家连拍 p51〕〔E26 We5-I-Lumentum p4–p15〕〔E26 We5-I-博升 p9〕 |
| microLED | Microsoft MOSAIC / Avicena | MOSAIC:最远 50 m,功耗比激光光缆低约 50%,目标 2027 年底商用;Avicena:1 Tbps 评估套件,ECOC 上演示 MPO 连接器版本 | [W14][W15] |
| 宽并行 | Credo | ZeroFlap 有源光缆,30 m,光 mesh 约 4 pJ/bit,对比铜交换约 14–17 pJ/bit(自估模型) | 〔E26 Credo p3–p6〕 |
| 多波长光源 | Xscape | COMBX 可编程栅格(1 nm CW-WDM 面向 scale-up) | 〔E26 Xscape p8〕 |
| 系统级 | OLIX | 以慢宽 NRZ 光互连连接 SRAM 推理芯片,2027 年交付 | [W16] |
P30 Slow & Wide(宽慢,下):优势、挑战与本年风向
本页结论:宽慢的纸面优势是一个数量级,但反向齿轮箱、现场可靠性和“难以回退”三道坎还没跨过。
- 风向:2026 年是对冲,不是站队。ECOC 专门设了“窄快还是宽慢”Workshop,没有一家声称宽慢全胜。LightCounting 的判断是“架构是赌注,加宽不是”〔E26 LightCounting p12〕。
- 核心优势:
- 省 DSP/FEC、时延低:56G NRZ 约 1–2 pJ/bit,BER <1e-9 时基本不需要 FEC〔E26 LightMatter p5〕。
- 光引擎边界能效低于 1 pJ/bit 量级:实测值 0.9–1.2 pJ/b〔E26 Coherent p5–p6〕。
- 冗余提升可靠性:多通道可以用冗余路径降低等效失效率〔E26 OpenAI p11–p12〕。
- 挑战:
- 反向齿轮箱会吃掉节能收益:今天的 ASIC 输出 200G PAM4,接慢宽光学要做格式转换。要等 ASIC 原生支持 UCIe/OCI 接口(Ciena 的 Phase 2),最终形态是光中介层(Phase 3)〔E26 Arista p6–p8〕〔E26 Ciena p7〕。
- 缺现场可靠性数据:OpenAI 要求用 FIT 置信上界评估〔E26 OpenAI p9–p12〕。
- 宽度难以回退:宽度带来的封装面积、连接器数量一旦选定难以回退,“慢宽等于押注单一技术”〔E26 Ciena p4, p10〕。
- 能耗核算不统一:0.369 pJ/b 是建模值、0.75 是投影值、0.9–1.2 是实测值,不能直接比较〔E26 Coherent p5〕。
- 判断:宽慢最先落地的位置是 scale-up 的短距 GPU 链路和 scale-in(芯片间、内存解耦)。自己设计芯片、能原生支持慢宽接口的玩家(NVIDIA DWDM、Lightmatter、OLIX)最有机会先跑通。
P31 WSE 晶圆级路线(上):Cerebras 的迭代
本页结论:Cerebras CS-4 是工程化升级;晶圆内外的带宽落差才是晶圆级路线真正要解决的问题。
- 基础概念:晶圆级引擎(WSE)用整片晶圆做一颗处理器,把通信尽量留在晶圆内部。
- 2026 重大变化:
- CS-4(2026 年 8 月 18 日发布):
- 3 片 WSE-3T 组成 Nexus 机架平台,合计 750 PFLOPS、132 GB SRAM。
- 每片晶圆算力 250 PFLOPS(时钟翻倍),fabric 53.5 PB/s。
- 晶圆间每片合计 2.4 Tb/s、时延 2 µs,采用电互连[W17][W18]。
- 路线图:CS-5(2027 年,新芯片)目标每用户每秒 1 万 token;CS-6 在晶圆上 3D 叠 DRAM[W18]。
- 商业:OpenAI 签下 750 MW 推理合同[W19]。
- CS-4(2026 年 8 月 18 日发布):
- 晶圆级的光学方向:Cerebras 在 ECOC 提出“光学晶圆 / WSE / DRAM”三层混合键合,列出五个设计维度:带宽密度、激光器位置、SerDes、热、可测试性与良率;没有给出任何数值〔E26 Mo4-Cerebras p9–p14〕。
- 核心矛盾:片上带宽 53.5 PB/s,晶圆间只有 2.4 Tb/s,相差几个数量级。这正是光学晶圆级要解决的问题。
P32 oWSE / oPSE(晶圆级与 3D 光电集成,下):其他玩家
本页结论:oWSE/oPSE 目前只有 Lightmatter 给出完整规格,量产要看台积电 COUPE 与 SoW 在 2027–2029 年的结合。
| 玩家 | 方案 | 关键规格 | 状态 | 论据 |
|---|---|---|---|---|
| Lightmatter | Passage M1000 3D 光子中介层 | 114 Tbps,4,000 mm²,34 个 chiplet,256 根光纤;同一光罩 2×4 拼接;仿真显示训练时间可降到铜方案的 0.37 倍 | 仿真与自报 | 〔E26 Lightmatter p2–p16〕 |
| Marvell(Celestial AI) | Photonic Fabric | 2026 年 2 月完成收购,约 32.5 亿美元 | 整合中 | [W13] |
| 台积电 | SoW-X + COUPE | SoW-X 最多 16 颗 ASIC、80 个 HBM4,40 光罩版本规划到 2029 年;COUPE 2026 年用于 CPO | 路线图 | [W20] |
| imec | 300 mm 晶圆级 SiN 波导 + D2W | 损耗 <0.15 dB/cm(首个光罩拼接波导);D2W 耦合 <0.3 dB;目标 <1 pJ/bit | 平台 | 〔E26 Mo12-A4-IMEC p11–p17〕 |
| TFLN 晶圆级 CPO | TFLN 调制器与驱动 EIC 晶圆级异质集成 | 带宽超过 100 GHz | OFC PDP | 〔O26 Th4A.6〕 |
| 3D 堆叠光 I/O | 7 nm EIC + 65 nm PIC | (8+1)×32G DWDM,1.33 Tb/s/mm² | OFC 高分论文 | 〔O26 M4B.2〕 |
| UC Davis | 3D 混合键合 EIC-PIC | 496 fJ/bit,光功率可降低 6.1 dB(自称首个) | 学术 | 〔E26 UCDavis p12–p14〕 |
- 判断:oWSE/oPSE 目前只有 Lightmatter 给出了完整规格,而且性能是仿真数据;量产要看台积电 COUPE 与 SoW 的结合(2027–2029 年)。对 Cerebras 来说,光学是 CS-6 之后的选项。
P33 Scale-up OCS(上):机会从哪里来
本页结论:NVIDIA 明确说 OCS 在 scale-up 层“最难也影响最大”,推理(MoE、LPU、TPU 8i)是最先落地的场景。
- NVIDIA 的判断:OFC 2026 的邀请论文把 OCS 的插入点分成 scale-across、scale-out、DPU 和 scale-up 四层,并指出“系统的大部分带宽集中在 scale-up 层,这里引入 OCS 最难,但影响最大”,因为它能在不增加收发器和电交换机的前提下,把高带宽域扩展到多个机架〔O26 M3F.6〕。
- 应用场景:
- 训练:按作业重构拓扑、做故障重路由。
- 推理:MoE / 专家并行的流量“随部署静态”,一次配置、长期使用〔E26 Salience p16〕。
- 高交互 decode:省掉一级电交换,单级 EPS 事务 1,000 ns、两级 1,600 ns〔E26 Salience p5–p6〕。
- LPU 流水线:路径固定,天然适合电路交换[W4]。
- Google TPU 8i:用 Boardfly 结构加 OCS,把最坏跳数从 16 降到 7[W5]。
- 市场:Cignal 认为 scale-up GPU 是 OCS 的“下一个杀手级应用”,并与 CPO 绑定;scale-up 的交换规模可以小到 64×64;预计 2030 年 scale-up GPU 端口约 2,600 万个(读图)〔E26 CignalAI p5–p16〕〔E26 四家连拍 p12〕。
- 新方向:可编程光子在网络内做模拟 AllReduce,把 ML 训练通信加快 2 倍〔O26 Th3H.3〕〔O26 M4F.3〕。
P34 Scale-up OCS(下):产业进展与落地门槛
本页结论:Scale-up OCS 的需求会来,但它跟着 NPO/CPO 走,大规模落地在 2027–2028 年。
- 2026 产业动作:
- 2026 年 9 月 2 日,NVIDIA 参与 iPronics 的 1.25 亿美元融资,用于第二代硅光 OCS。当前芯片 32 端口,72 端口和 144 端口在研,目标每 1RU 720 个端口对[W4]。
- OneTouch 的 TFLT 8×8 OCS 切换 <4 ns〔E26 Tu1-E4〕;Salience、Oriole 主攻 scale-up OCS。
- NVIDIA 列出的四道门槛〔E26 NVIDIA p18〕:
- 插损:至少经过 4 个面板连接器,DR4 只有 3 dB 余量。
- 成本:每 1RU 超过 256 个双工端口。
- 可靠性。
- 端口密度:每个机架需要上千个端口。
- OFC 论文补充的取舍:WDM 能扩大有效端口数但会增加插损;固态 OCS 可能需要片上放大〔O26 M3F.6〕。
- 时间窗口:Salience 指出全 OCS 的 scale-up“需要 NPO/CPO”,带光链路的 scale-up 交换要到 2027 年〔E26 Salience p7〕;iPronics 计划 2027 年推出 100 端口以上的芯片〔E26 iPronics p10〕。
- 判断:
- 2026–2027 年,OCS 先在推理集群试点(LPU、TPU 8i 这一类)。
- 2027–2028 年,随着 NPO/CPO 进入 scale-up,扁平 OCS 拓扑才具备条件。
- 需求会来,但它跟着 scale-up 光学化走,而不是跑在前面。
方向四:光传输网络(DCI / 长途 / 海缆 / AI 光网络)
P35 相干 DSP 与产品族:按距离分档
本页结论:1.6T 相干分成 ZR 与 ZR+ 两条线,实验室领先量产的窗口从 7 年缩短到 4 年。
- 基础概念:相干传输靠 DSP 做色散、偏振与非线性补偿,可插拔(ZR/ZR+)与嵌入式转发器分别服务“功耗/成本优先”和“频谱效率优先”两类需求。
- 趋势:1.6T 分成两条路线。1600ZR 为约 236 GBd 单载波、80–120 km;1600ZR+ 为 2×约 126 GBd、约 1,000 km,可以复用 800G 的模拟器件〔E26 Nokia p13〕。
- 2026 重大变化:
- 实验室领先量产的时间在缩短:800G 世代约 7 年,1.6T 世代约 4 年〔E26 PDP-A-5 p7〕。
- DSP 功耗:1600G 时 ASIC 约 24 W、光学约 9 W,DSP 功耗随代际增长快过 CMOS 节点带来的收益〔E26 T05-Nokia p3〕。2.4T 高性能模块(40–15,000 km,最高 300 GBd)功耗约 60 W〔E26 T05-Nokia p6〕。
- 嵌入式与可插拔的分工:
- Nokia 称城域 550 km 场景下,可插拔方案功耗节省 36%;长途 1,300 km 场景下,嵌入式 800G 比可插拔 400G 多 63% 容量〔E26 PF-Nokia p9–p11〕。
- Ciena 称海缆场景转发器多 16% 容量,城域 DCI 多 50%〔E26 上午连拍 p69–p70〕。
- 标准:OIF 1600ZR/ZR+ 已发起 straw ballot,1600 Coherent-Lite 在讨论中(<40 km)〔E26 T05-Nokia p6〕;OFC 上多厂商 800G OpenROADM/800ZR 互通达到 1,602 km〔O26 Th4B.6〕。
P36 高波特率器件、单波纪录与多波段扩带
本页结论:单波长进入 2–4 Tb/s,单模光纤带宽达到 42 THz;扩带的问题从“做得到”变成“值不值”。
-
单波纪录(2026):
- Nokia Bell Labs 用 450 GBd 全电 I/Q 复用,单波长净 3.83 Tb/s(B2B,PDP)〔E26 PDP-A-5 p8, p13〕。
- 华为 234 GBd 实时相干收发机,2.0 Tb/s,60 km 无误码,兼容 1.6T ZR+〔E26 We2-I-00 p43–p49〕。
- NTT 168 GBd PCS-324QAM,80 km 后净 2.10 Tb/s〔E26 Mo5-F5-NTT p6–p7〕。
- OFC 上,实时 64×1 Tb/s 传输 1,260 km〔O26 M2C.5〕。
-
扩带(带宽即容量):
- OESCL 42.4 THz、超过 450 Tb/s,在 G.652.D 现网上完成〔O26 Th4B.5〕。
- O 波段相干 172.87 Tb/s(GMI 纪录,16.14 THz)〔E26 Tu1-G5-Aston p12〕。
- S+C+L 2,000 km 超过 100 Tb/s〔O26 W1C.2〕。
- 中国电信 S+C+L 现网试验约 17–20 THz〔E26 上午连拍 p7〕。
-
放大器:
- 长飞 102 nm 无缝 C+L 放大器,增益 ≥23 dB,但饱和输出偏低〔E26 Tu1-D1 p5–p6〕。
- 铒铋混合 S+C 放大器,9 THz、增益超过 20 dB〔E26 Aston〕〔O26 Tu3D.3〕。
- Lightera 的 O 波段 BDFA 输出 29–32 dBm〔E26 Lightera p5–p7〕。
-
判断:扩带正在从“做得到”转向“值不值”。OFC 已出现“下一个波段该加哪个”的能效评估〔O26 M3C.3〕。
-
2025 → 2026 对比:单模光纤容量纪录从 ECOC 2025 的 430.2 Tb/s(G.654,O 三模 + ESCL〔E25 Th.03.02.3〕)到 OFC 2026 的 42.4 THz / 超过 450 Tb/s(G.652.D 现网〔O26 Th4B.5〕);单波长从 2.52 Tb/s〔E25 Th.03.02.1〕到 3.83 Tb/s〔E26 PDP-A-5〕;O 波段相干出现 16.5 THz、153.8 Tb/s,且免色散补偿〔O26 W3J.4〕。
P37 空芯光纤(上):研究进展——光纤本身
本页结论:空芯光纤损耗已降到 0.032 dB/km,远低于实芯光纤;零色散、缩径、O 波段版本相继出现。
- 基础概念:反谐振空芯光纤(AR-HCF / DNANF)让光在空气中传播,时延比实芯单模光纤低约 1/3、非线性低约三个数量级,损耗已经低于实芯单模光纤的理论极限。
- 趋势:最低损耗逐年下降,ECOC 2025 为 0.05 dB/km,OFC 2026 为 0.040 dB/km,ECOC 2026 做到 0.032 dB/km。
- 2026 重大变化:
- 损耗:长飞 GTA-ST-HCF 最低 0.032±0.003 dB/km(45.26 km 样品),IMI -63.6 dB/km〔E26 长飞 p13〕;领纤 0.052 dB/km(40 km)〔E26 领纤 p12〕。
- 零色散空芯光纤:Microsoft 与南安普顿首次做出 C 波段零色散、电信级损耗(约 0.2 dB/km)的空芯光纤(PDP)〔E26 PDP-A-1 p18–p20〕。
- 缩径:190 µm 外径的空芯光纤,实现首次长距 O+C 双向传输(PDP)〔E26 PDP-A-4 p14〕。
- O 波段数据中心用空芯光纤:长飞做出小 OCD、小 MFD 的超短距单模空芯光纤;在 85 °C / 85% RH 下存放 10 天,插损变化不超过 ±0.1 dB/km〔E26 Mo5-YOFC〕〔E26 Tu1-G4 p8–p10〕。
- 双窗口:1 µm 与 1.55 µm 分别为 0.13 / 0.11 dB/km〔O26 Th4B.8〕。
- 分歧:大芯径损耗更低,但弯曲更敏感;领纤称大芯方案的“工业应用价值有限”,转向中芯方案〔E26 长飞 p22–p23〕。
P38 空芯光纤(中):系统纪录
本页结论:空芯光纤的系统纪录全面刷新,卖点从低时延扩展到超长跨段与超宽带;GLA 是长途上的主限制。
| 纪录 | 数字 | 论据 |
|---|---|---|
| 无中继 | 532 km 全 C 波段:30.66 Tb/s(含 ROPA)/ 15.73 Tb/s(不含 ROPA),2×266 km(PDP) | 〔E26 PDP-A-3 p22–p24〕 |
| 超长跨段跨洋 | 266 km 跨段,6,660 km,21.7 Tb/s,只需 25 个中继 | 〔E26 NokiaBellLabs p20〕〔O26 Th4B.7〕 |
| 容量距离积 | 12,113 km、24.8 Tb/s,300.4 Pb/s·km(AR-HCF 最高) | 〔E26 长飞 p28–p29〕 |
| 单芯容量 | S+C+L 双向 550.97 Tb/s | 〔O26 Th1J.6〕 |
| 用 ZR 跑长距 | 400G ZR 全 C 波段 3 跨 427.97 km;32×800G 实时 301.7 km | 〔E26 Tu3-H4-Azure p13〕〔E26 Tu3-H1 p9〕 |
| 双向双波段 | O+C 2,024 km,GMI 51.9+53.9 Tb/s | 〔E26 PDP-A-4 p14〕 |
| 超长距 | 1 Tb/s/λ × 10,714 km | 〔E25 W.03.05.5〕 |
- 2026 重大变化:空芯光纤的核心卖点从“低时延”扩展到“低损耗 + 超长跨段 + 高入纤功率 + 宽带”。UCL 仿真显示,在 1,000 km、100 km 跨段条件下,空芯光纤的 C 波段比实芯单模光纤多 8% 容量,中继器少 2.7 倍〔E26 Tu3-H3 p15〕。
- 瓶颈:气体吸收线(GLA)。Ciena 给出各距离段对 GLA 深度的上限:DCI ≤0.1 dB/km,区域 ≤0.01,长途 ≤0.003,跨大西洋 ≤0.001;1,000 km 时“接近一半的 L 波段可能不可用”〔E26 Ciena-空芯光纤 p10〕。
P39 空芯光纤(下):产业化、工程化与实验局部署
本页结论:空芯光纤已进入实验局与选择性商用,价格、产能、熔接和测试标准决定放量节奏。
- 实验局与现网:
- 中国移动:无锡 18.4 km TDNANF-4,从 2024 年 10 月到 2026 年 5 月不充气,熔接点损耗在 -0.19 到 +0.18 dB 之间〔E26 中国移动 p6–p7〕。
- Microsoft:多个 Azure Region 已承载客户业务,未来 12 个月计划再部署超过 12,000 km〔E26 Tu3-H1 p29〕。
- Ciena:累计测试 570 km、5 家空芯光纤供应商〔E26 Ciena-空芯光纤 p5〕。
- 华为:称空芯光纤已在 DCI 与金融专线商用〔E26 华为 p5〕。
- 产业化:
- 价格与产能:价格超过 3,000–5,000 美元/km(单模光纤 20–40 美元/km);每条拉丝线年产能约 30,000 km(单模光纤约 100 万 km);要占到单模光纤市场的 1%,需要 283 座拉丝塔〔E26 领纤 p13, p69〕。
- 良率与量产统计:ASN 统计 11,265 km ST-DNANF 量产光纤,1550 nm 平均损耗 0.118 dB/km〔E26 ASN p3〕;领纤单塔一个月拉出 1,273.59 km 中芯光纤,加权平均 0.088 dB/km〔E26 长飞 p23〕。
- 工程化:
- 熔接:Azure 要求熔接损耗 <0.1 dB、耗时 <97 s〔E26 Azure p8–p9〕;OFC 上做到 97 s / 0.05 dB〔O26 M1J.4〕。
- 测试:空芯光纤背散比单模光纤低 30–45 dB,普通 OTDR 很难用;Nokia 首次用长距 OFDR 测了约 100 km 空芯光纤〔E26 We3-I-00 p35–p43〕。
- 混接:4 元与 5 元结构混接,耦合损耗最低仍超过 0.09 dB〔E26 中国移动 p7〕。
- 标准:CCSA 已批准 2 份技术报告;ITU-T SG15 于 2026 年 7 月启动 GSTR.hcf〔E26 中国移动 p7〕。
- 判断:未来 12–24 个月,空芯光纤会在两类场景先落地:AI 园区与 DCI 的选择性部署,以及海缆的论证与试验。量产的门槛是 GLA、IMI、单盘长度和测试标准。
P40 海缆与 SDM:天花板是供电,不是光学
本页结论:海缆容量被供电锁死,SDM 与空芯光纤的收益要在供电约束下重新计算。
- 基础概念:海缆容量 = 光纤对数 × 每纤容量,受限于远供电源(PFE)电压和线缆直流电阻。
- 2026 重大变化:
- Meta:24 对光纤跨大西洋约 0.5 Pbps,已接近技术极限;要做到 1 Pbps,需要等效 48 对光纤、18 kV PFE、直流电阻约 1 Ω/km;2 Pbps 在现有供电下“不可能”;Petal(法国至美国,约 7,000 km,预计 2029 年)将是首条大规模部署多芯光纤的海缆(OCR)〔E26 Meta p3–p9〕。
- NEC:跨大西洋约 20 pJ/b、跨太平洋约 50 pJ/b;Google 与 NEC 已部署约 1,500 km 多芯光纤海缆段〔E26 NEC 笔记09〕。
- ASN:在 ≤48 对光纤的约束下,今天 0.10 dB/km 的空芯光纤设计约 1.1 Pbps,与实芯光纤的约 1.25 Pbps 相当(仿真)〔E26 ASN p10〕。
- 实时纪录:Ciena 与 Meta 在 Bifrost 16,608 km 上实时 18 Tb/s(298.9 Pb/s·km),首次在跨太平洋距离实时跑通 800G〔E26 Mo3-Ciena p5〕。
- 可插拔下海:Nokia ICE-X 现场试验,400G/λ 跑 5,682 km,同容量节能 88–93%〔E26 Nokia p6–p8〕〔O26 Th4C.6〕。
- SDM:
- 19 芯随机耦合多芯光纤 434.6 Tb/s × 8,610 km,3.74 Eb/s·km〔E26 We2-H1 p21–p22〕。
- 实时无中继 2 芯多芯光纤 52.8 Tb/s × 303.4 km,使用商用 800G 可插拔〔E26 Lightera p5–p6〕。
- OFC 上实时 24 芯 2.5 Pb/s〔O26 Th3A.2〕。
P41 AI 光网络(上):DSP 内监测与数字孪生
本页结论:AI 光网络的第一个落点是 DSP 芯片内的监测(LPM),已经从算法变成产品。
- 基础概念:AI 光网络包含两个方向:用 AI 管网络(监测、孪生、智能体),以及为 AI 建网络(跨 DC 训练,见方向一)。
- 趋势:监测已经从离线算法走进 DSP 芯片。
- 2026 重大变化:
- 片上监测:NTT 在 ExaSPEED800 118 GBd OSFP DSP 上实现 LPM/PDL/NLI 估计,单个 PDL 估计误差 <0.5 dB,模块功耗没有可测的增加〔E26 Tu4-H2 p15〕〔E26 Tu4-H3 p20〕;都灵理工称 LPM 已经“商业部署”〔E26 We1-G-00 p91〕;OFC 上已有 OSFP 实时 LPM〔O26 Th4B.4〕。
- 数字孪生:NTT 在 Galway–Dublin 280 km 暗光纤上,在光纤与放大器设置事先未知的情况下,QoT 预测误差约 1 dB〔E26 NTT p9–p10〕;北邮与中国电信用迁移学习预测空芯光纤 DCI 的 OSNR,平均误差 0.328 dB〔E26 Tu1-B4 p11〕。
- 运行效率的浪费:AIST 量化出 400ZR+ 按 OSNR 选速率时多余余量达 11 dB;算力与网络容量失配时,峰值损失 96%〔E26 AIST p5, p13〕。NTT 引用的统计显示,多数网络频谱占用率 <60%〔E26 NTT p2〕。
- 标准:ITU-T ION-2030 分为“ION for AI”与“AI for ION”;中国电信推动 TR.ION-aiDC〔E26 Su1-C-00 p9, p29〕。
P42 AI 光网络(下):LLM 智能体与重大突破
本页结论:LLM 智能体离生产可用还差一步,受治理的智能体架构(MCP 网关、读写分离)是 2026 年的实质进展。
- 2026 重大变化:
- 可生产性的冷静结论:Chalmers 在 CORONET 数字孪生上测试符合 T-API 的 ReAct 智能体,Qwen2.5 32B 在 Multi-Call 工具抽象下通过率 90%、通用工具下只有 57%,结论是“能否生产使用?尚不能”〔E26 We2-C2 p11–p13〕。
- 受约束的智能体:
- 北邮用 Skill + SOP 做故障诊断,token 减少 86%,RCA 准确率 100%(仅光纤断裂、弯曲两类场景)〔E26 We2-C1 p12–p13〕。
- 北邮与中国电信的 A2A 多智能体完成 10/10 服务开通任务〔E26 Th1-G3 p13–p14〕。
- Telefónica 采用读写智能体分离 + MCP 网关(RBAC、审计、Dry Run/Rollback)〔E26 We-F-00 p23–p24〕。
- Adtran 的 MCP 智能体用自然语言完成 IPoDWDM 端到端开通〔E26 We2-C4 p8–p10〕。
- 分层结果:Trinity 的六场景测试显示,意图层成功率 10/10,而设备层对“均衡、平坦化”等操作成功率只有 0–4/10〔E26 Trinity p8〕。
- 基础模型:OFC 出现首个光通信垂直基础模型 Optics GPT〔O26 Th4C.1〕;ECOC 2025 的 L4 自治现网试验〔E25 W.02.01.177〕。
- 判断:AI 光网络的落点是“DSP 内监测 + 受约束(有治理)的智能体”,零接触自治还没有到生产可用阶段。重大突破集中在两处:片上 LPM 产品化,以及智能体治理架构(MCP 网关、读写分离)。
方向五:接入网(固定接入 + 无线接入)
P43 50G PON:2026–2030 年的商用主线
本页结论:50G PON 已达 Class C+ 并实现三代共存,是 2026–2030 年接入网的放量主线。
- 基础概念:50G PON(ITU-T G.9804)是 10G PON 之后的下一代,要与 GPON、XGS-PON 在同一 ODN 上共存(三代同端口,WDM 共存)。
- 趋势:
- 规模:GPON 超过 10 亿用户,XGS-PON 接近 1 亿〔E26 Nokia p11〕;2026 年 PON 占全球 16 亿固定宽带用户约 73%〔E26 Su1-I-04-Nokia p7〕。
- 中国:10G PON 端口 3,286 万个(2026 年上半年,工信部);千兆用户超过 2.58 亿〔E26 中国移动 p4〕。
- 2026 重大变化:
- 对称 50G PON 进入 Class C+:中国移动表示 50G PON 已基本达到 Class C+ 32 dB,三代同端口共存〔E26 中国移动 p8〕;华为展台演示对称 50G PON(50G/XGS/G Combo,C+ 32 dB)〔E26 华为 p13〕。
- 均衡与 FEC 让预算接近 E 类:
- IMT Atlantique:DFE + 软输入 LDPC 后 post-FEC 预算 41.1 dB〔E26 We1-H-00 p11–p12〕。
- Orange 等:MLSE + RS 做到 38.1 dB,满足 D/E2 类〔E26 We1-H-00 p42–p45〕。
- 长距与大分光:NTT 用远程泵浦 BiDi-EDFA 加分布式拉曼,目标 60 km、1:512 分光、总预算 39 dB〔E26 We1-H-00 p88–p101〕。
- 运营数据驱动优化:OFC 上基于 6.8 万个 ONU 的现网数据,XGS-PON 上行吞吐可以提升 70%〔O26 Th1K.6〕。
- 判断:50G PON 在 2026–2030 年承担商用放量;VHSP 在这一时期还只是“证据窗口”。
P44 Beyond 50G / VHSP(上):路线之争与直检方案
本页结论:VHSP 仍是三条路线并存,2027–2028 年选型;直检方案的本质是把色散代价搬到 OLT 侧。
- 基础概念:VHSP(超高速 PON)的目标是 100/200 Gb/s、1×128 分光、E2(35 dB)预算、20 km 差分距离〔E26 Verizon p5〕。
- 时间线:2025 年 G.Sup88 批准 → 2027 年分类别选技术 → 2028 年最终选择 → 2035 年以后商用(Verizon)〔E26 Verizon p11〕;Orange 更保守,预计约 2040 年运营〔E26 Orange p10–p11〕。
- 三条路线:
- Nokia 按波段分三档:Plan A(1290–1330 nm,全 IM/DD)、Plan B(1330–1370 nm,直检加色散处理)、Plan C(C 波段相干)〔E26 Nokia p8〕。
- 三档对应的最坏累积色散约为 50 / 120 / 350 ps/nm〔E26 PDP-C-5 p3〕。
- 直检路线的关键是“把色散代价搬到哪里”:
- 与 GPON 共存要求色散容限 ≥120 ps/nm〔E26 Mo5-G p4〕。
- 华为 SSB 仿真:120 ps/nm 下代价 <1.5 dB,3 dB 代价下容限 320 ps/nm〔E26 C2.2 p98〕。
- Nokia VSB:100 GBd 在 0–125 ps/nm 范围代价 <3 dB〔E26 Mo5-G p18〕。
- Nokia Dual-SSB(PDP):“首个单波长 200 Gb/s 服务速率的直检 PON”,224 Gb/s,加静态 DCPC 后覆盖 0–340 ps/nm,预算约 33 dB〔E26 PDP-C-5 p11–p16〕。
- 代价:SSB 的灵敏度偏低〔E26 NTT p7〕;成本判据(每百万用户每美元的性能)尚无定论。
P45 Beyond 50G / VHSP(下):相干 PON 跨过两道门槛
本页结论:相干 PON 在 2026 年跨过了预算与动态范围两道门槛,还剩成本这一道。
- 基础概念:相干 PON 靠相干接收的灵敏度换预算,难点在上行突发(动态范围、快速收敛)和 ONU 成本。
- 2026 重大变化:
- 突发动态范围与预算两道门槛同时突破:
- Nokia Bell Labs:120G SP-BPSK 上行预算 44.5 dB,480G DP-QAM4 41.1 dB,960G DP-QAM16 26.4 dB;ONU 侧 SOA 同时承担放大、门控与功率预均衡(预均衡覆盖约 20 dB)〔E26 Th2-D1 p12–p16〕。
- 华为:静态增益 TIA + 软判决 LDPC,post-FEC 无错动态范围 24 dB(标准要求 20 dB)〔E26 Th2-D2 p13〕。
- 首次现场试验:上海交大与中国电信在 57 km 现网光纤(约 34 dB 损耗)上完成相干 TDM-PON 试验,200G 预算 42 dB、300G 39 dB(离线 DSP)〔E26 Th2-D4 p15–p20〕;OFC 上已有首个 200G TFDM 相干 PON 现场试验〔O26 Th4C.4〕。
- 实时化:
- 复旦 100G 实时 FPGA 突发相干,最大预算 45.7 dB,FPGA 资源减少 36–65%〔E26 Th2-D3 p13–p16〕。
- CICT 与烽火的无收敛 DSP,±100 ppm 时钟偏差下性能无明显变化〔E26 We2-I-00 p5–p10〕。
- OFC 专场:相干 PON 专场(W4F)〔O26 W4F.1–W4F.7〕。
- 突发动态范围与预算两道门槛同时突破:
- 成本障碍:Adtran 估算 200G 相干 PON 的物料成本是 IM/DD 的 146%〔E26 Adtran p7〕;MaxLinear 估算全相干 DSP 的运算量约为 IM/DD 的 16 倍〔E26 MaxLinear p9–p12〕。
P46 AI-FAN、FTTR 与确定性接入
本页结论:FTTR 与 AI-FAN 的真实价值在确定性时延与可靠性;“算力总线”仍是架构主张。
- 基础概念:
- AI-FAN:把 AI 算力与智能引入固定接入网。
- FTTR:光纤到房间。
- 确定性接入:为工业场景与 AI 推理提供有界时延。
- 2026 重大变化:
- FTTR 的价值锚点是可靠性与时延,不是峰值速率:
- 华为用 Doherty 阈值(<400 ms)反推出接入 RTT 需 ≤20 ms〔E26 华为 p4〕。
- Fraunhofer HHI 的 MAC-PHY 联合预编码仿真:吞吐最多 +75%,1% 最差时延从 9 ms 降到 3 ms〔E26 HHI p12–p14〕。
- 中国移动在 CCSA 就 10G FTTR 物理层预算(0–18 / 0–21 dB)达成共识〔E26 中国移动 p9〕。
- 有可测收益的 AI 应用:
- Nokia 确定性带宽映射器,把 NP 难的多流冲突消解变成有界启发式〔E26 Tu1-F2 p5〕。
- NTT 光辅助 RAN 控制,中断时间从 1.63 s 降到 0.54 s〔E26 NTT Tu1-F5〕。
- IMT Atlantique 被动恢复 BWMap,无需 OLT 访问即可预测 GPON 拥塞〔E26 Tu1-F4 p7–p11〕。
- 仍是架构主张:中国移动的“PON + FTTR 算力总线”(端到端 RTT <20 ms),以及华为 AI-FAN 的算力分层〔E26 中国移动 p16〕〔E26 华为 p6〕。
- 标准:ITU-T ION-2030 的交付物 G.Sup.ION-aiBB / aiHome;ETSI F5G Release 4(2026)〔E26 Su1-C-00 p8–p9〕〔E26 We-F-00 p34–p44〕。
- FTTR 的价值锚点是可靠性与时延,不是峰值速率:
- 需求:WBBA 预测到 2035 年,全新 AI 流量年复合增长 85%〔E26 We-F-00 p6〕;Nokia 则认为家庭流量是“渐进而非爆发”〔E26 Nokia p26〕。
P47 无线接入:RoF 与 FSO / 星地光链路
本页结论:FSO 与星地光链路进入在轨实测,sub-THz 与 RoF 面向 6G 前传加速。
- RoF 与 6G 前传:
- Aston 与 Ericsson 用 KAN 做数字预失真,在同样 EVM ≤2% 下复杂度比 MLP 低 52%〔E26 Mo5-F p71–p73〕。
- TU/e 的 400G ZR+ 相干前传加快速光子交换,端到端重配约 206 µs〔E26 Mo3-A p34–p35〕。
- Split 8 前传需要每个 RU 200–850 Gbps〔E26 TUe p2〕。
- Sub-THz:
- KIT 实时光子辅助 sub-THz 链路〔E26 Th2-H2〕;复旦 D 波段外场 30.2 km〔E26 Th2-H5〕。
- OFC 上 300 GHz 单链路 600 Gb/s,312 GHz 传输 3 km〔O26 M4H.6〕〔O26 M4H.7〕。
- FSO 与星地(2026 重大变化:进入在轨实测):
- LEO 直连下行:CNES 与 Airbus 等的 CO3D 卫星,2026 年 9 月 17 日一次过境无误码传输 1.62 Tb〔E26 OGS p5–p7〕。
- GEO 在轨:北邮与中科院用 3 模光子灯笼加自适应光学,99% CCDF 功率提升 12.1 dB,无错帧比例从 77.6% 提高到 99.0%〔E26 Th2-C1 p13–p18〕。
- 地面 FSO:Aircision 在 4.6 km 上做到 5.7 或 7.7 Tbps(原稿两个数字不一致);ITU-T G.641 已发布〔E26 Aircision p3–p5〕。
- 光源:KDDI 用 PCSEL 做瓦级 FSO 发射机,链路预算 78–83 dB〔E26 Tu1-C5 p12–p34〕。
- 光无线:西湖大学室内光无线 448 Gb/s〔E26 Tu1-C4 p14〕。
方向六:光通信新应用(QKD / 量子网络 / 光纤感知)
P48 量子网络(上):量子中继与纠缠分发
本页结论:量子中继首次在城域链路上违反 Bell 不等式,但速率仍是 Hz 量级;现网价值在于共纤验证。
- 基础概念:QKD 用量子态分发密钥。长距离需要量子中继(存储器 + 纠缠交换);现网部署的核心约束是与经典业务共纤:两者功率相差约 10 个数量级,主要噪声来自自发拉曼散射〔E26 We1-I4 p2〕。
- 2026 重大变化:
- 存储器路线的里程碑:中科大 XingHan 2.0,两个存储器相距 14.5 km,首次在城域中继链路上违反 Bell 不等式(S=2.22),最大纠缠分发速率 0.94 Hz〔E26 中科大 p13–p14〕;XingHan 2.1 把隐形传态做到 14.5 km,保真度 0.760〔E26 中科大 p17–p19〕。
- 现网隐形传态:T-Labs 在柏林 30 km 现网上,平均保真度 91.4%;与 100 Gbps 经典业务共传时为 91.3%,几乎无变化;速率 0.1 Hz〔E26 We1-I2 p18–p20〕。
- 多用户网络:Fraunhofer HHI 四用户纠缠网络连续运行 24 小时,密钥率 40 / 54 bit/s〔E26 We1-I3 p12〕。
- 芯片间纠缠:DTU 在多芯光纤上做到 80 km、保真度 85.7%〔E26 We1-I1 p4–p7〕。
- 产品化:Welinq 的冷原子存储器 QDRIVE 采用 19 英寸机架、室温工作,存取效率 90%〔E26 Sorbonne p8–p10〕;Arq 计划 2028 年中在巴塞罗那部署原型〔E26 We1-I5 p27–p28〕。
- 判断:量子中继的速率仍在 0.1–1 Hz 量级,离实用还远;现网的价值在于验证“与经典业务共纤”和“授时”。
P49 量子网络(下):QKD 的共纤、集成与运营
本页结论:QKD 正在变成 DWDM/PON 里的一个功能模块,QKD + PQC 混合是近期可部署的形态。
- 2026 重大变化:
- 全硅单片 QKD 发射机(PDP):AIT 用 SiGe 光源 + BB84,实现光与无线(Fi-Wi)融合;在 29 个 200 GHz 信道共存条件下,其中 27 个信道产生的密钥足以按 AES-GCM-256 保护 1 Tb/s 业务〔E26 PDP-C-1 p6–p15〕。
- 大容量共存:
- OFC 上 QKD 与 374.4 Tb/s 经典业务在 7 芯光纤上共传 100 km〔O26 M2K.2〕。
- ECOC 2025 上 QKD 与 37.6 Tb/s 业务在空芯光纤上共传〔E25 Tu.04.09.1〕。
- CV-QKD 高速化:集成 CV-QKD 渐近密钥率 538 Mb/s〔O26 M1K.2〕;可组合安全密钥率 8.93 Mb/s〔E25 W.02.01.194〕。
- 运营与安全:
- Adva 为量子密钥管理系统(QKMS)做四项加固:秘密共享、QKD + PQC 混合、PQC 路径证明、TEE〔E26 Th2-A2 p3–p8〕。
- 物理层攻击:Télécom SudParis 与 Orange 演示了 50 km 外对 AES 的光学侧信道攻击〔E26 Th2-A3〕。
- 爱丁堡提出量子 PUF 认证〔E26 Th2-A1〕。
- 标准与部署:QKDN 标准化〔O26 W3K.7〕;香港城域量子网〔O26 M2K.5〕。
- 机会点:QKD 模块进入 DWDM 与 PON 系统(“PON 内 QKD”〔O26 W3K.2〕〔O26 W3K.3〕);QKD + PQC 混合密钥管理;在空芯光纤上共传量子业务(T-Labs 与 Arq 都提出需要“负担得起的空芯光纤”)〔E26 We1-I5 p30〕。
P50 光纤感知:相干收发机与在役海缆成为传感器
本页结论:光纤感知已经标准化(G.681),在役相干收发机与海缆本身就是传感器。
- 基础概念:
- 背散射型 DFOS(DAS/OTDR 类):定位精度 <10 m,距离 ≤100 km,不能穿过在线放大器。
- 前馈型(SOP/相位):定位精度 >100 m,距离不限,可以穿过放大器〔E26 Verizon p10〕。
- 2026 重大变化:
- 标准:ITU-T G.681(2025 年 11 月)是首个在役陆地光网 DFOS 标准;前馈型 DFOS 作为资料性附录(2026 年 7 月)〔E26 Verizon p10–p12〕。
- 零硬件增量:
- Nokia 在地中海 8 台在役应答器上做 SOP 感知,SNR 增益最高 16 dB,检出 Mw5.1–6.2 地震〔E26 Tu1-I2 p8–p9〕。
- Aston 在 Catania–Haifa(约 2,000 km)上实时检测 798 次地震,只用树莓派约 5% 的 CPU〔E26 Tu1-I4 p4–p15〕。
- 中国联通在 100G 相干系统上做实时定位,误差 <115 m〔E26 Tu1-I6 p9–p11〕。
- DAS 与业务共纤:
- 帕多瓦与 NICT 在 688 km 有中继链路上,DAS 与 15.1 Tb/s 业务共传,电信 SNR 下降 1–1.5 dB〔E26 Mo5-A2 p10–p12〕。
- Sikt 在 250 km 无中继海缆上,L 波段 DAS 与在网 C 波段 DWDM 共传 14 天,业务无劣化〔E26 Sikt p3–p11〕。
- 海缆尺度:
- Nokia Bell Labs 在约 4,400 km、约 100 个中继器的海缆上做长距 DAS〔E26 Su3-G-04 p2–p8〕;OFC 上做到 8.8 万测点〔O26 Th4C.7〕。
- DIAS 与 FARICE 在 1,770 km 爱尔兰–冰岛海缆上逐跨测量,已运行 8 个月〔E26 Th2-B4 p2–p7〕。
- 其他应用:海缆物理接触检测,告警数从 1,219 降到 13〔E26 Th2-B1 p5〕;OPGW 风致振动监测〔E26 Th2-B3〕;鲸鱼与船只追踪〔E26 NTNU p8–p20〕。
P51 新应用:机会点与挑战
本页结论:新应用的商业化障碍在成本、接入与运营,而不在传感技术本身。
- 机会点:
- 把传感做进线卡与可插拔:Verizon 列出的缺口是降低成本、控制与管理接口标准、前馈 DFOS 的互操作〔E26 Verizon p12–p14〕。Orange 把光纤传感视为“第二阶段的商业价值”〔E26 Orange p14〕。
- 海缆的地学与安全服务:海啸检测“技术上已经完成,瓶颈是成本与缆的接入”〔E26 NokiaBellLabs p7–p18〕。
- 运营商的“传感即服务”:INGV 指出,从试点到服务需要跨过物理、几何、运维、算法、治理、经济六道障碍,“运营就绪是系统属性,而不是传感器指标”〔E26 INGV p8–p10〕。
- 量子与经典融合:QKD 进入 DWDM/PON,QKD + PQC 混合,量子网络授时(White Rabbit)。
- 挑战:
- 强震下动态范围不足:大地震时 DAS 记录会饱和〔E26 NokiaBellLabs p9–p14〕。
- SNR 瓶颈:798 次地震中,95% 的 SNR 低于 1.64 dB〔E26 Tu1-I4 p13〕。
- 空芯光纤上的方法学争议:华为加拿大指出,此前报告的“空芯光纤 SOP 灵敏度是单模光纤的 100 倍以上”可能是多径干扰(MPI)造成的伪影,改用宽带光源表征后两者相当〔E26 Th2-B2 p2–p5〕。
- 量子速率:存储器仍在 Hz 量级,产品化依赖存储效率与复用〔E26 We1-I5 p14–p18〕。
总结
P52 跨方向总判断与 12–24 个月观察清单
本页结论:光通信的三个层级正在同时光学化,胜负取决于供电、连接与可靠性这些系统级约束。
五条跨方向判断:
- 三层同时在光学化,但节奏不同:
- scale-across 的线路系统(FST + Multi-Rail)在 2026–2027 年进入标准化与放量。
- scale-out 的 200G 形态已在现网分工,400G 进入模块级演示。
- scale-up 的 NPO/CPO、宽慢与 OCS 在 2027–2028 年接力。
- 晶圆级与 3D 光电集成(oWSE/oPSE)在 2028 年以后。
- 瓶颈整体从“光器件”转向“电通道 + 连接器 + 可靠性 + 供电”:
- 448G 的电通道只有约 90 GHz 干净带宽。
- 90% 以上的链路故障来自连接器污染。
- 海缆的容量天花板是供电。
- 数据中心站点功率达到兆瓦级。
- 推理正在重新定义互连:衡量指标从带宽转向“满足 SLA 时延下每瓦每秒请求数”,这有利于 OCS、宽慢和确定性接入。
- 标准爆发、路线对冲:2026 年新成立或发布了 XPO、Open CPX、OCI、EBO、G.681、GSTR.hcf 等,产业在“囤积可互操作的选项”,而不是押注单一路线。
- 中国力量:
- 在空芯光纤(长飞、领纤、中国移动)、相干 PON(上海交大、中国电信、复旦、华为)、跨 DC 训练(中兴、中国电信、FNTF)三个方向上,已经拿到现网或现场的第一手结果。
- 论文参与度上,中国在 OFC 2026 占 34.8%,在 ECOC 2025 占 26.9%〔E25/O26 分析报告 §6〕。
12–24 个月观察清单:
| 方向 | 指标 | 关键时间点 |
|---|---|---|
| Scale Across | Ciena HyperRail 首批客户标准化;Nokia Multi-rail 供货;1600ZR/ZR+ 互操作;跨站训练超过 1,024 GPU、超过 40 km 的效率 | 2026 年底至 2027 年 |
| Scale Out | 3.2T(8×400G)模块送样;CEI-448G 调制格式定案;1.6T LRO/LPO 份额 | 2027 年 |
| Scale Up | XPO 量产(2027 年第一季度);Open CPX 放量;OCI 原生接口 ASIC;scale-up OCS 首批部署;Cerebras CS-5 | 2027 年 |
| Transport | 空芯光纤单盘长度与价格;GSTR.hcf 标准进展;Microsoft 12,000 km 部署;Petal 多芯海缆 | 2027–2029 年 |
| Access | VHSP 技术选型(2027–2028 年);相干 PON 成本;50G PON 放量 | 2027–2028 年 |
| 新应用 | G.681 在产品中落地;传感进入线卡;量子中继速率;QKD + PQC 部署 | 持续 |
参考来源(网络)
- [W1] Ciena 2026 年第三季度财报电话会(RLS HyperRail 时间表):https://stocknow.ai/en/calls/hacg63079xnta6bjtky3aazr/cien_q3-2026-earnings-call
- [W2] Nokia 博客《When AI meets line systems: scaling faster with multi-rail OLS》:https://www.nokia.com/blog/when-ai-meets-line-systems-scaling-faster-with-multi-rail-ols/
- [W3] OCI MSA 成立与 v1.0 规范:https://convergedigest.com/oci-msa-optical-scale-up-ai-clusters-outgrow-copper/ ;规范原文:https://oci-msa.org/assets/files/200G-OCI-Optical-Phy-Specification-v1.0.pdf
- [W4] The Register:NVIDIA 参与 iPronics 投资(2026-09-02):https://www.theregister.com/networks/2026/09/02/nvidia-joins-investment-into-ipronics-to-build-out-optical-circuit-switching-ocs-tech/5293764
- [W5] Google TPU 8t / 8i 技术详解:https://cloud.google.com/blog/products/compute/tpu-8t-and-tpu-8i-technical-deep-dive
- [W6] Microsoft 官方博客:Azure AI superfactory 架构:https://blogs.microsoft.com/blog/2025/11/12/infinite-scale-the-architecture-behind-the-azure-ai-superfactory/
- [W7] 中国 FNTF 投运:https://interestingengineering.com/ai-robotics/china-distributed-ai-supercomputer-network
- [W8] EU AI Gigafactories(InvestAI):https://www.datacenterdynamics.com/en/news/eu-allocates-20bn-to-developing-four-ai-gigafactories/
- [W9] NVIDIA Spectrum-XGS 发布:https://nvidianews.nvidia.com/news/nvidia-introduces-spectrum-xgs-ethernet-to-connect-distributed-data-centers-into-giga-scale-ai-super-factories
- [W10] Broadcom Jericho4 发布:https://investors.broadcom.com/news-releases/news-release-details/broadcom-ships-jericho4-enabling-distributed-ai-computing-across
- [W11] Cisco 8223 / Silicon One P200:https://newsroom.cisco.com/c/r/newsroom/en/us/a/y2025/m10/cisco-sets-benchmark-with-industry-most-scalable-efficient-51-2t-routing-systems-for-distributed-ai-workloads.html
- [W12] NVIDIA × Groq 与 Groq 3 LPU:https://www.tomshardware.com/tech-industry/semiconductors/nvidias-20-billion-groq-deal-produces-its-first-chip
- [W13] Marvell 完成收购 Celestial AI:https://www.sdxcentral.com/news/marvell-completes-325b-acquisition-of-photonic-startup-celestial-ai/
- [W14] Network World:Microsoft MOSAIC microLED:https://www.networkworld.com/article/4146960/microsofts-laser-free-cable-tech-promises-to-slash-ai-data-center-networking-power-bills.html
- [W15] Avicena 在 ECOC 2026 演示可插拔 microLED 互连:https://www.semiconductor-today.com/news_items/2026/sep/avicena-170926.shtml
- [W16] SiliconANGLE:OLIX 融资与架构:https://siliconangle.com/2026/08/03/netflix-co-founder-backs-312m-round-optical-inference-appliance-maker-olix/
- [W17] ServeTheHome:WSE-3 Turbo 与 CS-4:https://www.servethehome.com/cerebras-intros-faster-wse-3-turbo-processor-and-first-rack-scale-cs-4-system/
- [W18] Cerebras 博客:Hot Chips 2026 技术详解:https://www.cerebras.ai/blog/ultrafast-frontier-inference-cerebras-deep-dive-at-hot-chips-2026
- [W19] OpenAI × Cerebras 750 MW:https://www.hpcwire.com/aiwire/2026/01/14/cerebras-lands-major-openai-deal-to-scale-ai-inference/
- [W20] 台积电 A14 与 SoW-X:https://www.networkworld.com/article/3969586/tsmc-targets-ai-acceleration-with-a14-process-and-system-on-wafer-x.html
本地资料:ECOC 2026 讲稿笔记(〔E26 …〕)、OFC 2026 论文笔记与全文(〔O26 …〕)、ECOC 2025 论文笔记(〔E25 …〕)、《ECOC 2025 & OFC 2026 论文全量分析报告》、《全球 OCS 技术与产业》。相关专题的深度分析另见 2026 光互连五大专题深度洞察。