传输与组网系统

数据中心互连

Data Center Interconnect · DCI
图解DCI

定义

连接不同数据中心的高速链路,距离从园区内几公里到跨城数百公里。

图解

两种「读光」的方式 · 一个只看亮度,一个连相位一起读IM-DD 强度调制 / 直接检测光强调制亮暗代表 0/1直接检测(PD)只测光功率结构简单 · 成本低 · 功耗低数据中心内部互连的主流相干 · 同时利用幅度与相位IQ 调制幅度 + 相位相干接收 + DSP本振光混频后解调灵敏度高 · 距离远 · 容量大DCI、骨干与 ZR 模块采用相干把信息装到「相位」这个额外维度上,因此同样符号能承载更多比特,代价是必须用 DSP 做相位恢复与色散补偿。判据:几百米内用 IM-DD 就够了;几公里以上、或需要极高谱效率时,相干才划算。
相干与 IM-DD IM-DD 只读光强,简单便宜;相干连相位一起读,灵敏度与谱效率大幅提升,代价是必须配 DSP。一句话判据:几百米内 IM-DD 足够,进入 DCI 与骨干就得转相干。
三个「扩展」的边界 · 决定光互连厂商能吃到哪一段Scale-up · 纵向扩展把大量加速器连成「一台超大计算机」· 对带宽密度与时延最苛刻全连接拓扑NPO / CPO 主战场Scale-out · 横向扩展通过组网增加节点数量 · 主力是 InfiniBand / 以太网 + 可插拔光模块节点间Scale-across · 跨域扩展跨数据中心域扩展 · 靠 DCI 与相干传输,长距光互连的价值落点数据中心 A数据中心 B数据中心 C
三个「扩展」的边界 三个扩展的物理尺度不同,因此对应的技术栈也不同:Scale-up 用 NPO/CPO(最看重带宽密度与时延),Scale-out 用可插拔模块(最看重成本与互通),Scale-across 用相干与 DCI(最看重距离与容量)。写稿时把这三层分开,术语就不会乱用。

说明

数据中心互连(DCI)指数据中心之间的高速光传输连接,通常采用相干光模块(如 ZR / ZR+ 系列)与 DWDM 系统,距离从几公里到上百公里不等。

DCI 在 AI 时代的地位显著上升:当单数据中心的电力与空间容量成为瓶颈,跨数据中心的算力协同(Scale-across)就变得必要,而分布式训练对时延非常敏感——这直接推动了空芯光纤这类低时延介质的关注度。

技术上,DCI 是相干体制的主场:需要同时满足长距、大容量与高可靠性,因此 DSP 复杂度、功耗与成本都显著高于数据中心内部模块。这也是 ZR 系列与普通 800G 模块在价格上差距巨大的原因。

关键数字

几公里–上百公里典型距离范围
相干 + DWDM技术组合
时延敏感推动低时延介质需求

关键要点

  • 主要采用相干可插拔模块与 DWDM 系统。
  • 在算力网络背景下,DCI 的价值随跨区域算力调度需求上升,也是空芯光纤的重点落地方向。
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