运行 AI 大模型、搭建万卡级 GPU 算力集群时,800G 高速光模块是设备间数据互通的核心载体。看似小巧的金属方盒内部,搭建了两套独立工作链路:发送端负责电信号转光信号,接收端实现光信号还原电信号,八大精密零部件有序配合,完整完成光电转换全过程,DSP 芯片、激光器、AWG 波分复用器是决定模块传输性能的关键核心器件。

发送端 Tx:把电信号转换成光纤传输光束

交换机下发的电信号,需要经过四层器件逐级处理,才能生成适配光纤远距离传输的复合光信号:

  1. DSP 数字信号处理芯片

    可以将 DSP 理解为信号修复工具。高速电信号在铜线传输过程中容易出现衰减、波形失真,该芯片主要承担信号均衡、纠错补偿工作,修整受损数据流,是模块内部功耗最高的核心元器件。

  2. LD 激光器驱动芯片

    作用类似信号放大器,接收 DSP 优化完成的电信号并进行功率放大,输出稳定持续的驱动电流,以此控制激光器稳定发光。

  3. EML/VCSEL 激光器

    相当于微型光源,是实现电光转换的核心部件,能够将处理后的电信号转化为不同波长的单色光束,是整套光模块的核心发光单元。

  4. AWG 波分复用器

    如同光路分流合并通道,可将多束不同波长的单色光整合为一束复合光,仅依靠单根光纤就能同时传输多路高速数据,大幅提升光纤通道的传输利用率。

    多路光束完成整合后,经由光纤接口向外传输,完整实现电信号到光信号的转换流程。

接收端 Rx:光纤光束还原成设备可识别电信号

光纤传输而来的复合光束进入模块后,反向完成光到电的转换,依靠三类器件协同运作:

  1. PIN/APD 光电探测器

    原理类似微型感光板,捕捉光纤内传输的光信号,将光子能量转化为微弱的原始电流信号。

  2. TIA 跨阻放大器

    起到信号增益作用,光电探测器生成的电流信号强度极低,TIA 负责放大微弱电流,输出可供后端处理的标准电压信号。

  3. 接收端 DSP 芯片

    功能与发送端 DSP 相互匹配,对放大后的电信号开展解调、纠错、损耗修复,把杂乱的信号规整为交换机芯片能够识别的标准电信号,最终回传至交换机信号接口。

常规 800G 光模块收发两端结构对称,两端分别搭载一颗 DSP 芯片,两颗芯片也是模块整机功耗的主要来源。

光模块内部结构整体总结

拆解 800G 光模块能够清晰看到,整套设备的传输能力、功耗表现主要由 DSP 芯片、激光器、AWG 波分复用器三大核心器件决定。

八大零部件按照固定顺序串联形成闭环传输链路:发送链路以 DSP 为起点,依次经过驱动芯片、激光器、波分复用器输出光信号;接收链路从光电探测器接收光束,经由放大器放大信号,最后通过 DSP 修复信号完成输出。

所有精密器件环环相扣、协同运转,搭建起 AI 算力集群高速数据交换通道,是保障大模型训练、推理稳定运行不可或缺的底层硬件。

Logo

北京人形旗下天工造物具身智能开源社区,聚焦具身天工与慧思开物两大平台

更多推荐