Breitband-Kohärente Interconnects für Rechenzentren im Jahr 2025: Ungeahnte Bandbreite und Effizienz für die nächste Generation von Cloud-Infrastrukturen freisetzen. Entdecken Sie, wie diese Technologie die Leistung und Wirtschaftlichkeit von Rechenzentren in den nächsten fünf Jahren umgestalten wird.
- Zusammenfassung: Marktantriebskräfte und Ausblick 2025
- Technologieübersicht: Breitband-Kohärente Interconnects erklärt
- Wichtige Akteure der Branche und Ökosystem-Mapping
- Aktuelle Marktgröße und Wachstumsprognosen 2025–2030
- Adoptionstrends: Hyperscale-, Cloud- und Unternehmensrechenzentren
- Technische Herausforderungen und Lösungen: Bandbreite, Energie und Latenz
- Regulatorische und Standardslandschaft (z. B. IEEE, OIF)
- Wettbewerbstechnologien: Steckerbare vs. Co-Packaged Optik
- Fallstudien: Echtzeitbereitstellungen und Leistungssteigerungen
- Zukünftiger Ausblick: Innovationsfahrplan und strategische Empfehlungen
- Quellen & Referenzen
Zusammenfassung: Marktantriebskräfte und Ausblick 2025
Die rasante Expansion von Cloud-Computing, künstlicher Intelligenz (KI) und Hochleistungsrechen (HPC) treibt eine grundlegende Transformation in den Architekturen von Rechenzentren voran. Während die Datenmengen steigen und die Anforderungen an Anwendungen zunehmen, wird der Bedarf an skalierbaren, hochkapazitiven und energieeffizienten Interconnects immer wichtiger. Breitbandkohärente Interconnects, die fortschrittliche digitale Signalverarbeitung (DSP), hochgradige Modulationsformate und dichte Wellenlängenmultiplextechnologie (DWDM) nutzen, treten als kritische Technologie auf, um diese Herausforderungen in Hyperscale- und großen Unternehmensrechenzentren zu bewältigen.
Im Jahr 2025 wird der Markt für breitbandkohärente Interconnects durch mehrere zusammenlaufende Faktoren vorangetrieben. Erstens beschleunigt der Übergang zu 400G, 800G und sogar 1,6T optischen Verbindungen, wobei führende Hersteller von optischen Transceivern wie Infinera, Ciena und NeoPhotonics (jetzt Teil von Lumentum) kohärente steckbare Module einführen, die hohe Baudraten und breite optische Bandbreiten unterstützen. Diese Module ermöglichen es Rechenzentren, die Reichweite und Kapazität ihrer Interconnects zu erweitern und gleichzeitig den Energieverbrauch pro Bit zu reduzieren.
Zweitens setzen Hyperscale-Betreiber—darunter Microsoft, Google und Meta—aktiv breitbandkohärente Lösungen ein und testen sie, um den Ost-West-Verkehr und die Inter-Rechenzentrum-Konnektivität zu unterstützen. Diese Unternehmen arbeiten mit Anbietern von optischen Komponenten zusammen, um nächste Generation kohärente DSPs und photonische integrierte Schaltungen (PICs) zu entwickeln, die im C+L-Band arbeiten können, wodurch die verfügbare Faser-Kapazität effektiv verdoppelt und die Infrastruktur für KI-gesteuerte Arbeitslasten zukunftssicher gemacht wird.
Drittens beschleunigen die Bemühungen um die Standardisierung in der Branche, die von Organisationen wie dem Optical Internetworking Forum (OIF) und der International Telecommunication Union (ITU) geleitet werden, die Einführung interoperabler kohärenter Schnittstellen, einschließlich der Standards 400ZR, 800ZR und OpenROADM. Diese Initiativen fördern ein Multi-Vendor-Ökosystem, reduzieren die Integrationskomplexität und ermöglichen eine breitere Einführung von breitbandkohärenten Technologien sowohl in Metro- als auch in regionalen Rechenzentrum-Interconnect (DCI)-Anwendungen.
Wenn man in die nächsten Jahre blickt, bleibt die Aussicht für breitbandkohärente Interconnects robust. Die fortwährende Entwicklung von Siliziumphotonik, co-packaged optics und fortschrittlichen DSPs wird voraussichtlich die spektrale Effizienz weiter erhöhen und die Gesamtkosten des Eigentums senken. Während KI- und maschinelles Lernen-Arbeitslasten zunehmen, werden Rechenzentrumsbetreiber zunehmend breitbandkohärente Lösungen priorisieren, um den Anforderungen an ultra-hohe Bandbreite, niedrige Latenz und energieeffiziente Konnektivität gerecht zu werden. Der Markt ist auf anhaltendes Wachstum eingestellt, wobei führende Technologieanbieter und Hyperscale-Betreiber die Innovations- und Bereitstellungstendenzen bis 2025 und darüber hinaus gestalten.
Technologieübersicht: Breitband-Kohärente Interconnects erklärt
Breitbandkohärente Interconnects stellen eine transformative Technologie für das Netzwerk von Rechenzentren dar, die die Übertragung riesiger Datenmengen über optische Fasern mit hoher spektraler Effizienz und Reichweite ermöglichen. Im Gegensatz zu herkömmlichen direkt detektierten Intensitätsmodulationslinks (IM-DD) nutzen kohärente Interconnects fortschrittliche Modulationsformate, digitale Signalverarbeitung (DSP) und Polarisationsmultiplexing, um mehr Informationen pro Wellenlänge zu kodieren, was die Bandbreite erheblich erhöht und die Kosten pro Bit senkt.
Im Jahr 2025 beschleunigt sich die Einführung von breitbandkohärenten Interconnects, angetrieben durch das exponentielle Wachstum von Cloud-Diensten, Arbeitslasten der künstlichen Intelligenz und den Bedarf an skalierbaren, energieeffizienten Architekturen für Rechenzentren. Kohärente Technologie, die einst für Langstrecken- und Metro-Netzwerke reserviert war, wird jetzt für kürzere Reichweiten von Rechenzentrum-Interconnects (DCI) maßgeschneidert, mit Lösungen, die Datenraten von 400G, 800G und sogar 1,2T pro Wellenlänge unterstützen. Diese Fortschritte werden durch die Entwicklung leistungsstarker kohärenter DSP-ASICs, integrierter Photonik und steckbarer Transceivermodule ermöglicht.
Wichtige Akteure der Branche stehen an der Spitze dieser Entwicklung. Ciena hat die WaveLogic 6-Plattform eingeführt, die eine Übertragung von 1,6 Tbps mit einem einzigen Trägersignal unterstützt und für Metro- und DCI-Umgebungen konzipiert ist. Infinera bietet ICE-X kohärente Steckmodule an, die skalierbare und energieeffiziente DCI-Lösungen anvisieren. Nokia entwickelt seinen PSE-6s kohärenten DSP weiter, der 800G und 1,2T-Übertragungen über eine einzige Wellenlänge ermöglicht, während Cisco Systems kohärente Optik in seine Netzwerkplattformen integriert, um der wachsenden Nachfrage nach hochkapazitiven, latenzarmen Interconnects gerecht zu werden.
Ein bestimmendes Merkmal von breitbandkohärenten Interconnects ist ihre Fähigkeit, über erweiterte optische Bandbreiten, wie das C+L-Band, zu operieren, was das verfügbare Spektrum im Vergleich zu herkömmlichen C-Band-Systemen, die nur das C-Band nutzen, effektiv verdoppelt. Dieser Ansatz wird von führenden Anbietern optischer Komponenten, einschließlich Lumentum und NeoPhotonics (jetzt Teil von Lumentum), übernommen, die breitbandige optische Verstärker und Multiplexer entwickeln, um Multi-Terabit-Übertragungen zu unterstützen.
Wenn man in die Zukunft blickt, ist die Aussicht für breitbandkohärente Interconnects in Rechenzentren robust. Es wird erwartet, dass die Technologie die nächste Generation von Cloud-Scale- und KI-gesteuerten Rechenzentren untermauern wird, während der Übergang zu 400ZR, 800ZR und darüber hinaus unterstützt wird. Branchenfahrpläne deuten auf eine fortlaufende Innovation in DSP, photonischer Integration und Modulformfaktoren hin, mit einem Fokus auf die Reduzierung des Energieverbrauchs und der Gesamtkosten des Eigentums. Während Hyperscale-Betreiber und Dienstanbieter in diese Lösungen investieren, stehen breitbandkohärente Interconnects bereit, ein grundlegendes Element der Infrastruktur von Rechenzentren bis zum Ende des Jahrzehnts zu werden.
Wichtige Akteure der Branche und Ökosystem-Mapping
Das Ökosystem für breitbandkohärente Interconnects in Rechenzentren entwickelt sich schnell, angetrieben durch das exponentielle Wachstum von Cloud-Diensten, KI-Arbeitslasten und den Bedarf an skalierbarer, hochkapazitiver Konnektivität. Im Jahr 2025 wird die Branchenlandschaft von einer Mischung aus etablierten Anbietern optischer Netzwerke, innovativen Komponentenlieferanten, Hyperscale-Cloud-Betreibern und Standardorganisationen geprägt, die alle zur Weiterentwicklung und Bereitstellung kohärenter optischer Technologien beitragen.
Unter den führenden Systemanbietern spielen Cisco Systems und Juniper Networks weiterhin eine zentrale Rolle, indem sie kohärente Optik in ihre Plattformen für Rechenzentrum-Interconnects (DCI) integrieren. Die Übernahme von Acacia Communications durch Cisco hat die internen Fähigkeiten für kohärente digitale Signalverarbeitung (DSP) und steckbare Optik gestärkt, was die Bereitstellung von 400G/800G kohärenten Modulen ermöglicht, die auf Hyperscale- und Unternehmensrechenzentren zugeschnitten sind. Juniper hingegen hat seine PTX- und QFX-Serie mit Unterstützung für hochgeschwindigkeitskohärente Steckmodule erweitert, die sowohl für Metro- als auch für Langstrecken-DCI-Anwendungen ausgelegt sind.
Im Bereich der Komponenten und Module stehen Infinera und Ciena an der Spitze der Entwicklung fortschrittlicher kohärenter Transceiver und photonischer integrierter Schaltungen (PICs). Infinera’s ICE-X und Ciena’s WaveLogic-Serie werden aufgrund ihrer hohen spektralen Effizienz und Unterstützung für breitbandige Übertragungen, einschließlich C+L-Band-Betrieb, weit verbreitet eingesetzt, was zunehmend wichtig ist, um die Faser-Nutzung in dichten Rechenzentrumsumgebungen zu maximieren. Beide Unternehmen sind auch aktiv an den Initiativen OpenZR+ und OpenROADM beteiligt, die Interoperabilität und Multi-Vendor-Ökosysteme fördern.
Hyperscale-Cloud-Betreiber wie Google, Microsoft und Amazon sind nicht nur große Verbraucher, sondern auch wichtige Einflussnehmer in der Richtung der kohärenten Interconnect-Technologie. Diese Unternehmen treiben die Nachfrage nach steckbaren kohärenten Optiken voran, die direkt in Switches und Router integriert werden können, wodurch der Energieverbrauch und die Betriebskomplexität reduziert werden. Ihre Zusammenarbeit mit Anbietern optischer Module beschleunigt die Einführung der Standards 400ZR, 800ZR und der aufkommenden 1,6T-kohärenten Standards.
Das Ökosystem wird weiter von Spezialisten für optische Komponenten wie Lumentum, NeoPhotonics (jetzt Teil von Lumentum) und Coherent Corp. (ehemals II-VI Incorporated) unterstützt, die kritische Elemente wie einstellbare Laser, Modulatoren und kohärente Empfänger liefern. Diese Anbieter sind entscheidend für die Miniaturisierung und Kostenreduzierung kohärenter Module, wodurch breitbandige Lösungen für eine breitere Bereitstellung in Rechenzentren realisierbar werden.
Normungsorganisationen und Branchenallianzen, einschließlich des Optical Internetworking Forum (OIF) und des Open Compute Project (OCP), spielen eine entscheidende Rolle bei der Definition von Interoperabilitätsspezifikationen und Referenzdesigns. Ihre Arbeit stellt sicher, dass breitbandkohärente Interconnects nahtlos in Multi-Vendor-Umgebungen integriert werden können, Innovationen fördern und die Markteinführung beschleunigen.
Blickt man in die Zukunft, wird das Zusammenspiel dieser wichtigen Akteure—Systemanbieter, Komponentenlieferanten, Cloud-Betreiber und Standardorganisationen—weiterhin die Entwicklung von breitbandkohärenten Interconnects prägen. Der kooperative Ansatz des Ökosystems wird voraussichtlich weitere Fortschritte in Kapazität, Effizienz und Skalierbarkeit vorantreiben und die nächste Generation von Rechenzentrumsarchitekturen bis 2025 und darüber hinaus unterstützen.
Aktuelle Marktgröße und Wachstumsprognosen 2025–2030
Der Markt für breitbandkohärente Interconnects in Rechenzentren erlebt eine rasante Expansion, die durch das exponentielle Wachstum von Cloud-Computing, künstlicher Intelligenz (KI) und Hochleistungsrechen (HPC) angetrieben wird. Im Jahr 2025 ist die Bereitstellung kohärenter optischer Technologien—die Datenraten von 400G, 800G und in Richtung 1,6T pro Wellenlänge unterstützen können—zu einem entscheidenden Enabler für Hyperscale- und große Unternehmensrechenzentren geworden. Die Einführung von breitbandkohärenten Interconnects ist besonders ausgeprägt bei führenden Cloud-Service-Anbietern und Netzwerkbetreibern, die versuchen, Bandbreitenengpässe zu beseitigen und den Energieverbrauch pro Bit zu reduzieren.
Wichtige Akteure der Branche wie Ciena, Infinera, Nokia und Cisco Systems stehen an der Spitze der Kommerzialisierung fortschrittlicher kohärenter Lösungen. Diese Unternehmen haben Transceiver und Leitungssysteme eingeführt, die den breitbandigen Betrieb über die C+L-Bänder unterstützen und Multi-Terabit-Übertragungen über einzelne Faserpaare ermöglichen. Zum Beispiel werden Ciena’s WaveLogic und Infinera’s ICE-X-Plattformen in Metro-, Regional- und Langstrecken-Rechenzentrum-Interconnect (DCI)-Anwendungen eingesetzt, mit dem Fokus auf die Maximierung der spektralen Effizienz und die Minimierung der Betriebskosten.
Im Jahr 2025 wird die globale Marktgröße für kohärente optische Module und verwandte DCI-Ausrüstungen auf mehrere Milliarden Dollar geschätzt, mit zweistelligen jährlichen Wachstumsraten, die bis 2030 prognostiziert werden. Der Übergang von 400G zu 800G und 1,6T kohärenten Modulen wird voraussichtlich beschleunigt, angetrieben durch den Bedarf an skalierbaren, energieeffizienten Interconnects. Intel und NeoPhotonics (jetzt Teil von Lumentum) investieren ebenfalls in Siliziumphotonik und fortschrittliche DSP-Technologien, um die Kosten und den Energieverbrauch weiter zu senken und kohärente Lösungen für eine breitere Palette von Rechenzentrumsbetreibern zugänglicher zu machen.
Wenn man bis 2030 blickt, deutet der Konsens in der Branche auf ein anhaltendes robustes Wachstum hin, wobei breitbandkohärente Interconnects zum De-facto-Standard für hochkapazitive DCI werden. Die Verbreitung von KI-gesteuerten Arbeitslasten und die Expansion von Edge-Rechenzentren werden voraussichtlich die Nachfrage weiter anheizen. Standardisierungsbemühungen von Organisationen wie dem Optical Internetworking Forum (OIF) und der International Telecommunication Union (ITU) unterstützen die Interoperabilität und beschleunigen die Einführung. Infolgedessen bleibt die Marktaussicht für breitbandkohärente Interconnects äußerst positiv, mit fortlaufenden Innovationen und Skalierungen, die voraussichtlich die Kosten senken und die Bereitstellung über die globale Rechenzentrumslandschaft erweitern werden.
Adoptionstrends: Hyperscale-, Cloud- und Unternehmensrechenzentren
Die Einführung von breitbandkohärenten Interconnects in Rechenzentren beschleunigt sich 2025 rapide, angetrieben durch die unstillbare Nachfrage nach Bandbreite von Hyperscale-, Cloud- und Unternehmensbetreibern. Hyperscale-Rechenzentren, die von Branchenriesen wie Microsoft, Google, Amazon und Meta Platforms betrieben werden, stehen an der Spitze der Bereitstellung von nächsten Generation optischer Interconnects zur Unterstützung von KI/ML-Arbeitslasten, verteiltem Speicher und Hochleistungsrechnen. Diese Betreiber wechseln von herkömmlicher direkt detektierter Optik zu fortschrittlichen kohärenten Lösungen, die breitbandige Übertragungen nutzen, um Datenraten pro Wellenlänge von 800G und mehr zu erreichen, mit Fahrplänen, die in den kommenden Jahren 1,6T und 3,2T anvisieren.
Wichtige Anbieter wie Ciena, Infinera, Nokia und Cisco Systems kommerzialisieren aktiv breitbandkohärente steckbare Module, einschließlich 400ZR+, 800ZR und aufkommenden 1,6T-Klasse-Transceivern. Diese Module nutzen fortschrittliche digitale Signalverarbeitung (DSP), hochgradige Modulationsformate und erweiterte optische Bandbreiten (C+L-Band), um die spektrale Effizienz und Reichweite zu maximieren. Infinera und Ciena haben beide erfolgreiche Feldversuche und frühe Bereitstellungen von 800G und 1,2T kohärenter Optik in Metro- und regionalen Rechenzentrum-Interconnect (DCI)-Anwendungen angekündigt, wobei Hyperscale-Betreiber beginnen, diese Lösungen in Produktionsnetzwerken zu skalieren.
Cloud-Service-Anbieter setzen ebenfalls auf breitbandkohärente Interconnects, um skalierbare, multi-Terabit-Konnektivität zwischen geografisch verteilten Rechenzentren zu ermöglichen. Google und Microsoft haben öffentlich über ihre Investitionen in die nächste Generation optischer Transporttechnologien gesprochen, einschließlich der Einführung von kohärenten Steckmodulen und offenen Leitungssystemen zur Unterstützung flexibler, hochkapazitiver DCI. Diese Trends spiegeln sich im Unternehmenssegment wider, wo große Finanzinstitute, Gesundheitsdienstleister und Forschungsorganisationen kohärente Optik testen, um ihre Backbone- und Katastrophenwiederherstellungslinks zukunftssicher zu machen.
Wenn man in die Zukunft blickt, bleibt die Aussicht für breitbandkohärente Interconnects robust. Branchenorganisationen wie das Optical Internetworking Forum (OIF) und die Ethernet Alliance fördern Interoperabilitätsstandards für 800G und 1,6T kohärente Module, was den Weg für eine breitere Akzeptanz des Ökosystems ebnet. Während die Siliziumphotonik und co-packaged optics reifen, wird erwartet, dass die Kosten und die Energieeffizienz kohärenter Lösungen verbessert werden, was ihre Durchdringung sowohl in Hyperscale- als auch in Unternehmensrechenzentren bis 2026 und darüber hinaus beschleunigt.
Technische Herausforderungen und Lösungen: Bandbreite, Energie und Latenz
Die rasante Entwicklung der Architekturen von Rechenzentren im Jahr 2025 treibt eine beispiellose Nachfrage nach breitbandkohärenten Interconnects voran, wobei technische Herausforderungen im Mittelpunkt der Skalierbarkeit der Bandbreite, der Energieeffizienz und der Reduzierung der Latenz stehen. Während Hyperscale- und Cloud-Betreiber versuchen, KI/ML-Arbeitslasten und massive Ost-West-Verkehrsmengen zu unterstützen, werden die Einschränkungen herkömmlicher direkt detektierter Intensitätsmodulationslinks (IM-DD) zunehmend offensichtlich. Kohärente optische Technologie, die in Langstrecken- und Metro-Netzwerken lange etabliert ist, wird nun für kürzere Reichweiten von Rechenzentrum-Interconnects (DCI) angepasst, aber dieser Übergang bringt eigene technische Hürden mit sich.
Die Bandbreite bleibt eine Hauptsorge. Der Umstieg auf 800G und 1,6T kohärente steckbare Module ist im Gange, wobei führende Anbieter wie Ciena, Infinera und Nokia Lösungen basierend auf fortschrittlicher digitaler Signalverarbeitung (DSP) und hochgradigen Modulationsformaten einführen. Diese Module nutzen 7nm- und 5nm-CMOS-Technologie, um mehr Kanäle und höhere Symbolraten in kompakte Formfaktoren zu packen, aber die Herausforderung besteht darin, die Signalintegrität aufrechtzuerhalten und Übersprechen zu steuern, während die Kanalanzahl steigt. Die OpenZR+ und OpenROADM MSA-Initiativen helfen, interoperable kohärente Schnittstellen zu standardisieren und beschleunigen so die Einführung.
Der Energieverbrauch ist ein kritischer Engpass, insbesondere da Rechenzentren nach Nachhaltigkeit streben. Kohärente DSPs und Hochgeschwindigkeits-ADC/DACs sind energiehungrig, und sie in steckbare Formfaktoren wie QSFP-DD und OSFP zu integrieren, ohne die thermischen Budgets zu überschreiten, ist eine große ingenieurtechnische Herausforderung. Unternehmen wie Marvell Technology und NeoPhotonics (jetzt Teil von Lumentum) entwickeln nächste Generation kohärente DSPs und photonische integrierte Schaltungen (PICs), die signifikante Reduzierungen des Energieverbrauchs pro Bit versprechen. Innovationen in der Siliziumphotonik, die von Intel und Ayana Technologies vorangetrieben werden, ermöglichen ebenfalls eine engere Integration und einen geringeren Energieverbrauch.
Latenz ist eine weitere wichtige Kennzahl, insbesondere für KI/ML-Cluster und latenzempfindliche Anwendungen. Kohärente Links führen aufgrund komplexer DSP-Vorgänge zu zusätzlichen Verarbeitungsverzögerungen, aber jüngste Fortschritte in der Low-Latency-FEC (Forward Error Correction) und optimierten DSP-Pipelines verringern den Abstand zu IM-DD-Lösungen. Cisco Systems und Juniper Networks entwickeln aktiv kohärente DCI-Plattformen, die sowohl für hohe Durchsatzraten als auch für niedrige Latenz optimiert sind und eine End-to-End-Leistung von unter einer Mikrosekunde anstreben.
Wenn man in die Zukunft blickt, ist die Aussicht für breitbandkohärente Interconnects in Rechenzentren vielversprechend. Die Konvergenz von fortschrittlichem DSP, Siliziumphotonik und standardisierten steckbaren Modulen wird voraussichtlich bis 2026 und darüber hinaus skalierbare, energieeffiziente und latenzarme Lösungen liefern. Während das Ökosystem reift, wird die Zusammenarbeit zwischen Geräteanbietern, Komponentenlieferanten und Hyperscale-Betreibern entscheidend sein, um verbleibende technische Barrieren zu überwinden und die nächste Generation von Cloud-Scale-Infrastrukturen zu ermöglichen.
Regulatorische und Standardslandschaft (z. B. IEEE, OIF)
Die regulatorische und standardspezifische Landschaft für breitbandkohärente Interconnects in Rechenzentren entwickelt sich schnell, da Hyperscale-Betreiber und Geräteanbieter höhere Datenraten, niedrigere Latenzzeiten und verbesserte Interoperabilität anstreben. Im Jahr 2025 stehen zwei Hauptorganisationen—IEEE und das Optical Internetworking Forum (OIF)—an der Spitze der Definition der technischen Spezifikationen und Compliance-Rahmenbedingungen, die die Bereitstellung kohärenter optischer Technologien in Rechenzentrumsumgebungen untermauern.
Das IEEE war maßgeblich an der Standardisierung von Ethernet-Schnittstellen beteiligt, wobei die IEEE 802.3-Arbeitsgruppe die Entwicklung von 400G, 800G und aufkommenden 1,6T-Ethernet-Standards vorantreibt. Diese Standards beziehen zunehmend kohärente optische Lösungen für Reichweiten über 2 km ein und adressieren die Bedürfnisse großer Rechenzentren und Campusnetzwerke. Die Projekte IEEE 802.3df und 802.3dj konzentrieren sich beispielsweise auf 800 Gb/s bzw. 1,6 Tb/s Ethernet und werden voraussichtlich bis 2025–2026 wichtige Spezifikationen finalisieren, mit Bestimmungen für kohärente Optik in Anwendungen mit längeren Reichweiten.
In der Zwischenzeit spielt das Optical Internetworking Forum (OIF) eine zentrale Rolle bei der Definition von Interoperabilitätsstandards für kohärente optische Module und digitale Signalverarbeitung (DSP)-Schnittstellen. Die OIFs 400ZR und 800ZR Implementierungsvereinbarungen (IAs) haben bereits die Multi-Vendor-Interoperabilität für kohärente steckbare Module ermöglicht, die nun in Rechenzentrum-Interconnect (DCI)-Anwendungen weit verbreitet sind. In den Jahren 2024–2025 wird die OIF die Arbeit an den Spezifikationen 1600ZR und OpenZR+ vorantreiben, die auf noch höhere Datenraten und breitere Reichweiten abzielen, mit einem Fokus auf Energieeffizienz und Standardisierung von Formfaktoren, um den Anforderungen von Hyperscalern gerecht zu werden.
Andere Branchenorganisationen, wie die Coherent Summit Alliance (CSA), tragen ebenfalls zum Ökosystem bei, indem sie Multi-Source-Vereinbarungen (MSAs) für kohärente steckbare Optiken fördern, um sicherzustellen, dass Module verschiedener Anbieter nahtlos in Rechenzentrumsnetzwerke integriert werden können. Diese kollaborativen Bemühungen sind entscheidend, da die Branche von proprietären Lösungen zu offenen, standardbasierten Architekturen übergeht.
Blickt man in die Zukunft, wird erwartet, dass die regulatorische und standardspezifische Umgebung weiterhin Interoperabilität, Energieeffizienz und Skalierbarkeit betont. Während Rechenzentrumsbetreiber immer höhere Bandbreiten und niedrigere Gesamtkosten des Eigentums verlangen, wird die Angleichung von IEEE, OIF und anderen Standards entscheidend sein, um die Einführung von breitbandkohärenten Interconnects zu beschleunigen. In den nächsten Jahren wird voraussichtlich die Ratifizierung neuer Standards, die 1,6T und mehr unterstützen, mit einem starken Fokus auf die Ermöglichung flexibler, softwaredefinierter optischer Netzwerke innerhalb und zwischen Rechenzentren, stattfinden.
Wettbewerbstechnologien: Steckerbare vs. Co-Packaged Optik
Der Wettbewerb zwischen steckbaren und co-packaged Optiken intensiviert sich, da Rechenzentren versuchen, breitbandkohärente Interconnects zu implementieren, die in der Lage sind, den ständig steigenden Bandbreitenanforderungen gerecht zu werden. Im Jahr 2025 bleiben steckbare kohärente Optiken die dominierende Technologie für Rechenzentrum-Interconnect (DCI) und Metro-Anwendungen, hauptsächlich aufgrund ihrer Flexibilität, der einfachen Bereitstellung und der etablierten Lieferketten. Große Anbieter wie Cisco Systems, Infinera und Ciena haben weiterhin steckbare kohärente Module vorangetrieben, wobei 400G und 800G ZR/ZR+ Transceiver jetzt weit verbreitet sind und von Hyperscale-Betreibern und Dienstanbietern übernommen werden.
Steckbare Optiken nutzen standardisierte Formfaktoren wie QSFP-DD und OSFP, die Interoperabilität und schnelle Upgrades in bestehender Netzwerkausrüstung ermöglichen. Die Einführung von 800G kohärenten Steckmodulen, wie sie auf den OpenZR+ und OIF 400ZR Standards basieren, ermöglicht es Rechenzentren, Reichweite und Kapazität ohne größere Hardwareüberholungen zu erweitern. Infinera und Ciena haben beide 800G kohärente Steckmodule in Live-Netzen demonstriert, und Cisco Systems hat diese Module in seine Routing- und Switching-Plattformen integriert, was die Reife und Skalierbarkeit steckbarer Lösungen unterstreicht.
Da die Datenraten jedoch 1,6 Tbps und mehr erreichen, werden die Einschränkungen steckbarer Optiken—insbesondere hinsichtlich des Energieverbrauchs, des thermischen Managements und der Signalintegrität—immer deutlicher. Dies führt zu einem erneuten Interesse an co-packaged Optik (CPO), bei der optische Motoren direkt mit Switch-ASICs im selben Paket oder Substrat integriert werden. CPO verspricht, elektrische Interconnect-Verluste zu reduzieren, den Energieverbrauch zu senken und höhere Gesamtbandbreiten zu ermöglichen, was es für die nächste Generation von Rechenzentrumsfabriken attraktiv macht.
Führende Anbieter von Switch-Silizium wie Broadcom und Intel entwickeln aktiv CPO-Plattformen, oft in Zusammenarbeit mit spezialisierten Anbietern optischer Komponenten wie Lumentum und Coherent Corp. (ehemals II-VI Incorporated). Im Jahr 2025 werden Pilotbereitstellungen und Ökosystem-Demonstrationen erwartet, aber die breite Einführung von CPO wird wahrscheinlich auf die bandbreitenintensivsten Umgebungen beschränkt bleiben, da Herausforderungen in Bezug auf Herstellbarkeit, Wartungsfreundlichkeit und Lieferkettenbereitschaft bestehen.
Blickt man in die Zukunft, wird die Wettbewerbslandschaft durch die Fähigkeit steckbarer Optiken geprägt sein, auf höhere Datenraten zu skalieren, und das Tempo, mit dem CPO Integrations- und Betriebsbarrieren überwinden kann. Branchenorganisationen wie das Optical Internetworking Forum (OIF) und das Open Compute Project treiben die Interoperabilität und Standards für beide Ansätze voran, um sicherzustellen, dass Rechenzentrumsbetreiber eine Vielzahl von Optionen haben, während sie breitbandkohärente Interconnects für die nächste Generation von Cloud- und KI-Arbeitslasten entwerfen.
Fallstudien: Echtzeitbereitstellungen und Leistungssteigerungen
Die Bereitstellung von breitbandkohärenten Interconnects in Rechenzentren hat sich 2025 rapide beschleunigt, angetrieben durch das exponentielle Wachstum von KI-Arbeitslasten, Cloud-Diensten und dem Bedarf an skalierbarer, energieeffizienter Infrastruktur. Mehrere führende Technologieunternehmen und Hyperscale-Betreiber haben großangelegte Rollouts und Pilotprojekte initiiert, die greifbare Leistungssteigerungen demonstrieren und neue Maßstäbe für die intra- und inter-Rechenzentrum-Konnektivität setzen.
Eine der prominentesten Fallstudien stammt von Cisco Systems, das seine neuesten 800G kohärenten Optiken in Hyperscale-Rechenzentrumsnetzwerke integriert hat. Cisco’s Bereitstellung nutzt fortschrittliche digitale Signalverarbeitung und breitbandige Transceiver, die es einzelnen Faserverbindungen ermöglichen, mehrere Terabits pro Sekunde über Entfernungen von über 100 km zu übertragen. Erste Ergebnisse zeigen eine Reduzierung des Energieverbrauchs pro Bit um über 40 % im Vergleich zu früheren 400G-Lösungen, während gleichzeitig die verfügbare Bandbreite für KI-Cluster-Interconnects verdoppelt wird.
Ähnlich hat Infinera Corporation mit großen Cloud-Anbietern zusammengearbeitet, um seine ICE-X breitbandkohärenten steckbaren Module bereitzustellen. Diese Module unterstützen 1,2 Tbps pro Wellenlänge und sind sowohl für Metro- als auch für Langstrecken-Rechenzentrum-Interconnect (DCI)-Anwendungen konzipiert. Die Feldversuche von Infinera im Jahr 2025 haben eine fehlerfreie Übertragung über 200 km lange Verbindungen demonstriert, mit spektralen Effizienzen von über 6 bits/s/Hz, was es Betreibern ermöglicht, die Faser-Nutzung zu maximieren und den Bedarf an zusätzlicher Infrastruktur zu reduzieren.
Ein weiteres bemerkenswertes Beispiel ist Ciena Corporation, die mit globalen Internet-Inhaltsanbietern zusammengearbeitet hat, um ihre WaveLogic 6 kohärente Technologie umzusetzen. Ciena’s Bereitstellungen haben bis zu 1,6 Tbps pro Wellenlänge in Produktionsumgebungen erreicht und unterstützen die massiven Ost-West-Verkehrsmuster, die typisch für KI- und maschinelles Lernen-Arbeitslasten sind. Betreiber berichten von einer 30 %igen Reduzierung der Gesamtkosten des Eigentums (TCO) und signifikanten Verbesserungen in der Netzwerkagilität, da die Technologie eine schnelle Skalierung und dynamische Bandbreitenzuweisung ermöglicht.
Wenn man in die Zukunft blickt, bleibt die Aussicht für breitbandkohärente Interconnects in Rechenzentren robust. Branchenführer wie NeoPhotonics (jetzt Teil von Lumentum Holdings) und ADVA Optical Networking entwickeln aktiv die nächste Generation kohärenter Steckmodule, die auf 1,6 Tbps und mehr abzielen, wobei die kommerzielle Verfügbarkeit innerhalb der nächsten zwei Jahre erwartet wird. Diese Fortschritte werden voraussichtlich die Kosten pro Bit weiter senken, die Energieeffizienz verbessern und die sich entwickelnden Anforderungen an KI-gesteuerte Rechenzentrumsarchitekturen unterstützen.
Zusammenfassend haben die realen Bereitstellungen im Jahr 2025 die transformative Wirkung von breitbandkohärenten Interconnects validiert, mit messbaren Gewinnen in Bandbreite, Effizienz und Skalierbarkeit. Mit der breiteren Einführung stehen diese Technologien bereit, um grundlegend für die nächste Generation von Hochleistungsrechenzentren zu werden.
Zukünftiger Ausblick: Innovationsfahrplan und strategische Empfehlungen
Der zukünftige Ausblick für breitbandkohärente Interconnects in Rechenzentren wird durch die beschleunigende Nachfrage nach Bandbreite, Energieeffizienz und Skalierbarkeit geprägt, da künstliche Intelligenz (KI), maschinelles Lernen und Cloud-Arbeitslasten zunehmen. In 2025 und den folgenden Jahren wird der Innovationsfahrplan durch den Übergang von 400G und 800G kohärenten optischen Modulen hin zu 1,6T und sogar 3,2T Lösungen definiert, die fortschrittliche Modulationsformate, integrierte Photonik und Fortschritte in der digitalen Signalverarbeitung (DSP) nutzen.
Wichtige Akteure der Branche treiben diese Entwicklung aktiv voran. Infinera Corporation entwickelt die nächste Generation ICE-X kohärenter Steckmodule, die Übertragungsraten von 1,6T mit hoher spektraler Effizienz und niedrigem Energieverbrauch anvisieren und sowohl die intra- als auch die inter-Rechenzentrum-Konnektivität adressieren. Ciena Corporation investiert in die WaveLogic 6 Technologie, die voraussichtlich 1,6T pro Wellenlänge liefern und flexible Gitterarchitekturen unterstützen wird, was es Rechenzentren ermöglicht, die Bandbreite ohne proportionale Erhöhungen des Flächenbedarfs oder des Energieverbrauchs zu skalieren. NeoPhotonics (jetzt Teil von Lumentum Holdings) entwickelt weiterhin hochbandbreitige kohärente Transceiver und photonische integrierte Schaltungen (PICs) für nächste Generation Rechenzentrum-Interconnects.
Die Einführung von breitbandkohärenten Interconnects wird auch von Hyperscale-Betreibern wie Microsoft und Google beschleunigt, die mit Herstellern optischer Komponenten zusammenarbeiten, um offene Standards und Interoperabilität für 800G und 1,6T steckbare Module zu definieren. Diese Bemühungen werden voraussichtlich die Kosten senken und Multi-Vendor-Ökosysteme ermöglichen, ein kritischer Faktor für großangelegte Bereitstellungen in Rechenzentren.
Strategisch konzentriert sich die Branche auf die Integration von Siliziumphotonik und co-packaged optics (CPO), um den Energieverbrauch und die Latenz weiter zu reduzieren. Intel Corporation und Broadcom Inc. investieren stark in Siliziumphotonik-Plattformen, deren Fahrpläne 1,6T und 3,2T optische Motoren umfassen, die für die direkte Integration mit Switch-ASICs konzipiert sind. Dieser Ansatz wird voraussichtlich bis Ende der 2020er Jahre Mainstream werden und es Rechenzentren ermöglichen, dem exponentiellen Wachstum des Ost-West-Verkehrs, der durch KI-Cluster und verteiltes Rechnen vorangetrieben wird, gerecht zu werden.
Zusammenfassend wird erwartet, dass in den nächsten Jahren die rasche Kommerzialisierung von breitbandkohärenten Interconnects mit einem Fokus auf höhere Datenraten, Energieeffizienz und offene Interoperabilität stattfinden wird. Strategische Empfehlungen für Rechenzentrumsbetreiber umfassen die frühzeitige Einbindung von Anbietern in aufkommende Standards, Investitionen in modulare und aufrüstbare optische Infrastruktur sowie die enge Überwachung von Entwicklungen in der Siliziumphotonik und CPO, um langfristige Skalierbarkeit und Wettbewerbsfähigkeit sicherzustellen.
