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(duì)寬帶的需求不斷增長(zhǎng)，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(lái)了巨大的前景;同時(shí)，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(guò)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(dòng)這一進(jìn)程，充分利用互操作性插拔測(cè)試等機(jī)會(huì)確保能夠無(wú)縫兼容不斷發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)，包括組件、模塊和開(kāi)關(guān)。這項(xiàng)測(cè)試反映了行業(yè)對(duì)更快速數(shù)據(jù)中心鏈接的迫切需求，也強(qiáng)調(diào)了為實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)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(jì)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(jī)會(huì)來(lái)填補(bǔ)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(shì)

200G模塊擁有數(shù)個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)，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?cè)谝黄┪脑u(píng)估200G模塊的優(yōu)點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了用于高性能計(jì)算(HPC)應(yīng)用的光模塊。盡管在某些程度上，實(shí)現(xiàn)全模擬光互連比實(shí)現(xiàn)主流數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP) 解決方案的難度更大，但全模擬光互連的延時(shí)僅為DSP解決方案的千分之一，這是以最快速實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。此外，DSP解決方案仍然對(duì)100G單λ和400G模塊設(shè)計(jì)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(méi)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(jí)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(shí)，功耗可低至4W以下。相比之下，DSP模塊的時(shí)鐘輸入操作可能會(huì)高出2W-3W。這聽(tīng)起來(lái)不是很多，但如果把數(shù)據(jù)中心的數(shù)千個(gè)光模塊的功耗代損耗加起來(lái)，最終的數(shù)字將十分驚人。在這種情況下，每個(gè)模塊節(jié)省2W到3W的功耗，對(duì)運(yùn)營(yíng)成本和冷卻效率的優(yōu)化極為有利。

低延時(shí)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)。考慮到位錯(cuò)誤傳輸?shù)綌?shù)據(jù)流產(chǎn)生的連鎖后果，信號(hào)完整性是另一個(gè)關(guān)鍵的性能標(biāo)準(zhǔn)。這會(huì)帶來(lái)相當(dāng)大的挑戰(zhàn)，因?yàn)閿?shù)據(jù)吞吐率從100G增加到200G，甚至更高。

在沒(méi)有DSP的情況下，200G之所以能夠保持最佳信號(hào)完整性，很大程度上歸功于時(shí)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(hào)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(cuò) (Pre-FEC) 更出色的性能，整體上與DSP 200G模塊相當(dāng)。

高價(jià)值、大批量

如果成本結(jié)構(gòu)無(wú)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(shì)則毫無(wú)價(jià)值。不過(guò)，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(jiǎn)化設(shè)計(jì)減少了總體元件數(shù)量，避免了DSP開(kāi)發(fā)和實(shí)施的開(kāi)支。在更廣泛的市場(chǎng)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(chǎng)。借鑒過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)，短期內(nèi)，200G模塊有望實(shí)現(xiàn)100G模塊幾年前進(jìn)入市場(chǎng)時(shí)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(shí)機(jī)成熟時(shí)，200G模塊的成本結(jié)構(gòu)將會(huì)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(xiàng)，200G光連接解決方案擁有令人驚嘆的實(shí)力，能夠幫助云數(shù)據(jù)中心應(yīng)對(duì)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，以靈活可擴(kuò)展的規(guī)模和成本實(shí)現(xiàn)更快的光鏈接。毫無(wú)疑問(wèn)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(huì)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(wú)縫的元件互操作性，以降低設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和成本。