訪(fǎng)谷歌光纖林峯博士：TWDM-PON進(jìn)入商用 期待與運營(yíng)商合作

  ICCSZ訊 近日，在西安舉行的“2017西安國際光電子集成技術(shù)論壇”上，來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)運營(yíng)商Google Access的工程總監Cedric F. Lam(林峯)帶來(lái)了《集成光學(xué)面對的機遇與挑戰》的主題演講，向大家全面解析了當前光纖接入網(wǎng)市場(chǎng)的情況，以及下一步的發(fā)展。同時(shí)介紹了集成光學(xué)在數據中心、電信市場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò )傳輸建中面臨的機遇與挑戰。會(huì )議期間，對林峯進(jìn)行了采訪(fǎng)與交流。

  (谷歌光纖聯(lián)合創(chuàng )始人 工程總監 Cedric Lam)

  TWDM PON已經(jīng)商用 期待與運營(yíng)商合作

  林峯介紹，谷歌光纖一直以推廣千兆速率的接入網(wǎng)絡(luò )為目的。谷歌光纖推廣千兆接入網(wǎng)一個(gè)很重要的原因是美國的接入網(wǎng)速度很慢。谷歌光纖一直在建設，網(wǎng)速是一個(gè)問(wèn)題，同時(shí)應用也是一個(gè)問(wèn)題。谷歌本身是一個(gè)內容提供商，谷歌光纖在推動(dòng)千兆光纖接入網(wǎng)中還沒(méi)有發(fā)現對帶寬需求特別強勁的應用。

  從數據上說(shuō)，目前寬帶用戶(hù)的使用速率相對較低。接入網(wǎng)與數據中心不一樣，在數據中心里，所有用戶(hù)的數據都匯集到云中間，再加上機器處理數據本身產(chǎn)生很多服務(wù)器和服務(wù)器中間的數據，因而數據中心需要海量般的帶寬和鏈接。但是到了接入網(wǎng)的每一端口，實(shí)際上所需要的帶寬并沒(méi)有那么多，真正帶寬需求最多的還是視頻。由于業(yè)務(wù)上的需要，谷歌光纖一直在推進(jìn)技術(shù)上的升級。純粹的從網(wǎng)絡(luò )的建設和升級來(lái)說(shuō)，光纖建設的成本是一個(gè)很重要的部分也是最艱難的部分。所以如何把建設成本降低，提高鋪設的速度之外，怎么樣從架構上能夠讓網(wǎng)絡(luò )變得更簡(jiǎn)單也是一個(gè)谷歌光纖看重的地方。林峯指出在DWDM接入網(wǎng)上的應用，谷歌光纖做了大量的研究工作。

  谷歌光纖主要的成本在挖建，采用新的光接入網(wǎng)架構可以使得基礎設施的建設變得更容易一些，不需要用很粗的光纜去鋪設從建設成本上來(lái)說(shuō)也是一種節省。所以，在網(wǎng)絡(luò )架構上的創(chuàng )新能帶來(lái)一些成本優(yōu)勢。目前谷歌光纖在推一個(gè)名為Go-Long的TWDM-PON，一般設備商主推的TWDM-PON是NG-PON2，NG-PON2 是Verizon提出來(lái)的一個(gè)標準，但谷歌光纖的Go-Long和NG-PON2存在很大差異。谷歌光纖已經(jīng)實(shí)現了Go-Long并開(kāi)始商用這個(gè)方案，只是還沒(méi)推廣這個(gè)方案的標準。如何跟其他設備和運營(yíng)商合作，將這個(gè)方案的成本變得更有優(yōu)勢，也是谷歌光纖正在積極考慮的問(wèn)題。林峯認為，Go-Long與NG-PON2相比是有優(yōu)勢的：一是實(shí)現比較容易，二是對光器件的要求沒(méi)有NG-PON 2那么苛刻，三是已經(jīng)進(jìn)入到商用的階段。

  Combo PON方案理想很豐滿(mǎn) 現實(shí)并非如此

  關(guān)于國內運營(yíng)商對Combo PON呼聲很高的問(wèn)題。林峯認為Combo PON可能對機房空間比較節省，但建設網(wǎng)絡(luò )成本的70%-80%是光模塊，所以要節約成本，除非光模塊的成本可以變得很便宜。另外使用Combo PON方案還需要更換網(wǎng)絡(luò )設備的板卡，原有的網(wǎng)絡(luò )板卡不可能支持新的10G技術(shù)，因此布局Combo PON會(huì )讓成本降低還是增加依然未知。如果運營(yíng)商鋪設10G，只用一個(gè)光波分復用把10G加上去或許更具操作性，但空間占用比較大。如果把所有GPON的板卡換成Combo PON的板卡，其所有光模塊必須能支持兩個(gè)速率，在實(shí)現上也比較難。從經(jīng)驗來(lái)說(shuō)，布局Combo PON并不是那么容易，其所謂的成本節省并不是那么直觀(guān)。

  最后一公里無(wú)線(xiàn)覆蓋VS光纖接入 中國PK北美

  光纖永遠是運營(yíng)商最好的媒介，因為G.fast、無(wú)線(xiàn)等技術(shù)的運維成本非常高，盡管使用原來(lái)的基礎設施上升級的這些方案建設上會(huì )相對簡(jiǎn)單，可以減少土地改動(dòng)基礎部署的成本，但長(cháng)期看來(lái)運維成本還是太高，而光纖的帶寬堪稱(chēng)是無(wú)限寬，對未來(lái)的升級也比較簡(jiǎn)單。同時(shí)，光纖收發(fā)器相比電收發(fā)器更加簡(jiǎn)單，除此以外無(wú)線(xiàn)傳輸的功耗相當大，每一個(gè)比特所需要的能量大概是光纖傳輸的1000倍，從節能環(huán)保來(lái)講光纖還是最優(yōu)的選擇。

  接入網(wǎng)方面，北美還處在成長(cháng)期。因為國家制度的原因，北美基礎建設的速度與效率不及中國，所以谷歌光纖也很期待與中國公司特別是運營(yíng)商深入合作，將更好的技術(shù)在北美推進(jìn)，讓下一代的技術(shù)建設變得更低成本。谷歌光纖目前沒(méi)有發(fā)展中國市場(chǎng)，國內運營(yíng)商注重標準的采納，因為標準帶來(lái)規模，規模帶來(lái)成本下降，更因為中國網(wǎng)絡(luò )資費偏低，運營(yíng)商面臨很大的成本壓力。北美人口密度比較低，中國的技術(shù)方案在北美市場(chǎng)并不適合，因地而異。但雙方可以互相交流技術(shù)，共同推動(dòng)新技術(shù)的研發(fā)與推廣。

  數據中心光子集成規?；€需等待

  關(guān)于“谷歌光纖接入網(wǎng)和谷歌數據中心是一個(gè)什么樣的關(guān)系”的問(wèn)題，林峯解釋到谷歌做了改制以后，現在成立了Alphabet，谷歌光纖是屬于另外一個(gè)子公司，兩邊是獨立的。谷歌數據中心應是全球最大的，且把光連接做成低成本的數據中心建設是從谷歌開(kāi)始的。

  談到“如果光子集成技術(shù)在數據中心中大規模應用，是否會(huì )產(chǎn)生一個(gè)規模的效應?”的問(wèn)題。林峯稱(chēng)，越短程的距離光連接設備用量越多，網(wǎng)絡(luò )架構因為數據中心、云計算產(chǎn)生的改變所需要的鏈路數目很多。這種架構上的改變導致了需要很多光連接，遠遠超過(guò)長(cháng)途和接入網(wǎng)。從量級上看，數據網(wǎng)>接入網(wǎng)>城域網(wǎng)>長(cháng)途網(wǎng)。目前數據中心所需的鏈接量遠遠超過(guò)接入網(wǎng)。IC電子之所以那么發(fā)達是因為量級很大，光最好的用途就是在傳輸，傳輸需求最大的就在數據中心里，而當光集成走向消費電子類(lèi)市場(chǎng)的時(shí)候需求會(huì )越來(lái)越大，光子集成真正能夠找到規模效應的關(guān)鍵點(diǎn)應該在這方面。

  “數據中心里，真正的光子集成大規模應用需要多長(cháng)時(shí)間?”對于這個(gè)問(wèn)題林峯個(gè)人覺(jué)得從400G開(kāi)始。同時(shí)，與Mellanox硅基光電子技術(shù)副總裁 Mehdi Asghari也聊到，400G開(kāi)始或400G以上光子集成的優(yōu)勢才會(huì )展現?，F在100G的產(chǎn)品在市場(chǎng)上隨處可見(jiàn)，不見(jiàn)得光子集成在100G上有優(yōu)勢。當然，如果未來(lái)100G的量很大而且價(jià)格很便宜之后，光子集成有沒(méi)有解決方案而且相當便宜就是另外一回事。幾年前谷歌數據中心已經(jīng)完成40G的部署，現在主要是100G及以上。

  谷歌100G到400G是否一步到位還未知

  目前能看到最早的光子集成有應用場(chǎng)景是在400G，那么關(guān)于什么時(shí)候在數據中心、或者接入網(wǎng)、城域網(wǎng)上布局400G，阿里謝崇進(jìn)提到阿里預計在2019年，與谷歌預計布局的時(shí)間相當。但谷歌同時(shí)也在看200G方面，不是一步跳躍到400G，主要考慮的原因是成本。

  關(guān)于并行的解決方案;并行可以用多跟光纖，集成不一定非要光子集成，用什么方式取得最高的成本效益是最重要的。光子集成在通道多的時(shí)候比較有優(yōu)勢，但是在2通道、4通道的時(shí)候，光子集成的優(yōu)勢不一定會(huì )體現出來(lái)。光子集成對溫度很敏感，最后還是需要很多溫控的措施去處理。數據中心現在用的CWDM比較好，因為波長(cháng)之間間隔寬，對溫度的精準要求不高，如果波長(cháng)的間隔變長(cháng)，所需要的溫度補償或溫度控制就相當精準，有些技術(shù)對溫度的要求并沒(méi)有那么高。長(cháng)遠來(lái)看，光子集成的技術(shù)在不斷完善，Global Foundries的硅基光電子工藝專(zhuān)家 Steven Palmer展示過(guò)幾個(gè)CWDM的濾波器，所展示的器件性能不錯，最后也指出需要進(jìn)行溫控問(wèn)題，所以溫控是其中一個(gè)主要的問(wèn)題。

  (左：林峯 右：訊石凌科)

  總結

  隨著(zhù)通信需求的蓬勃發(fā)展和網(wǎng)絡(luò )規模的持續增長(cháng)，為應對云計算網(wǎng)絡(luò )巨大的帶寬需求，數據中心、電信網(wǎng)絡(luò )需要不斷升級。未來(lái)新型高速光電子器件向集成化芯片方向發(fā)展，光電子集成技術(shù)已成未來(lái)發(fā)展大趨勢。細數集成光學(xué)在數據中心、電信市場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò )傳輸建中面臨的機遇與挑戰，仍需要業(yè)界共同努力。對于谷歌來(lái)說(shuō)，在不斷升級改造的過(guò)程中，成本把控成為了重中之重。