數(shù)據(jù)中心800G展望

  隨著5G網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)介質(zhì)和計(jì)算能力等底層技術(shù)升級(jí)，數(shù)據(jù)中心的吞吐量將被提升到全新高度，以互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)為代表的大型企業(yè)對(duì)以太網(wǎng)高速率、大帶寬、低時(shí)延、低功耗的需求日漸激增。

  業(yè)界新華三研發(fā)的首款800G數(shù)據(jù)中心交換機(jī)正式面世，在進(jìn)行過對(duì)端口的收發(fā)100%線速轉(zhuǎn)發(fā)、流量打通等方面開展了一系列測(cè)試后，結(jié)果表明此交換機(jī)對(duì)于高容量交換芯片、高速率接口和高容量互聯(lián)方案都具有超高的適配性。根據(jù)知名研究機(jī)構(gòu)Dell'Oro Group發(fā)布的《數(shù)據(jù)中心交換機(jī)市場(chǎng)五年期預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示，從2021年至2026年期間全球數(shù)據(jù)中心以太網(wǎng)交換機(jī)市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率將接近兩位數(shù)，未來五年該領(lǐng)域的累計(jì)支出將接近1,000億美元。400Gbps和更高速度將占一半份額，到2025年，800Gbps將超過400Gbps。此次在容量方面的突破創(chuàng)新，將引領(lǐng)業(yè)界全面開啟數(shù)據(jù)中心800G時(shí)代。

  傳統(tǒng)光模塊

  傳統(tǒng)光模塊是將III-V族半導(dǎo)體芯片、電芯片、光學(xué)組件等分立式器件封裝而成，本質(zhì)上是對(duì)光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制和接收實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的裝置，而硅光技術(shù)則利用激光束代替電子信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。硅光子技術(shù)將硅光模塊中的光學(xué)器件與電子元件整合到一個(gè)獨(dú)立的微芯片中，使光信號(hào)處理與電信號(hào)的處理深度融合，由傳統(tǒng)光模塊的“電互聯(lián)”轉(zhuǎn)變?yōu)檎嬲饬x上的“光互聯(lián)”。

  硅光模塊

  硅光集成優(yōu)點(diǎn)不僅包括了大帶寬、低功耗和高集成度，最顯著的優(yōu)勢(shì)是低成本。在普通光模塊的成本中，光芯片成本占40%，激光器成本占20%左右，若用在激光器上的成本降低75%，則可降低光模塊整體成本的15%。由于硅光模塊采用硅光子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了調(diào)制器和無源光路在芯片上的高度集成，光模塊芯片成本也將得到大幅度降低。隨著光模塊向400G、800G演進(jìn)，硅光模塊的成本與技術(shù)優(yōu)勢(shì)將開始逐步體現(xiàn)。

  800GBASE-R標(biāo)準(zhǔn)

  最新的800GBASE-R標(biāo)準(zhǔn)中介紹了800G的框架主要基于現(xiàn)有的400GbE邏輯進(jìn)行修改，以便于讓數(shù)據(jù)分布于8條106Gbps的物理通道上，所以從技術(shù)層面上來說，傳輸速率比800G更快，此新標(biāo)準(zhǔn)的主要方針就是通過最小的成本來實(shí)現(xiàn)最大的速率要求，比起400G標(biāo)準(zhǔn)，800G標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)多了兩條新的規(guī)范：介質(zhì)訪問控制(MAC)和物理編碼子層(PCS)?；?A href="http://3xchallenge.com/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=800G&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">800G標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在光模塊市場(chǎng)應(yīng)用主要有以下兩類：800G-SR8：8x100G光模塊，用于SR應(yīng)用，基于單模光纖解決方案，可實(shí)現(xiàn)60至100米范圍內(nèi)的鏈路距離;800G-FR4：這是一個(gè)4x200G類型的模塊，為此需要新的FEC。

Ethernet關(guān)于25G-800G傳輸通道和速率的模型圖

  1.6T以太網(wǎng)

  在數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用場(chǎng)景的不斷增加，用戶對(duì)速率的不斷追求之下，市場(chǎng)與技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新，不久以后，1.6T以太網(wǎng)數(shù)據(jù)速率的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)出現(xiàn)。在1.6T以太網(wǎng)技術(shù)的研究中，從技術(shù)層面上有幾點(diǎn)需要注意。首先，要確保PMA(MAC、PCS和物理介質(zhì)連接)集成的時(shí)候保持最佳的性能;其次，能否兼容各個(gè)來自不同供應(yīng)商的子層，即是否會(huì)對(duì)互操作性產(chǎn)生影響;再次，1.6T以太網(wǎng)將會(huì)有多種配置，選擇最適合最貼切大眾需求的配置方案也是一個(gè)關(guān)鍵。最初，1.6T設(shè)計(jì)將基于100G SerDes，PCS就必須需要能夠支持16個(gè)通道。隨著200G SerDes標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)，PCS將需要支持PAM4或PAM6 SerDes。盡管1.6T以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)尚未確定，但顯而易見，想要管理海量的數(shù)據(jù)并優(yōu)化連接還需要一些工程方面的創(chuàng)造力。

Ethernet鏈路速率展望圖

  結(jié)語

  同時(shí)伴隨著網(wǎng)絡(luò)流量的激增和帶寬的飛速增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心的能耗問題也愈發(fā)突出。面向國家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)，節(jié)能高效環(huán)保的數(shù)據(jù)中心將成為必然趨勢(shì)，在高性能與低功耗之間尋求一個(gè)平衡與突破，滿足數(shù)據(jù)中心的綠色低碳環(huán)保且高效高速低成本的需求也將是一個(gè)挑戰(zhàn)。而且800G的普及，1.6T的研發(fā)，光模塊和交換機(jī)的技術(shù)迭代，用戶一旦對(duì)過渡時(shí)間產(chǎn)生誤判，那么成本會(huì)產(chǎn)生巨大的差異，給用戶造成極大困擾。羅森伯格作為領(lǐng)先制造商能幫助您部署可定制的解決方案，已成功開發(fā)并向市場(chǎng)推出了一系列用于數(shù)據(jù)中心的布線系統(tǒng)解決方案，可為客戶制定既能滿足當(dāng)前400G應(yīng)用并兼顧未來低成本平滑升級(jí)到800G網(wǎng)絡(luò)解決方案。