400G是指传输速率达到400Gbps（ gigabits per second，千兆比特每秒）的，主要用于数据中心、5G网络、骨干网等高速数据传输场景。它是当前高速光通信的部件之一，相比传统的100G、40G光模块，能显著提升带宽和传输效率。

概念解析

1. “400G”

   • 表示模块的单通道传输速率为400Gbps（即每秒传输4000亿比特数据），通常通过以下方式实现：

     • 单波长400G（如400G-DR4、400G-FR4）。

     • 多波长复用（如4×100G或8×50G通过波分复用技术合并为400G）。

2. “光模块”

   • 一种将电信号转换为光信号（发送端）或光信号转换为电信号（接收端）的器件，由（TOSA）、探测器（ROSA）、光/电芯片、封装接口等组成。

400G光模块的关键技术

1. 调制技术

   • PAM4（4阶脉冲幅度调制）：主流技术，每个符号携带2比特信息（相比NRZ效率翻倍），降低对带宽的要求。

   • 相干光通信（用于长距离传输）：通过相位和幅度调制提升容量。

2. 封装形式

   • QSFP-DD（双密度四通道小型可插拔）：8通道，每通道50G，兼容100G/200G。

   • OSFP（更高速率优化）：支持更高功耗和散热，适合800G升级。

   • CFP8：早期方案，体积大，逐渐被淘汰。

3. 传输距离分类

   类型	标准举例	传输距离	光纤类型	应用场景
   短距	400G-SR8	≤100m	多模光纤（OM4）	数据中心机架内
   中距	400G-DR4/FR4	500m~2km	单模光纤	数据中心互联
   长距	400G-LR8	10km	单模光纤	城域网/骨干网

4. 光接口类型

   • MPO/MTP（多芯连接器）：用于多模短距传输（如400G-SR8）。

   • LC/SC（单芯连接器）：用于单模中长距传输。

  为什么需要400G光模块？

1. 带宽需求爆炸式增长

   • 5G、云计算、AI/ML等应用推动数据中心内部（East-West流量）和外部（North-South流量）流量激增。

2. 降低单位比特成本

   • 400G的功耗和端口密度优于4×100G方案，节省机架空间和能耗。

3. 技术演进趋势

   • 从100G→400G→800G→1.6T迭代，400G是当前主流过渡方案。

典型应用场景

1. 数据中心

   • 与叶/脊交换机之间的高速互联（如400G-DR4）。

2. 电信网络

   • 5G前传、中传和回传（如400G-ZR相干模块）。

3. 超级计算与AI

   • GPU/TPU集群间的低延迟高速通信。