200G光連接在通往400G之路上發(fā)揮著什么作用？

云數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施對寬帶的需求不斷增長，這加大了光模塊提供商的壓力，要求他們提供速度更快、規(guī)模更大、成本結(jié)構(gòu)更低的連接解決方案。這為100G CWDM4 (4 x 25G) 模塊應(yīng)用帶來了巨大的前景;同時，在通往400G (4 x 100G) 主流應(yīng)用的道路上，加快了向100G單λ (PAM-4) 模塊的過渡。

目前，光網(wǎng)絡(luò)行業(yè)的技術(shù)供應(yīng)商正在努力推動這一進(jìn)程，充分利用互操作性插拔測試等機會確保能夠無縫兼容不斷發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)，包括組件、模塊和開關(guān)。這項測試反映了行業(yè)對更快速數(shù)據(jù)中心鏈接的迫切需求，也強調(diào)了為實現(xiàn)市場上各種各樣產(chǎn)品之間的一致性，行業(yè)需要極大的努力和極高的設(shè)計精度。

隨著100G技術(shù)的大規(guī)模部署以及主流400G部署普及的前景，云數(shù)據(jù)中心渴望利用所有機會來填補吞吐量差距，并跟上數(shù)據(jù)洪流的發(fā)展步伐。而200G (4 x 50G) 光模塊能夠直接滿足這一迫切需求。

模擬器優(yōu)勢

200G模塊擁有數(shù)個關(guān)鍵優(yōu)勢，其中最突出的是：它可以靈活地利用全模擬架構(gòu)。較早前，我們曾在一篇博文評估200G模塊的優(yōu)點，重點介紹了用于高性能計算(HPC)應(yīng)用的光模塊。盡管在某些程度上，實現(xiàn)全模擬光互連比實現(xiàn)主流數(shù)字信號處理器 (DSP) 解決方案的難度更大，但全模擬光互連的延時僅為DSP解決方案的千分之一，這是以最快速實現(xiàn)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵優(yōu)勢。此外，DSP解決方案仍然對100G單λ和400G模塊設(shè)計具有重要意義，然而在今天，DSP不是200G模塊方案的必要選擇。

在沒有DSP的情況下，全模擬200G光模塊消耗的能量要低得多，而且發(fā)熱量也顯著減少。利用現(xiàn)有的光學(xué)組件，甚至可以把模塊級總功耗降低至22MW/GB以下。這意味著，在兩千米的應(yīng)用中部署200G光模塊時，功耗可低至4W以下。相比之下，DSP模塊的時鐘輸入操作可能會高出2W-3W。這聽起來不是很多，但如果把數(shù)據(jù)中心的數(shù)千個光模塊的功耗代損耗加起來，最終的數(shù)字將十分驚人。在這種情況下，每個模塊節(jié)省2W到3W的功耗，對運營成本和冷卻效率的優(yōu)化極為有利。

低延時和低功耗也是200G模塊的重要特性，但并非唯一重要的性能指標(biāo)?？紤]到位錯誤傳輸?shù)綌?shù)據(jù)流產(chǎn)生的連鎖后果，信號完整性是另一個關(guān)鍵的性能標(biāo)準(zhǔn)。這會帶來相當(dāng)大的挑戰(zhàn)，因為數(shù)據(jù)吞吐率從100G增加到200G，甚至更高。

在沒有DSP的情況下，200G之所以能夠保持最佳信號完整性，很大程度上歸功于時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù) (CDR) 器件的持續(xù)改進(jìn)以及背后的基礎(chǔ)信號調(diào)理技術(shù)。全模擬200G模塊中部署的最新一代模擬CDR證明了，它能夠?qū)崿F(xiàn)極低的誤碼率 (BER) 以及比1E-8前置糾錯 (Pre-FEC) 更出色的性能，整體上與DSP 200G模塊相當(dāng)。

高價值、大批量

如果成本結(jié)構(gòu)無法達(dá)到主流商業(yè)解決方案的水準(zhǔn)，上文提及的全模擬200G光模塊優(yōu)勢則毫無價值。不過，這里要重申，全模擬200G模塊架構(gòu)優(yōu)于DSP200G模塊。

在器件層面，全模擬200G模塊的簡化設(shè)計減少了總體元件數(shù)量，避免了DSP開發(fā)和實施的開支。在更廣泛的市場層面，盡管100G技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，元件集成已經(jīng)十分完善，但200G端到端可互操作芯片組最近才投入市場。借鑒過去的經(jīng)驗，短期內(nèi)，200G模塊有望實現(xiàn)100G模塊幾年前進(jìn)入市場時的成本結(jié)構(gòu)。并且，隨著元件集成進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化和大批量出貨不斷加快，200G模塊的發(fā)展也將遵循類似的成本下降曲線。時機成熟時，200G模塊的成本結(jié)構(gòu)將會優(yōu)于當(dāng)今100G模塊的成本結(jié)構(gòu)。

作為介于100G和400G的中間選項，200G光連接解決方案擁有令人驚嘆的實力，能夠幫助云數(shù)據(jù)中心應(yīng)對嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，以靈活可擴展的規(guī)模和成本實現(xiàn)更快的光鏈接。毫無疑問地，DSP也將在通往400G的道路上發(fā)揮關(guān)鍵作用，而在此之前，全模擬200G模塊架構(gòu)照亮了通往100G以上、高速、低成本高效益的連接之路。

MACOM致力于引領(lǐng)云數(shù)據(jù)中心互連從100G向200G和400G前進(jìn)。在ECOC 2018大會上，MACOM展示了完整的全模擬200G芯片組和TOSA/ROSA組件解決方案，為光模塊提供商提供無縫的元件互操作性，以降低設(shè)計的復(fù)雜性和成本。