3. DCI物理层与光模块规划

跨数据中心互联（DCI）的物理层规划，决定了上层 EVPN/VXLAN 或三层路由能跑多快、多稳、多远。与园区内短距多模光纤不同，DCI 面对的是几公里到上百公里的单模光纤、波分复用系统、光放大器和相干接收机。本节围绕 400G/800G 光模块选型、光纤链路预算、长距传输与相干光技术、光层保护与链路冗余设计四条主线展开，目标是让读者能独立完成一条 DCI 链路的物理层参数核算与选型判断。

一、400G/800G 光模块选型：先看距离，再看封装

光模块选型的第一约束是传输距离，第二约束是端口密度与功耗，第三约束才是价格。以 Arista 交换机常用的 400G 端口为例，常见类型与适用场景如下：

800G 目前主流形态为 800G-DR8（500m，8×100G 并行）和 800G-FR8/LR8（2km/10km，8×100G WDM），以及 800G-ZR 相干模块。选型时需注意：DR8 使用 8 对单模光纤，MPO-16 或双 MPO-12 连接器，布线密度高但光纤数量翻倍；FR8/LR8 使用 8 个波长，只需 1 对光纤，更适合光纤资源紧张的长距 DCI。若链路超过 10km，应直接评估相干 ZR/ZR+ 模块，避免多级 EDFA 带来的噪声累积和运维复杂度。

二、光纤链路预算：把每一段损耗算清楚

链路预算的核心公式为：接收光功率 = 发送光功率 − 链路总损耗 − 连接器损耗 − 熔接损耗 − 光纤衰减 − 余量。其中光纤衰减按 1310nm 约 0.35dB/km、1550nm 约 0.20dB/km 估算；每个连接器约 0.3dB，每个熔接点约 0.1dB；工程余量通常预留 3dB，用于老化、弯曲和未来改造。

举例（示例参数，非实测）：一条 40km 的 400G-ER4 链路，发送光功率 +2dBm，接收灵敏度 −12dBm，则可用预算为 14dB。链路损耗 = 40km × 0.20dB/km = 8dB，连接器 4 个 × 0.3dB = 1.2dB，熔接点 10 个 × 0.1dB = 1dB，合计 10.2dB，剩余 3.8dB 余量，满足 3dB 要求，链路可行。若距离拉到 60km，损耗升至 15.2dB，超出预算，必须引入 EDFA 或改用相干模块。

三、长距传输与相干光技术

当距离超过 10km 或速率达到 400G/800G 长距时，传统 IM-DD（强度调制直接检测）模块的色散和 OSNR 余量迅速恶化，此时应转向相干光技术。相干模块通过调制光信号的幅度和相位（如 QPSK、16QAM），在接收端用本振光进行相干解调，可同时补偿色散和偏振模色散，单波 400G 可传输 80~120km 而无需色散补偿模块。

相干 ZR/ZR+ 模块的关键参数包括：可调谐波长范围（如 C 波段 191.3~196.1THz）、发射功率（约 −10~+3dBm）、OSNR 容限、FEC 类型（oFEC 或 CFEC）。在 Arista EOS 中，相干模块通常以 Ethernet1/1 形式呈现，可通过 show interfaces Ethernet1/1 transceiver detail 查看 OSNR、BER、频率偏移等指标。规划时需注意：相干链路对光纤 PMD 敏感，老旧光纤的 PMD 若超过 10ps，可能导致无法建链，需提前用 OTDR/PMD 测试仪评估。

四、光层保护与链路冗余设计

DCI 光层保护的目标是：单根光纤、单个光模块、单台 OLS 或单条路径故障时，业务不中断或秒级切换。常见方案有三类：

• 设备级冗余：交换机双上行，分别接不同 OLS 或不同光模块，配合 LACP 或 ECMP 实现链路级保护。
• 光层 1+1 保护：在 OLS 上配置双发选收或双发双收，主备路径走不同光缆路由，切换时间通常 <50ms。
• 相干 ZR+ 直连保护：两台交换机之间用两条不同路由的相干链路直连，配合 BGP/EVPN 多路径实现快速收敛。

冗余设计的关键是“物理路由分离”。若主备光纤走同一管道或同一桥架，则管道施工会同时中断两条路径，冗余形同虚设。规划时应要求两条路径的物理距离和入局方向不同，并在光缆资源表中标注 A/B 路由。此外，光模块和 OLS 单板也应跨机框、跨电源部署，避免单点故障。

五、规划检查清单（可直接使用）

完成上述核算后，建议在割接前用 OTDR 测试每段光纤的衰减和事件点，用光功率计实测收发光功率，并与预算表逐项比对。若实测值与预算偏差超过 1dB，应排查连接器清洁度、熔接质量和光纤弯曲半径。只有物理层参数全部达标，上层的 EVPN/VXLAN 和 BGP 收敛才有稳定的基础。