什么是 1.6T 以太网？面向网络和测试工程师的问答
行业下一个带宽里程碑已有定名：1.6T 以太网。随着该项技术从标准制定、实验室验证阶段迈入小规模商用部署，网络架构师、实验室负责人以及研发团队需要了解1.6T将会带来哪些改变，以及这些改变对AI数据中心基础设施有什么意义。本文为1.6T以太网答疑系列的上篇，我将介绍1.6T以太网，并回答那些正在评估该技术的团队最常提出的问题。
什么是 1.6T 以太网？
1.6T 以太网（即 1.6 太比特以太网）是不断加速的以太网带宽发展进程中的又一重要台阶。 该标准正通过 IEEE P802.3dj 修正案进行定义，IEEE 802.3 工作组正在制定以太网标准的下一份修正案，涵盖 200G、400G、800G 和 1.6T 以太网。 没错，您没看错：“dj”确实是该项目名称的一部分——对于这项为下一代以太网定下基调的工作而言，这个名字再贴切不过了。
OSFP 外形规格非常适合支持 1.6T 以太网，这得益于其固有的八条高速电气通道支持。 OSFP多源协议（OSFP Multi-Source Agreement）已定义了OSFP1600模块，该模块支持八条200 Gbit/s通道。通过确立通用的机械、电气和热设计规范，该协议为全行业开发1.6T模块提供了标准化基础。
为了实现 1.6 Tbit/s 的总数据速率，1.6T 以太网接口在每个方向上使用八条 200 Gbit/s 通道——这是 800G 以太网每条通道数据速率的两倍。 换言之，1.6T链路在每个方向上通过八条独立的200 Gbit/s通道同时传输数据流量。
在电气方面，由 OIF 的 CEI-224G 规范组支持的新一代 SerDes 技术，利用 PAM4 调制可实现每通道约 224 Gbit/s 的信号传输速率。 这一更高的 224 Gbit/s 信号速率可满足支持 200 Gbit/s 以太网通道速率所需的协议和前向纠错（FEC）开销。
1.6T 可插拔模块正以多种光纤配置问世，包括 DR8、2 x DR4 和 2 x FR4。 每种配置均承载八条 200 Gbit/s 通道，其设计旨在支持不同的光纤架构和传输距离——从跨度数百米的并行单模光纤链路，到最远可达 2 公里的波分复用链路。 这些模块的开发旨在符合新兴的IEEE 802.3dj规范，并通过I2C总线采用符合CMIS标准的管理接口。 这为配置、诊断、监控和固件管理提供了一个通用框架，有助于 1.6T 模块与 400G 和 800G 等早期技术中已熟知的管理工具兼容。
1.6T以太网与之前的以太网速率有何不同？
1.6T以太网与800G以太网的关键区别在于，它采用了八条200 Gbit/s的PAM4通道。 虽然以太网带宽传统上是通过增加通道数、提高每通道数据速率，或两者兼而有之的方式来提升的，但1.6T以太网保留了800G所采用的八通道架构，并将每通道数据速率从100 Gbit/s提升至200 Gbit/s。
在更高的符号速率下，实施挑战显著增加，例如信号会面临更大的插入损耗、噪声敏感度以及符号间干扰（ISI）。这需要更先进的发射机和接收机均衡技术，以维持可靠的信号性能。
为了支持更远传输距离的应用，前向纠错（FEC）必须与物理接口同步发展。此前每通道100 Gbit/s的以太网实现通常依赖于以太网物理编码子层所采用的外层里德-所罗门FEC。 对于许多每通道 200 Gbit/s 的物理层（PHY），IEEE P802.3dj 引入了一种串联式 FEC 架构，其中内层 FEC 在将数据传递给外层 FEC 之前，会更接近物理通道地校正错误。 这一额外的内层FEC是与传统400G和800G实现方案相比的关键变化。 因此，一套完整的 1.6T 以太网测试方案可能需要评估内层 FEC 性能、外层 FEC 性能以及两者之间的交互作用——而不仅仅是最终 FEC 处理后的比特误码率。
还有其他几个重要的区别点。 其中一个重要区别是符号复用，即 FEC 符号（而非单个比特）被分配到物理通道上。
另一个关键区别在于，链路训练虽然在某些情况下仍为可选，但对于某些接口（即电气接口）而言，其重要性更高，有时甚至是强制性的。 然而，该参数协商的定义和术语正朝着更详细、更全面的交换方向发展，可能涉及一个或多个子层间链路（ISL），且该过程也被重新命名为“自主路径启动”（APSU）。
1.6T 以太网为何对数据中心互连网络如此重要？
AI 基础设施是向 1.6T 以太网过渡的主要驱动力。更大的 GPU 集群和日益分布化的 AI 工作负载，需要更高的带宽来支持数据中心内部的横向扩展连接以及数据中心之间的纵向扩展连接。 通过将每个以太网端口的速率从 800 Gbit/s 提升至 1.6 Tbit/s，新一代交换机和光模块不仅能使每个端口的数据传输量翻倍，还能满足 AI 网络架构所需的更高网络密度要求。
铜缆已走到尽头——或者至少大部分如此。随着每通道速率的攀升，实际的电信号传输距离正在缩短。通过铜缆传输224G级信号超过极短距离，已经是一个重大的工程挑战，这也是为何业界不断将光模块向交换机ASIC靠拢的原因。
功耗是工程师无法忽视的另一项限制。基于DSP的1.6T可插拔模块会带来实际的能耗成本，功耗正逐渐从设计中的脚注转变为首要的设计考量因素。 降低每比特能耗的压力为线性可插拔光模块（LPO）和线性接收光模块（LRO）开辟了道路，这些模块去除了传统的DSP，从而降低了功耗、延迟和发热量。 具体的功耗节省幅度（最高可达 50%）取决于具体实现方案，但这种权衡已经开始影响下一代 1.6T 模块的架构和设计决策。
就数据中心互连（DCI）而言，1.6T 尤为重要，因为它使运营商能够在不增加物理端口、收发器数量或机架空间占用的情况下，将有效端口带宽翻倍。 根据光纤配置的不同，它还可能减少实现给定聚合容量所需的光纤连接数量——随着AI流量持续增长，而设施的功耗和空间预算日益紧张，这无疑是一项显著优势。
1.6T 以太网不仅提供了人工智能基础设施所需的带宽密度，同时也提高了对信号完整性、前向纠错（FEC）性能、热管理以及互操作性的要求。 在第二部分中，我们将探讨这些挑战对1.6T以太网测试意味着什么——以及工程师需要具备哪些能力才能自信地验证性能。
