400G高速互连方案 DAC与AOC关键技术解析

数据中心与超算场景对50G至400G高速线缆的需求持续增长，尤其在机柜内部及相邻机柜的短距互联场景中。作为主流解决方案，400G DAC（直连铜缆） 和 400G AOC（有源光缆）已实现规模化量产。本文将从技术特性、应用差异及未来趋势展开分析。

一、核心封装与调制技术

当前400G线缆主要采用 QSFP-DD 和 OSFP 两种封装标准，均基于 850Gb/s PAM4电调制格式。PAM4技术通过四电平脉冲幅度调制，在相同波特率下实现比传统NRZ高一倍的数据吞吐量，显著提升带宽利用率，成为400G时代的关键基础。

二、DAC与AOC核心差异对比

特性:400G DAC和400G AOC

传输介质:铜缆

最大距离 : ≤3米

物理特性:

DAC: 体积大、重量高、弯曲半径大

AOC:体积小50%、重量轻75%、柔韧性更优

抗干扰性铜缆易受电磁/雷电干扰

光纤绝缘，抗干扰性强

DAC:成本较低（铜缆成本优势）

AOC:较高（光纤材料成本主导）

DAC:分支线缆:已支持400G转多低速端口

AOC:分支型号尚未大规模商用

应用建议：3米内短距优先选DAC以降低成本；中长距离或高干扰环境需采用AOC。

三、未来演进：超越100米的解决方案

当传输距离超过100米时，需采用 400G光模块+光纤跳线组合：

- 主流模块：400G QSFP-DD / OSFP光模块

- 配套光纤：MTP/MPO-16多芯跳线（支持单模/多模传输）

此方案可扩展至千米级传输，满足跨机房互联需求。

四、关键技术深度解析

Q1：为何PAM4成为400G线缆的必然选择？

PAM4通过单信道传输2比特信息（NRZ仅1比特），在物理通道不变的前提下直接提升带宽效率，避免新增光纤带来的布线成本，是突破400G速率瓶颈的核心技术。

Q2：DSP芯片如何保障信号完整性？

由于PAM4对噪声敏感，400G线缆引入数字信号处理器（DSP） ：

- 实现时钟恢复与信号重塑

- 动态补偿色散与非线失真

- 抑制传输链路中的噪声干扰

尤其在AOC中，DSP成为维持高信号质量的核心部件。

DAC与AOC为短距互连提供高性价比方案，而光模块+光纤的组合将覆盖更长距离场景。随着PAM4和DSP技术的持续优化，400G生态将进一步降低部署成本，推动超高速数据中心规模化落地。