Scale-Across算力网络的关键之选：O-Band非相干技术

一、背景：算力网络的分层需求

随着大规模AI训练集群和推理集群的部署，算力互联网络正在形成明显的分层架构：

Scale Across网络（中短距）：机架间、机柜间、机房内的算力节点互联，距离通常在数百米至数公里以内，延迟敏感，对成本极度敏感，是今天GPU/NPU集群组网的核心。

算力骨干网（长距）：跨数据中心、跨城市的算力调度，传输距离数十至数千公里，需要频谱效率与线路放大，相干通信是不可替代的技术路线。

这两类网络对光模块的需求截然不同。长距算力网必须采用相干通信，而Scale Across中短距算力网则完全没有必要使用相干方案——相干系统引入的额外成本、功耗与延迟，在此场景下都是纯粹的负担。

二、为什么Scale Across选择O-Band非相干方案？

O-Band（1260–1360 nm）在中短距传输中具备三个关键优势：

1. 零色散窗口：O-Band工作于光纤色散零点附近，无需色散补偿，信号完整性好，适配PAM4等高阶调制格式，且无需DSP色散均衡开销。
2. 低时延：非相干架构去除了相干DSP的处理延迟，端到端时延极低，这对AI训练中All-Reduce等集合通信操作至关重要。
3. 最经济的系统成本：无需本振激光器、90°光混频器和复杂DSP，硅光方案即可实现，BOM成本大幅低于相干方案。

在Scale Across场景下，O-Band非相干方案提供了最优的成本-延迟-功耗三角平衡。

三、当前产品覆盖能力：至800G无障碍

目前基于单波100G O-Band的非相干方案，可以完整覆盖到800G速率。

未来， 800G方案可基于成熟的单通道200G PAM4实现，技术风险低，系统完整度高。

四、1.6T Scale Across：三条技术路径的评估

向1.6T演进时，存在三条可行路径，技术成熟度与工程约束各异：

路径一：1.6T PSM DWDM4（单波400G PAM4, 硅光调制）

这是最激进的单模组方案。单波400G PAM4的DSP目前尚未大规模量产，但业内已出现1.6T DR4样品，意味着400G PAM4 DSP的芯片样品已经存在。从样品到量产还需时间，预计是中期可期的方向。

路径二：1.6T 2×PSM DWDM4（单波200G PAM4，硅光调制）

基于成熟的200G PAM4硅光调制器，通过两个800G子模块堆叠实现1.6T。技术上可以实现，但功耗问题是核心瓶颈：

若整体功耗超过30W，交换机端口无法直接为模块供电，需要额外供电设计，破坏了可插拔模块的即插即用性。该方案在功耗限制下仅适合特定子系统部署，难以成为主流Scale Across方案。

路径三：1.6T NPO（Near Package Optics）2× (PSM DWDM4) （单波200G PAM4，硅光调制）✓ 推荐方案

NPO架构将光引擎靠近或集成到交换芯片封装附近，从根本上解决了功耗和信号完整性的双重矛盾：

• 电信号走线极短，SerDes功耗大幅降低
• 不再受限于标准可插拔模块的功耗预算
• 基于成熟的2×PSM DWDM4架构，技术路径清晰
• 可以完整实现1.6T O-Band非相干Scale Across

这是当前阶段实现1.6T Scale Across最可行的工程化路径。

五、技术路径对比总结

六、结论

ScaleAcross算力网络的本质诉求是：低延迟、低成本、高密度、易运维。在中短距算力互连场景，相干通信引入的系统复杂度在此场景完全没有必要，O-Band非相干方案天然契合这一诉求。

1. O-Band非相干400G、800G PSM DWDM4方案技术成熟，已经可规模部署。
2. O-Band非相干1.6T DWDM通过设计创新均可以实现。