448Gbps单通道互连：从华为OIF报告看AI 集群下高速铜缆的生存与突围

在OIF448G AI Workshop 上，华为发布《Building a Switch System Using Next Generation Connectivity》整机系统视角研究报告，跳出单一光模块、单一SerDes 的单点讨论，把AI集群Scale-Up紧耦合、Scale-Out横向扩展的底层互连矛盾摆上台面：1.6T相干光、400G-PAM4光模块方案已经完成演示，但所有光接口最终都要落地到400G级别电接口，高速电链路，尤其是机架内高速铜互连，才是下一代AI交换机最大的未知变量OIF。而在光互连热度持续走高的当下，这份报告也为高速铜缆赛道，厘清了边界、瓶颈与技术路线选择。

一、需求原点：Scale-Up离不开铜，Scale-Out倒逼电接口统一

AI 集群两套扩容逻辑，决定了光和铜不是简单的 “光进铜退”，而是各司其职、接口打通。 Scale-Up是机柜内、超节点内部大量加速器紧耦合互联，对时延、功耗、抖动、可靠性极其敏感，这恰恰是铜缆长期以来的优势场景；Scale-Out 是跨机架、跨集群的横向组网，依靠光模块、NPO、CPO实现远距离扩展，但无论采用哪一类光形态，都必须和交换机ASIC之间完成电接口对接。

早在TEF会议阶段，产业已经形成共识：下一代互连的瓶颈不在光，而在电。业界已经广泛探索 BIDI、SE-MIMO、PAM4/6/8等多条路线，而华为这份报告收敛到PAM4、PAM6两大调制方案，核心目标就是寻找一套光侧、电侧可以共用的电接口标准，让DAC无源铜缆、AEC有源电缆、背板连接器、光模块AUI 接口复用同一套通道规范，降低整机系统的设计碎片化。

过去200Gbps时代，CEI标准已经清晰定义背板、VSR短距、LR长距的损耗与距离边界：无源DAC铜缆有效传输距离上限约5-7米，AEC有源电缆借助 Retimer/Redriver 信号补偿，可以延伸至相邻机架，成为机架内、近邻机架之间性价比最优的方案。但进入448G单通道时代，原有铜缆、连接器的物理天花板被直接触碰。

二、三层架构拆解：铜缆的主战场，锁定机架内 Scale-Up 场景

报告把交换机系统互连划分为机架内、跨机架、跨数据中心三层，高速铜缆的应用边界，在三层架构中被清晰划定。

1. 机架内互连（Intra-Rack）：铜缆的核心阵地，也是最大挑战区

   机架内部是铜互连不可替代的主场，方案包含正交背板、CPC高速连接器、2D连接器、DAC无源铜缆、AEC有源电缆，搭配Retimer/Redriver信号重驱动芯片。 到448Gbps，传统1D连接器带宽、插入损耗成为硬瓶颈，裸芯片之间ball-to-ball通道损耗指标还没有形成统一工程标准。高频下趋肤效应、介质损耗、阻抗不连续、串扰、对内偏斜同步恶化，同样的线缆结构，448G无源铜缆的可用距离相比200G会大幅压缩，无源DAC的适用场景进一步收缩到极短距离。 但产业并没有放弃铜路线：AI超节点Scale-Up业务，依然强烈希望保留电互连方案。相比光引擎，铜缆方案成本更低、功耗更低、链路抖动可控、维护简单，是高密度机柜内部算力池互联的优选。这也是为什么CPC连接器、新一代屏蔽线缆、低损耗绝缘材料、AEC有源电缆，成为448G铜缆赛道的核心攻关方向。

2. 跨机架互连（Inter-Rack）：光为主，铜的边界止步于 AEC 有源电缆

   交换机radix从51向102演进，扁平化AI网络对端口密度、可靠性要求持续抬升，跨机架主流方案转向可插拔光模块、NPO近封装光引擎、CPO 共封装光引擎。三者的维护性差异显著：传统可插拔模块支持热插拔，单点故障只影响8条lane；NPO带插座更换难度提升；CPO光引擎直接焊接在ASIC 上，故障需要整机返厂，运维代价极高。 在这个层级，无源DAC基本退出，只有AEC有源电缆能够覆盖少量相邻机架短距场景，作为光方案的补充。一旦距离、端口数量超出 AEC 链路预算，就必须切换光互连。

3. 跨数据中心互连（Inter-DC）：相干光主导，铜缆完全退出

   OIF正在推进1600ZR/ZR+、1.6T-CL标准，面向AI园区短距相干应用。报告抛出行业思考题：产业是否要重回板载相干路线。这一层距离长、损耗大，铜缆没有任何竞争力，关注点落在相干光方案与主机侧电接口的匹配上。

三、调制方案取舍：PAM4 vs PAM6，直接决定 448G 铜缆的设计路线

报告以KP4作为基准FEC，对比两条路线的信噪比、带宽压力、链路预算，也是铜缆厂商选型最核心的参考：

• PAM4：波特率 212.5GBd，1e-4 误码下所需 SNR 18.2dB。优势是符号体系延续 200G 时代 PAM4 生态，上下游 SerDes、连接器、线缆测试方案成熟；代价是符号速率高，对通道带宽要求极高，需要连接器、线缆、PCB 通道支撑接近 112GHz 带宽，对铜缆的材料、屏蔽、阻抗控制、测试系统提出极高门槛。
• PAM6：波特率下降至 170GBd，降低符号速率，缓解通道带宽压力，适配现有通道的滚降特性；代价是信噪比要求抬升至 21.8dB，对噪声、串扰更加敏感，需要更强的均衡算法（MLSE/MMSE-DFE）和内层 Inner-FEC 来补足链路预算，SerDes 芯片复杂度、功耗同步上升。

在KP4-FEC叠加均衡算法的仿真条件下，PAM4、PAM6都具备支撑40dB以上插入损耗背板链路的潜力，两种路线都具备可行性，也对应两条完全不同的铜缆产品路线：

• 选择 PAM4 路线：铜缆厂商要全力冲击更高带宽，开发超低损耗介质、高性能差分屏蔽结构、高精度 CPC 连接器，守住无源 DAC 的短距价值；

• 选择 PAM6 路线：适当降低通道带宽压力，但链路对噪声更敏感，线缆串扰、反射、对内偏斜的控制要求更严苛，更适合 AEC 有源电缆搭配 Inner-FEC 的补偿方案。

FEC分层架构，是铜缆链路预算拓展的关键：Inner-FEC内层纠错，专门用于电链路，是 AEC有源电缆、Retimed 链路的核心增益来源；OFEC/FEC2 外层纠错，服务光侧传输距离，是 ZR/ZR + 相干光的强制要求。在相干光场景下，PAM6 可以降低 AUI-C2M 电接口压力；搭配合适 Inner-FEC，PAM4、PAM6、16QAM 在光侧性能差距有限。 这也意味着：448G 电接口标准的选择，不是光模块厂商单方面决定，而是由铜缆、连接器、背板、SerDes、FEC 整套电通道生态共同决定。

四、高速铜缆产业的机会、边界与长期趋势

1. 无源DAC铜缆：极致短距保留价值

   448G下无源DAC的有效距离大幅缩水，不再是2米通用方案，仅适合托盘内、板间极短距离直连；它的核心竞争力依然是零中继功耗、成本低、结构简单，是超节点内部高密度互联不可替代的基础组件。

2. AEC有源电缆：448G铜缆增长主力

   AEC 依靠 Retimer 芯片 + Inner-FEC 的组合，把铜互连的距离边界向外延伸，承接无源 DAC 够不到、光模块不划算的中间距离。它是 448G 时代铜缆最有想象空间的品类，但瓶颈在于高端 Retimer 芯片供给、功耗控制、成本优化。

3. 连接器与线缆材料是胜负手

   相比224G，448G对绝缘介质、屏蔽结构、差分阻抗一致性、串扰抑制、相位同步的要求跃升一个台阶。CPC连接器、新一代高速线缆组件，是整条电链路的短板，也是国内线缆、连接器厂商突围的核心赛道。

从长期路线看，产业不会简单二选一。如果通道生态能够落地满足112GHz带宽的连接器与线缆，PAM4会凭借生态延续性成为主流；如果通道带宽提升遇到明显瓶颈，PAM6凭借更低波特率的优势，会成为折中方案，形成 “短距无源 DAC走PAM4，中距AEC有源电缆偏向PAM6” 的分化格局。

对整个高速互联行业而言，这份报告最重要的启示是：AI 算力网络的竞争，不止是光模块的速率竞赛，电通道、高速铜缆、连接器组成的 “底座”，决定了整个交换机系统的落地成本、功耗、维护性与规模化交付能力。光负责远方，铜负责机柜内部算力的紧密握手，光铜并进，才是下一代AI集群互连的真实图景。

诚邀全产业链同仁拨冗赴约，12-26日东莞塘厦，回望十年奋斗，共探算力互联新未来！

工程参考学习资讯

更多关于最新的线缆行业发展讯息，请关注我们的微信公众号！我们将第一时间搜寻到行业前沿讯息和您一起分享！不做盈利用途，文中观点都是基于公开数据及信息，仅供交流，不构成投资建议!

▼欢迎“点赞”“分享” 在评论区留下您的看法▼