對話(huà)阿里謝崇進(jìn)：阿里100G量級不輸Facebook 2019年將大規模鋪設400G

  ICCSZ訊  11月7-8日，西安市人民政府主辦的為期兩天的“2017全球硬科技創(chuàng )新大會(huì )”于西安曲江國際會(huì )議中心成功舉辦!而8號當天作為本次硬科技大會(huì )分論壇之一的“2017西安國際光電子集成技術(shù)論壇”，以“光電子集成技術(shù)路線(xiàn)”、“推動(dòng)光電子集成產(chǎn)業(yè)發(fā)展”等為主題，匯聚諸多光電子集成行業(yè)領(lǐng)袖企業(yè)和重量級人物，以及政商研各界人士出席，同時(shí)邀請了全球知名的硅光高層從光電子集成在光通信及其他領(lǐng)域的應用，硅基光電子技術(shù)的最新進(jìn)展，硅基光電子技術(shù)在數據中心市場(chǎng)的應用，以及硅基光電子技術(shù)在應用當中面臨的問(wèn)題和機遇與在場(chǎng)聽(tīng)眾進(jìn)行了探討交流。

  在本屆的“光電子集成技術(shù)論壇”上，來(lái)自阿里集團首席通信科學(xué)家謝崇進(jìn)博士帶來(lái)了主題為《硅基光電子集成技術(shù)在數據中心的前景與挑戰》的演講。謝崇進(jìn)在演講開(kāi)始說(shuō)道，很多人認為阿里只是一家電子商務(wù)公司，但其實(shí)阿里在全球范圍內有很多業(yè)務(wù)，比如物流和娛樂(lè )等，而這所有的業(yè)務(wù)運營(yíng)都基于網(wǎng)絡(luò )基礎設施，同時(shí)阿里在全球除非洲之外的大多數地方都建立數據中心。謝崇進(jìn)相信，隨著(zhù)阿里巴巴業(yè)務(wù)在國內外市場(chǎng)的拓展，阿里數據中心建設將會(huì )越來(lái)越多。

  數據中心是什么樣的情況呢?謝崇進(jìn)做了這樣一個(gè)比喻：“你可以認為它是一個(gè)很大、很大的計算機中心，但是它沒(méi)有足夠強大的計算能力，我們就有很多小的服務(wù)器組成一個(gè)超級計算機。而光在數據中心網(wǎng)絡(luò )中提供大容量的點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸，光的接口就是來(lái)延伸I/O的帶寬和I/O的距離?！睋私?，數據中心的各種光學(xué)技術(shù)包括服務(wù)器交換機、建筑物網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)、地鐵直流互聯(lián)、長(cháng)途網(wǎng)絡(luò )連接等，目前更多的在于數據中心內部互聯(lián)，服務(wù)器對服務(wù)器，這部分多是100米、200米的連接距離，最多可能達到2公里左右。而阿里數據中心所有的連接都采用光連接技術(shù)，相對數據中心距離比較短。

  光互聯(lián)的要求從1950年到2016年，服務(wù)器和交換機的計算能力每1.5年翻一番，其中交換機的I/O帶寬發(fā)展，從2000年之后到現在，交換機的容量要求基本上是每?jì)赡耆萘糠环?。目前光互?lián)需求的主要挑戰是成本，光互聯(lián)成本成為網(wǎng)絡(luò )連接成本的重要組成部分，按照現在的情況看來(lái)，光學(xué)成本在持續增加。而對于如何提高數據中心速率，謝博士提到目前數據中心普遍采用的是四條鏈路，交換機用40G，服務(wù)器是10G(*4路);如果說(shuō)像路由器或者是傳輸設備速率更高，4路做不到，可以做到10路，這個(gè)速度隨著(zhù)速率增加的。

  400G部署對光電子集成的挑戰及其技術(shù)難題

  現階段，我國傳輸網(wǎng)絡(luò )迎來(lái)400G時(shí)代，隨著(zhù)高速光網(wǎng)絡(luò )加速商用，400G商用進(jìn)程加快。謝崇進(jìn)用表格展示了光網(wǎng)絡(luò )部署的發(fā)展進(jìn)程：40G的標準在2010年提出來(lái)，2013年開(kāi)始鋪設;今年100G標準剛出來(lái)，馬上就要開(kāi)始鋪設了，在隨后的記者專(zhuān)訪(fǎng)中，謝崇進(jìn)透露阿里100G網(wǎng)絡(luò )部署的量是相當大的，與FACEBOOK的量級差不多，國內國外都有基礎設施的建設，但是大型的數據中心建設主要在國內。從部署的量上來(lái)說(shuō)，主要在國內，但阿里應用在國內外的技術(shù)標準是同樣的，如國內國外類(lèi)似的網(wǎng)絡(luò )和集群所需的100G技術(shù)標準是一樣的。

  關(guān)于在演講中提到下一代傳輸網(wǎng)絡(luò )是400G，面對“是否現在在實(shí)際網(wǎng)絡(luò )傳輸中已經(jīng)產(chǎn)生了這種需求?”的疑問(wèn)，謝崇進(jìn)回應道：阿里已經(jīng)開(kāi)始著(zhù)手400G的研發(fā)，其100G部署在國內是屬于較早的。當企業(yè)發(fā)展到一定程度，不能說(shuō)等市場(chǎng)成熟了再去購買(mǎi)一種技術(shù)，這樣已經(jīng)來(lái)不及滿(mǎn)足需求，所以阿里已經(jīng)開(kāi)始布局400G市場(chǎng)。據了解，阿里集團計劃于2019年大規模鋪設400G網(wǎng)絡(luò )，到那時(shí)400G的標準可能剛剛確定甚至還沒(méi)有完全確定，更新?lián)Q代的速度是相當快，這個(gè)給整個(gè)行業(yè)帶來(lái)的挑戰非常非常大。

  在提到400G的部署對光電子集成的挑戰時(shí)，謝崇進(jìn)認為目前400G部署過(guò)程中最大的挑戰就是成本：站在用戶(hù)角度看我們的需求，就像手機，今天手機的網(wǎng)絡(luò )速度是10年前的一百倍，但是用戶(hù)每個(gè)月所需要支付的費用差不多，這個(gè)需求便是希望速率提高，但是不增加成本，即“提速降費”。如果5年前光在數據中心占的網(wǎng)絡(luò )成本是5%或10%，今天光的成本可能占到50%。如果再過(guò)5年，如果我們的技術(shù)沒(méi)有突破，光連接的成本有可能會(huì )占到90%(當然這是一個(gè)相對成本)。當速率越高，成本越高不是一個(gè)可持續發(fā)展的路線(xiàn)，因為數據中心所有的連線(xiàn)都會(huì )用光來(lái)做。;第二挑戰是高密度：尺寸更小、提供的帶寬更大，交換機速率增加，通過(guò)光的能力把帶寬拉起來(lái);第三挑戰是低能耗：對于我們來(lái)說(shuō)不是電費賬單，而是散熱影響速率上不去。

  從標準上來(lái)看， 40G的時(shí)候規格比較少，到100G的時(shí)候，規格就越來(lái)越多，到400G，剛剛提出來(lái)就有各種各樣的標準。當然有的標準是IEEE和MSA，但IEEE的標準立定至少要三年，有些太慢，更多需要依靠MSA。40G的時(shí)候，還可以采用IEEE的SR、LR標準，盡管成本較高，但所占比例較低，還可以接受。到100G的情況就不一樣，距離受限了，IEEE的SR4和LR4，實(shí)在太貴。MSA的100G標準(CWDM4,PSM4,SWDM4)都在為100G降成本考慮。

  2019年就要規模鋪設400G網(wǎng)絡(luò )了，但物理空間有限，實(shí)現的方法有各種各樣，可以用更多的波長(cháng)來(lái)做，增加光的信道，最理想的情況就是光電都采取PAM4，4×100G，這個(gè)是有相當挑戰的。400G的技術(shù)演進(jìn)大概有四代，從光口和電口的速度來(lái)看，都是25G走向100G，相對于單模來(lái)說(shuō)，多模的話(huà)成本比較高。400G應用可能從第三代開(kāi)始，光的速度可以達到100G，電的速度可以達到50G。對于400G的理想狀況：首先是希望仍然是可插拔的;第二可以依然采用4路，不希望有更多的光路，IEEE規定的8路，基本上很難會(huì )用，用的話(huà)成本太高了。但現在的問(wèn)題每家有不同的技術(shù)和標準，應用起來(lái)是相當的困難。

  阿里巴巴網(wǎng)絡(luò )光學(xué)路線(xiàn)圖

  據謝崇進(jìn)介紹，2013年阿里巴巴開(kāi)始鋪設40G網(wǎng)絡(luò )40G eSR4，2017年開(kāi)始大規模鋪設100G的網(wǎng)絡(luò )，計劃是2019年開(kāi)始鋪設400G網(wǎng)絡(luò )。業(yè)務(wù)需求已經(jīng)要求我們達到400G，但技術(shù)仍然達不到。至于2019年以后的下一步網(wǎng)絡(luò )，到2023年是否是1.6T，這個(gè)目前很難定，如果速度增長(cháng)了40倍，相當于每?jì)赡陻祿环?。但?T以上怎么走，可能要靠材料上的突破，相干技術(shù)可能走進(jìn)數據中心。

  在面對面訪(fǎng)談中，對于“互聯(lián)網(wǎng)廠(chǎng)商和國內運營(yíng)商在數據中心的建設上是一種什么樣的關(guān)系?”這一問(wèn)題。謝崇進(jìn)這樣回答：數據中心是我們自己建設，可供企業(yè)使用，阿里設計，Building可能屬于別人。以前國內很多公司都是租用運營(yíng)商的機房，但是機房規模比較小，隨著(zhù)發(fā)展，機房已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足需求，這種模式可能會(huì )慢慢地減少。阿里更傾向自己建設數據中心，可按照自己的要求設計，但是不是整個(gè)樓都自己建設這是另外一個(gè)事情。但是一般按照使用時(shí)間，根據自己的標準設計，相信這種模式在未來(lái)會(huì )越來(lái)越多。

  據了解，對于光模塊等光器件的采購，阿里集團是面向國內外所有的廠(chǎng)商采購，只要產(chǎn)品質(zhì)量、供應能力等各方面能夠符合采購標準，同時(shí)阿里集團面向國外內廠(chǎng)商的集采標準是一致的。

謝崇進(jìn)博士（左）與訊石（右二）

  總結

  謝崇進(jìn)最后表示，數據中心是互聯(lián)網(wǎng)流量增長(cháng)的主要驅動(dòng)力，未來(lái)五年基本上仍然會(huì )保持在每一年番一翻;光互聯(lián)將無(wú)處不在;集成光子學(xué)是未來(lái)網(wǎng)絡(luò )連接的巨大的機遇，特別是對于更高速率要求、BoB和CoC之間的互相連接，同時(shí)更多的挑戰和突破在于其如何做到成本低、體積小，密度高、低功耗四個(gè)方面。