Netzwerk ohne Hitzestau Der Countdown zu 800G

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Rosenberger-OSI GmbH & Co. OHG

Was sich wie ein Prototyp einer Schwerlastrakete von Jeff Bezos’ „Blue Origin“ oder Elon Musks „SpaceX“ anhört, ist nichts anderes als der nächste Netzwerkstandard, der sich auf Biegen und Brechen ins Rechenzentrum drängt. Den Schwarzen Peter für 800G kann man getrost der KI zuschieben.

Das Versprechen lautet: 800 Gigabit pro Sekunde (Gbps) Bandbreite pro Leitung. Der Standard ist längst ratifiziert und bei den großen Cloud-Anbietern bereits in ersten Praxisszenarien angekommen.

Nvidia, Meta, Oracle & Co sprinteten mit der Adoption eifrig voraus und setzen bereits 800G fähige Ethernet Switches und ASICs ein, um ihre GPU Cluster über Standorte hinweg zu verbinden. Was kann daran also noch schwierig sein?

Die Herausforderungen heißen Abwärme, Platzbedarf, Biegeradien, Gewicht – und ein deutlich höherer Strombedarf.

800G auf den Punkt gebracht

Bei 800G (800 Gigabit‑Netzwerkverbindungen) geht es nicht um „die Optik“ allein, sondern um eine Leistungsstufe und damit um das komplette Übertragungssystem vom Silizium bis hin zur Faser. Dahinter steckt immer das Gesamtpaket aus Port/Steckformfaktor, zum Beispiel OSFP oder QSFP-DD800, elektrischer Anbindung und Lane-Aufteilung im Switch - typischerweise mehrere Hochgeschwindigkeits-Lanes, etwa 8×100G PAM4 - sowie den dazugehörigen Standards der jeweiligen Fabric - bei Ethernet etwa IEEE 802.3df, bei InfiniBand die IBTA-XDR-Spezifikation.

Entscheidend ist zunächst, dass die Switch-ASICs die Line-Rate für 800G überhaupt nativ unterstützen. Dazu braucht es auf der elektrischen Seite passende SerDes-Technik, normalerweise auf Basis von 112G PAM4 und perspektivisch 224G PAM4, damit die erforderlichen Lane-Geschwindigkeiten sauber und stabil erreicht werden können.

Ebenso wichtig ist die „mechanische Realität“ im System: Kabel, Backplane und Steckverbinder müssen die Signalintegrität bei diesen Datenraten mitmachen. Und erst darauf aufbauend kommt die Optik ins Spiel. Je nach Strecke und Einsatzfall kann das als SR8, DR8, FR4 oder für Metro/Inter-DC als ZR/ZR+. Kurz: 800G ist ein End-to-End-Thema sein und ist kein reines Transceiver-Upgrade.

Ein standardisierter 'Durchstarter'

Analysten zufolge steht der Markt für 800G-Ethernet kurz vor dem Abheben wie eine Schwerlastrakete eben. Für den Prognosezeitraum 2025 bis 2033 erwartet das Marktforschungshaus Dataintelo einen jährlichen Wachstumsschub von etwa 33 Prozent pro Jahr von 2,87 Milliarden Dollar im Jahre 2024 auf ein Volumen von rund 37,75 Milliarden Dollar in 2033 (im Bericht ist sogar von 36,2 Prozent die Rede; je nach Bezugszeitraum, Rechenweg und Rundung können solche CAGR-Angaben auseinanderlaufen).

Der Deutsche Internet-Konten DE-CIX kommuniziert für Frankfurt eine 800GE-Anbindung und nennt dabei ausdrücklich 800G-ZR+ Single-Lambda-Optiken von Nokia. Eine Schwalbe macht zwar noch keinen Sommer, aber die Richtung ist dennoch klar.

Die ersten 800G‑Pilotprojekte und Beschaffungsrunden deuten auf ein wachsendes Interesse hin. Anbieter wie R&M thematisieren den Standard umfassend. Hersteller wie Celestica melden im 800G‑Segment (Millionen Ports ausgeliefert, hohe Zuwächse von einem Jahr auf das darauffolge) bereits beachtliches Wachstum.

Celestica führt bei 800G

Laut einem Bericht der Dell’Oro Group lieferte Celestica im ersten Quartal 2025 über 1,6 Millionen 800‑Gbps‑Ports aus, erzielte den größten Zuwachs an Marktanteilen im Quartal und behauptete sich als Marktführer in 800G. Dieses Momentum führte im zweiten Quartal 2025 zu einem Umsatzsprung von 82 Prozent im 800G‑Plattformgeschäft gegenüber dem Vorjahr – ein Wert, der inzwischen volumenmäßig mit 400G gleichgezogen hat und weiter wächst.

Im Schatten von Tech‑Schwergewichten wie Jabil und Sanmina hat sich Celestica still und leise zu einem Schlüsselakteur beim globalen Übergang auf 800G‑Ethernet‑Infrastrukturen gemausert. Der White-Box-Anbieter entwickelt eigene Switch‑Plattformen für 800G der Datacenter-Klasse und adressiert erfolgreich vor allem AI/ML- und Hyperscale‑Rechenzentren, zum Beispiel „DS5000“ mit 64×800G‑Ports und 51,2 Terabit pro Sekunde (Tbit/s), „DS4100/DS4101“ mit 16 beziehungsweise32×800G. Die Systeme setzen auf Broadcom‑ASICs („Tomahawk 5“), unterstützen SONiC/ONIE und werden über ein offenes Networking‑Ökosystem vermarktet.

Celestica hat bisher keine Fertigungsstätte in Deutschland, ist aber über Channel‑Partner vertreten. Die DS5000‑800G‑Switches vertreibt unter anderem Stordis in Bad Urach (DE).

Broadcoms Tomahawk‑5‑ASIC mit 51,2 Tbit/s steckt auch in vielen 800G‑Switches anderer White‑Box‑Anbieter wie Edgecore (Accton) und auch bei OEMs wie Arista. Accton‑Tochter Edgecore bietet mit „AIS800‑64D / AIS800‑64O“ 51,2‑Tbit/s‑Switches mit 64×800G QSFP‑DD800 beziehungsweise OSFP800, explizit für Spine‑Rollen in AI/ML‑Clustern an.

Ufispace, Anbieter offener Netzwerklösungen für Telco‑/5G‑Core, Aggregation und Cloud/DCI, der zwischendurch ins Hintertreffen geraten war, ist inzwischen bereits auch im 800G-Segment unterwegs. Mit „S9321‑64E/S9321‑64EO“ bietet Ufispace eine 2U‑800G‑Datacenter‑Spine‑Switch‑Plattform mit 64×200/400/800G‑Ports und 51,2 Tbit/s, ausdrücklich für AI/ML‑Rechenzentren.

Zusätzlich gibt es 800G‑fähige Core‑/Edge‑Router wie „S9720‑56ED“ (18×800G), der als disaggregierter Core‑/Edge‑Router oder Linecard in einem DDC‑Cluster für 800G‑Infrastrukturen mit 5G‑ und AI/ML‑Anforderungen dient. Den Vertrieb in Deutschland übernehmen unter anderem Stordis aus Bad Urach und EPS Global mit einer Niederlassung in Darmstadt.

Technik aus dem Hause Arista und Cisco

Arista verkauft gebrandete Switch‑Plattformen mit eigenem NOS namens EOS und vollem Vendor‑Support. Zwar setzt Arista nahezu vollständig auf Merchant‑Silicon, hauptsächlich von Broadcom, aber die Geräte gelten als „branded platforms“ und werden bewusst vom Whitebox‑/ODM‑Segment abgegrenzt.

Aristas Nemesis Cisco adressiert 800G hauptsächlich über „Silicon One“ und Systeme wie „Cisco 8223“, einen 51,2‑Tbit/s‑Router mit 800GE‑Interfaces und Unterstützung für 800G‑Optiken für AI‑Netzwerke. Zusätzlich kündigt Cisco 800G‑fähige „Nexus‑9000“‑Switches und Referenzarchitekturen für AI‑Datacenter an, die 800G‑Portdichten auf Basis von Nvidia‑ und Cisco‑Silizium kombinieren.

Firmen wie Accton bieten inzwischen 51.2 Tbit/s Switch‑Plattformen mit 800G‑Ports für AI‑zentrierte Netzwerke an.

Realitätssinn für Anforderungen

Die Einführung von 800G wird von harten technologischen und wirtschaftlichen Anforderungen getrieben. An erster Stelle stehen die neuen Anforderungen durch KI/ML-Cluster: Systeme wie „Nvidia DGX“, „Meta Research Supercluster“ oder die KI-Trainingsumgebungen von Microsoft bestehen aus zehntausenden GPUs, die untereinander extrem hohe Bandbreiten benötigen. Herkömmliche 100G- oder sogar 400G-Netze stoßen hier an ihre Grenzen. 800G erleichtert Skalierung und reduziert Port-/Tier-Druck.

Zweitens wächst der Datenverkehr in Rechenzentren sprunghaft – getrieben durch Cloud-Nutzung, Edge Computing, Streaming-Plattformen und IoT. Spine-Leaf-Topologien müssen diesen Traffic in Echtzeit bewältigen, ohne Bottlenecks zu erzeugen. Hier verschafft 800G den nötigen Spielraum: Durch die doppelte Kapazität gegenüber 400G pro Port lassen sich nicht nur die Engpässe entschärfen, sondern auch Netzknoten reduzieren, mit positiven Effekten auf Performance, Latenz und Verfügbarkeit.

Drittens ist Energie-Effizienz ein kritischer Faktor. Betreiber sehen sich mit steigenden Stromkosten, strengeren ESG-Vorgaben und wachsendem Platzdruck konfrontiert. 800G-Technologien bieten hier einen konkreten Vorteil: Mehr Bandbreite pro Watt, pro Höheneinheit und pro Switch-Port. Das kann (je nach Topologie und Auslastung) die Energie pro Bit verbessern und die Raumausnutzung im Rack erhöhen. Höhere Speed-Level helfen, Netzwerk-Topologien zu vereinfachen und Kabel- sowie Switch-Port-Dichten zu erhöhen, um OPEX zu senken und besser skalieren zu können.

Die Standards

Die Standardisierung der 800G-Technologie im Rahmen von IEEE 802.3df (Ethernet) fördert die Entstehung eines ganzheitlichen Ökosystems von interoperablen Lösungen. Das erhöht wiederum Planungssicherheit, verspricht mehr Investitionsschutz und erleichtert Multi-Vendor-Ansätze.

Formfaktoren wie OSFP oder QSFP-DD800, SerDes-Lanes, Backplane/Signalintegrität und Optiken bilden das „Übertragungssystem“ – unabhängig davon, ob obendrauf Ethernet oder InfiniBand läuft (800G die XDR-Generation der InfiniBand Trade Association).

Wo die Leitung jetzt glüht

Viele 800G-Transceiver sind heute echte Heizkörper: Bei den gängigen 800G-Client-Optiken (OSFP und QSFP-DD800) liegen die Leistungsaufnahmen typischerweise bei rund 16 bis 18 Watt (W) pro Modul, Juniper spricht für OSFP/QSFP-DD von rund 16 bis 18 Watt, Arista nennt „bis zu 16 Watt pro Port“ als Obergrenze für 800G-Client-Transceiver.

Diese Leistung wird im Betrieb nahezu eins zu eins zu Abwärme und die muss direkt am Frontpanel weg, genau dort, wo Port-Dichte und Luftstrom ohnehin am stärksten gefordert sind. Bei längeren Reichweiten wird der thermische Druck noch größer: Für „ZR/ZR+“ nennt Juniper bis zu 30 Watt pro Optik, also Größenordnungen, die in dichten Plattformen sehr schnell zur dominanten Designgröße werden.

In der Summe wird aus „ein bisschen warm“ sehr schnell „Systemdesign“: Ein voll bestückter Switch mit 64×800G-Ports und konservativ angesetzten 16 Watt pro Optik liegt allein auf der Transceiver-Seite bei 64 × 16 W = 1024 W, also rund 1 kW – noch bevor ASIC, SerDes-Umgebung, Lüfter und DC/DC-Wandler überhaupt im Budget stehen. Je nach Plattform und Bestückung kann die Gesamtaufnahme damit realistisch in den Bereich mehrerer Kilowatt rutschen.

Genau deshalb ist die Bauform nicht mehr Kosmetik, sondern Betriebssicherheit: „Flat-top“-Gehäuse sind bei hohen Watt-Zahlen stärker darauf angewiesen, dass der Luftstrom perfekt sitzt; „finned“-Varianten oder Module mit Heat-Spreader/Heat-Sink-Strukturen vergrößern die Oberfläche und geben der Plattform spürbar mehr thermische Reserve: weniger Hotspots, weniger Drosselrisiko.

Damit verschiebt sich der Blick automatisch weg von der reinen Optikfrage hin zum Gesamtsystem. Neben Watt und Thermik zählen plötzlich ganz handfeste Faktoren wie Kabelvolumen im Rack, Mindest-Biegeradien und sogar Gewicht insbesondere, wenn Frontpanels voll bestückt sind und das Kabelmanagement schon bei 400G keinen Spielraum mehr hatte. Cisco beziffert für OSFP-800G-Module beispielsweise bis zu 100 Gramm pro Modul; in hohen Port-Dichten summiert sich das zu einer durchaus spürbaren mechanischen Last.

Genau hier wird die Wahl der Interconnect-Option zur Stellschraube. Passive DACs (Kupfer) sind der radikale Gegenentwurf zur „heißen“ Optik: Datenblätter sprechen teils von nahezu Null-Leistung, zum Beispiel ≤0,1 W pro Kabelende, thermisch eine Wohltat.

Verschnaufen ist verschoben

1,6T und mehr - die Rechenzentren im KI-Zeitalter

Der Preis ist die Mechanik: Kupfer ist dicker, steifer und schwerer; ein FS-Datenblatt nennt etwa 162 Gramm (g) (0,5 Meter, m), 231 g (1 m) und 303 g (1,5 m) für passive 800G-Kupferkabel. Dazu kommen größere Biegeradien bzw. „Loops“ hinter der Fronttür (in Datenblättern finden sich etwa Regeln wie 10× Außendurchmesser wiederholt/5× einmalig). Für sehr kurze Strecken im selben Rack ist das hervorragend, solange das Front-Cable-Management das physisch auch hergibt.

Sobald die Distanz wächst, wird passives Kupfer bei 800G schnell empfindlich. Dann sind Active-Copper-Kabel (AEC/ACC) oft der pragmatische Zwischenschritt: mechanisch weiterhin Kupfer, elektrisch aber „aufgerüstet“ durch Signalaufbereitung. Typische Angaben bewegen sich im niedrigen einstelligen Watt-Bereich, häufig grob zwischen 1 und 3 Watt; beispielhaft um ~2,5 Watt typisch – deutlich weniger als pluggable Optik, aber eben nicht mehr „near-zero“. Der Benefit: ein paar Meter mehr Reichweite, ohne sofort die gesamte Optik-Toolbox inklusive Patch-Feldern ausrollen zu müssen.

Das Active Optical Cable

Wenn Handling und Routing-Fähigkeit im Rack wichtiger werden, kommt häufig das Active Optical Cable (AOC) ins Spiel: Elektronik und Faser sind fest verbunden, die „Kabelwurst“ wird meist deutlich zivilisierter als bei Twinax. Für 800G-AOCs findet man in Datenblättern Größenordnungen von ~12 Watt und Mindest-Biegeradien um 30 Millimeter (mm).

Zum Vergleich: Eine klassische OM4-Duplex-Patch-Leitung kann extrem leicht sein und nennt beispielsweise 10 mm (statisch) / 20 mm (dynamisch) beim Mindest-Biegeradius. In vielen Projekten ist AOC damit der „Sweet Spot“ zwischen Kupfer-Robustheit, optischer Reichweite und operativem Aufwand.

Sind schließlich Transceiver-Optiken gesetzt – etwa für Leaf-Spine oder strukturierte Verkabelung – entscheidet neben der Reichweite vor allem die Patch-Feld-Realität. Je nach 800G-Variante tauchen MPO-16, (dual) MPO-12, LC-Duplex, CS und weitere Stecker auf. Paralleloptik (SR8/DR8) bündelt viele Fasern und liefert die Bandbreite, verlangt aber Disziplin bei Handling und Polarity; FR-Ansätze wie 2FR4/2LR4 können das Patch-Handling vereinfachen, arbeiten praktisch jedoch als zwei getrennte 400G-Links mit separaten Faserpaaren – so beschreibt es Arista.

Und was ist dann „Energie-effizient“ an 800G, wenn einzelne Module so warm werden? Die Branche argumentiert nicht mit „absolut weniger Watt“, sondern mit mehr Gigabit pro Watt.

800G schiebt Bandbreite in weniger Ports und oft auch in weniger aktive Ebenen – das kann Kabel, Switches und „Hops“ reduzieren. Parallel zeigen Roadmaps, dass Photonik-Integration sowie effizientere DSP-Generationen langfristig die Power-pro-Bit-Kurve drücken sollen, auch wenn die ersten 800G-Rollouts thermisch zunächst nach mehr, nicht nach weniger aussehen.

PAM-param!

Der hohe Stromverbrauch hängt hauptsächlich damit zusammen, dass PAM4 (PAM = Pulse Amplitude Modulation) bei 800G nur mit deutlich mehr Signaltechnik stabil funktioniert. Um Datenraten wie 800G praktikabel zu erreichen, reicht es nicht, „einfach nur“ schnellere Sende-/Empfangsmodule zu bauen. Man muss die Daten pro Zeiteinheit erhöhen – und das gelingt vor allem über PAM4 plus zusätzlicher Signalverarbeitung.

Bei PAM wird Information über verschiedene Amplitudenstufen eines elektrischen oder optischen Signals übertragen. Klassisches Ethernet hat lange mit NRZ gearbeitet – das ist im Kern PAM2: Es gibt nur zwei Pegel (0/1). Pro „Symbol“ (also pro Takt-/Zeitschritt auf der Leitung) transportiert man damit genau ein Bit. PAM4 nutzt vier statt zwei Pegel. Damit kann jedes Symbol vier Zustände annehmen (typisch codiert als 00, 01, 10, 11) – und genau deshalb wandern zwei Bits pro Symbol durchs Netz.

Das ist der zentrale Hebel. PAM4 verdoppelt die Bits pro Symbol (von eins auf zwei), erkauft sich das aber mit deutlich geringerer Signalreserve: Die Pegel liegen enger beieinander, das Signal ist stärker rauschanfällig. Die „Eye“-Öffnung schrumpft und Leitungseffekte (Dämpfung, Reflexionen, Crosstalk) schlagen schneller durch.

Es braucht .... es kann ...

Genau deshalb braucht es mehr Entzerrung (Equalization) und generell mehr digitale Signalverarbeitung – und diese Zusatzlogik kostet Leistung. Wichtig ist dabei die Arbeitsteilung: Bei klassischen 800G-Client-Links (IM/DD) liegen zentrale Funktionen wie FEC typischerweise im Host-PHY/Switch-ASIC und nicht „im Modul-DSP“, während das Modul je nach Bauart beispielsweise CDR-/Signalaufbereitung übernimmt.

Bei kohärenten Optiken ist es umgekehrt: Dort sitzt ein erheblicher Teil der Signalverarbeitung inklusive FEC im Coherent-DSP des Moduls.

Dazu kommt: 800G-Client-Optiken arbeiten auf der elektrischen Host-Seite typischerweise mit acht Hochgeschwindigkeits-Lanes (PAM4) – logisch entspricht das oft acht 100G-Teilkanälen, elektrisch sind es je nach Implementierung entsprechende SerDes-Lanes. Acht Hochgeschwindigkeits-Pfade bedeuten achtmal Treiber/Empfänger-Frontend plus den zugehörigen PHY-/DSP-Aufwand, also mehr aktive Elektronik im System.

Der Laser beziehungsweise Modulator erzeugt ein optisches Signal, dessen Intensität/Amplitude in vier Stufen passend zu den PAM4-Symbolen variiert wird . Das passiert über Treiber, Modulatoren, beispielsweise EML und Silicon Photonics, sowie die erwähnte digitale Signalverarbeitung, die das Zusammenspiel aus Elektrik und Optik möglich macht.

Der absolute Verbrauch pro Port steigt. Gleichzeitig kann die Energie pro Bit sinken – in Abhängigkeit von Implementierung, Kühlung, Topologie und Auslastung.

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