數(shù)據(jù)中心互連800G即將來臨！

  ICC訊 如今，數(shù)據(jù)中心光模塊正在迅速過渡到200GE / 400GE速率。400G 最初稱為 IEEE 802.3bs，于 2017 年 12 月獲得正式認(rèn)可。400G 推動(dòng)了全新可插拔光模塊的快速發(fā)展和應(yīng)用。這項(xiàng)新標(biāo)準(zhǔn)有時(shí)稱為 400GE 或 400G 以太網(wǎng)，它包含前向糾錯(cuò) (FEC) 功能，可改善性能和降低功耗。

  目前，400GE可插拔光模塊在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用正在緊鑼密鼓地進(jìn)行。隨著400GE光模塊的大規(guī)模部署即將到來，以及網(wǎng)絡(luò)帶寬和性能需求的不斷加快，數(shù)據(jù)中心互連將目光投向了800GE。

  800G即將來臨!

  與200和400G以太網(wǎng)相比，800G以太網(wǎng)是一個(gè)全新的概念。然而，隨著互聯(lián)網(wǎng)流量的飛速增長，未來對(duì)于高帶寬網(wǎng)絡(luò)的需求也是迫在眉睫，特別是在超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心和云計(jì)算中。

  有業(yè)內(nèi)人士表示，未來三到五年將決定我們是可以堅(jiān)持現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，還是必須進(jìn)一步推進(jìn)。目前已經(jīng)有一些工作組正在致力于800G以太網(wǎng)硬件和協(xié)議規(guī)范的開發(fā)。

  以太網(wǎng)技術(shù)聯(lián)盟

  IEEE組織還沒開始研究800G以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。但是，去年25千兆以太網(wǎng)聯(lián)盟(現(xiàn)稱為以太網(wǎng)技術(shù)聯(lián)盟)發(fā)布了800G以太網(wǎng)800GBASE-R規(guī)范。該聯(lián)盟的目標(biāo)是通過利用已開發(fā)或正在開發(fā)的規(guī)范來增強(qiáng)以太網(wǎng)規(guī)范，使其以新的速度運(yùn)行。并可以與其他行業(yè)組織和標(biāo)準(zhǔn)組織一起工作，以適應(yīng)行業(yè)快速變化的需求來變革以太網(wǎng)。目前以太網(wǎng)聯(lián)盟成員包括思科、Arista、博通、Dell、Google，Mellanox和微軟等。

  以太網(wǎng)技術(shù)聯(lián)盟表示，800 GBASE-R規(guī)范引入了新的MAC和物理編碼子層(PCS)，它本質(zhì)上重新利用了IEEE 802.3bs標(biāo)準(zhǔn)中的兩組現(xiàn)有400GbE邏輯，并進(jìn)行了一些修改。因此，它也可以看作是400G以太網(wǎng)的擴(kuò)展版本。800GBASE-R規(guī)范基于400G以太網(wǎng)中引入的現(xiàn)有106.25G通道，但其目的是在PCS層將通道數(shù)量從4條增加到8條。隨著PCS的重用，保留了標(biāo)準(zhǔn)RS(544、514)前向糾錯(cuò)，以便與現(xiàn)有物理層規(guī)范輕松兼容。

  800G Pluggable MSA

  800G Pluggable MSA工作組成立于2019年9月5日，旨在促進(jìn)數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商與基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備、光模塊，光/電芯片和連接器供應(yīng)商之間的交流與協(xié)作。重點(diǎn)在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)互連場(chǎng)景，旨在確定最佳的互連體系結(jié)構(gòu)，定義800G可插拔光模塊的接口規(guī)格，構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)并指導(dǎo)行業(yè)的健康發(fā)展。

  2020年9月19日，800G Pluggable MSA工作組提出了他們的第一個(gè)800G規(guī)范，定義了針對(duì)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的基于PAM-4調(diào)制技術(shù)的800Gbps以太網(wǎng)傳輸規(guī)范：

  800G-SR8：一種適用于短距離傳輸應(yīng)用且具有成本效益的8x100G模塊，在單模光纖上可以傳輸60-100米。

  800G-FR4：4 x 200G的光模塊，需要支持新的FEC功能。

  上述規(guī)范還解釋了OSFP 32和QSFP112-DD將是即將推出的800G可插拔模塊的理想形式。此外，800G Pluggable MSA工作組堅(jiān)信可插拔形式將成為選擇800G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商的首選接口。800G Pluggable MSA工作組發(fā)布的800G技術(shù)白皮書中詳細(xì)介紹了800G的主要應(yīng)用場(chǎng)景，包括基于數(shù)據(jù)中心下的SR 百米級(jí)左右場(chǎng)景的8x100G解決方案、FR約2km場(chǎng)景的4x200G解決方案，以及在DR 約500m場(chǎng)景下800G可能的解決方案。

  QSFP-DD800 MSA

  由英特爾、思科、瞻博網(wǎng)絡(luò)、博通等技術(shù)巨頭組成的MSA工作組也認(rèn)為可插拔的光模塊是數(shù)據(jù)中心互聯(lián)的最合適選擇。

  去年，該工作組率先推出了第一個(gè)版本的800G QSFP雙重密度可插拔光模塊標(biāo)準(zhǔn)，定義了800G光模塊的尺寸——QSFP-DD800。根據(jù)現(xiàn)有信息，QSFP-DD800將利用8 x 100G高速電接口與主機(jī)進(jìn)行連接。此外，QSFP-DD800將完全兼容以前的QSFP和QSFP-DD模塊，包括400G QSFP-DD、QSFP56、QSFP +和QSFP28，從而為運(yùn)營商在部署800G網(wǎng)絡(luò)期間提供巨大的運(yùn)營和商業(yè)優(yōu)勢(shì)。

  800G光模塊的發(fā)展現(xiàn)狀

  目前，盡管我們已經(jīng)有適用于800G以太網(wǎng)和光模塊的規(guī)范。但是，不排除將來會(huì)對(duì)這些規(guī)范進(jìn)行修訂。這種情況不會(huì)影響數(shù)據(jù)中心互連的的高速發(fā)展。未來，預(yù)計(jì)超過800 Gbps的可插拔光模塊將會(huì)遇到功率和密度問題。為了減少此類問題，將需要諸如共封裝光器件(CPO)之類的替代技術(shù)。

  由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及其他與優(yōu)化相關(guān)的問題，800G可插拔光模塊不會(huì)迅速生產(chǎn)并投入“客戶側(cè)”使用。根據(jù)800G MSA聯(lián)盟的說法，第一批800G模塊可能會(huì)在2021年進(jìn)行測(cè)試。有報(bào)道稱，Inphi正在開發(fā)新型7nm 800G PAM4數(shù)字信號(hào)處理器(DAP)，據(jù)悉，這是用于OSFP或QSFP-DD800封裝尺寸的首個(gè)8 x 100Gbps PAM4 DSP的800G光模塊，可以認(rèn)為是一個(gè)重要的里程碑，很可能會(huì)帶來商用800G可插拔光模塊的規(guī)?；a(chǎn)。

  不過，對(duì)于 "線路端 "的800G網(wǎng)絡(luò)來說，800G光學(xué)器件對(duì)于知名品牌網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商來說并不陌生，而其主要功能已經(jīng)在 "線卡 "(復(fù)雜的電子線路板，光通信廠商可以在線卡上開發(fā)自己的網(wǎng)絡(luò)解決方案，與其他廠商的線卡沒有兼容性和互操作性)上實(shí)現(xiàn)。

  毫無疑問，互聯(lián)網(wǎng)流量以及隨后的帶寬需求正在飛速增長，企業(yè)正在認(rèn)真考慮800G光模塊的實(shí)現(xiàn)，也在努力提高路由器和交換機(jī)的交換能力。目前已經(jīng)有了基本的800G網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和硬件規(guī)格?？梢灶A(yù)測(cè)，800G光模塊的商用大約需要一兩年的時(shí)間。