數據中心800G展望

  隨著(zhù)5G網(wǎng)絡(luò )、存儲介質(zhì)和計算能力等底層技術(shù)升級，數據中心的吞吐量將被提升到全新高度，以互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)為代表的大型企業(yè)對以太網(wǎng)高速率、大帶寬、低時(shí)延、低功耗的需求日漸激增。

  業(yè)界新華三研發(fā)的首款800G數據中心交換機正式面世，在進(jìn)行過(guò)對端口的收發(fā)100%線(xiàn)速轉發(fā)、流量打通等方面開(kāi)展了一系列測試后，結果表明此交換機對于高容量交換芯片、高速率接口和高容量互聯(lián)方案都具有超高的適配性。根據知名研究機構Dell'Oro Group發(fā)布的《數據中心交換機市場(chǎng)五年期預測報告》顯示，從2021年至2026年期間全球數據中心以太網(wǎng)交換機市場(chǎng)的年復合增長(cháng)率將接近兩位數，未來(lái)五年該領(lǐng)域的累計支出將接近1,000億美元。400Gbps和更高速度將占一半份額，到2025年，800Gbps將超過(guò)400Gbps。此次在容量方面的突破創(chuàng )新，將引領(lǐng)業(yè)界全面開(kāi)啟數據中心800G時(shí)代。

  傳統光模塊

  傳統光模塊是將III-V族半導體芯片、電芯片、光學(xué)組件等分立式器件封裝而成，本質(zhì)上是對光信號進(jìn)行調制和接收實(shí)現光電轉換的裝置，而硅光技術(shù)則利用激光束代替電子信號進(jìn)行數據傳輸。硅光子技術(shù)將硅光模塊中的光學(xué)器件與電子元件整合到一個(gè)獨立的微芯片中，使光信號處理與電信號的處理深度融合，由傳統光模塊的“電互聯(lián)”轉變?yōu)檎嬲饬x上的“光互聯(lián)”。

  硅光模塊

  硅光集成優(yōu)點(diǎn)不僅包括了大帶寬、低功耗和高集成度，最顯著(zhù)的優(yōu)勢是低成本。在普通光模塊的成本中，光芯片成本占40%，激光器成本占20%左右，若用在激光器上的成本降低75%，則可降低光模塊整體成本的15%。由于硅光模塊采用硅光子技術(shù)，實(shí)現了調制器和無(wú)源光路在芯片上的高度集成，光模塊芯片成本也將得到大幅度降低。隨著(zhù)光模塊向400G、800G演進(jìn)，硅光模塊的成本與技術(shù)優(yōu)勢將開(kāi)始逐步體現。

  800GBASE-R標準

  最新的800GBASE-R標準中介紹了800G的框架主要基于現有的400GbE邏輯進(jìn)行修改，以便于讓數據分布于8條106Gbps的物理通道上，所以從技術(shù)層面上來(lái)說(shuō)，傳輸速率比800G更快，此新標準的主要方針就是通過(guò)最小的成本來(lái)實(shí)現最大的速率要求，比起400G標準，800G標準內多了兩條新的規范：介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制(MAC)和物理編碼子層(PCS)?；?A href="http://joq5k4q.cn/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=800G&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">800G標準，現在光模塊市場(chǎng)應用主要有以下兩類(lèi)：800G-SR8：8x100G光模塊，用于SR應用，基于單模光纖解決方案，可實(shí)現60至100米范圍內的鏈路距離;800G-FR4：這是一個(gè)4x200G類(lèi)型的模塊，為此需要新的FEC。

Ethernet關(guān)于25G-800G傳輸通道和速率的模型圖

  1.6T以太網(wǎng)

  在數據密集型應用場(chǎng)景的不斷增加，用戶(hù)對速率的不斷追求之下，市場(chǎng)與技術(shù)也在不斷地創(chuàng )新，不久以后，1.6T以太網(wǎng)數據速率的相關(guān)行業(yè)標準也會(huì )出現。在1.6T以太網(wǎng)技術(shù)的研究中，從技術(shù)層面上有幾點(diǎn)需要注意。首先，要確保PMA(MAC、PCS和物理介質(zhì)連接)集成的時(shí)候保持最佳的性能;其次，能否兼容各個(gè)來(lái)自不同供應商的子層，即是否會(huì )對互操作性產(chǎn)生影響;再次，1.6T以太網(wǎng)將會(huì )有多種配置，選擇最適合最貼切大眾需求的配置方案也是一個(gè)關(guān)鍵。最初，1.6T設計將基于100G SerDes，PCS就必須需要能夠支持16個(gè)通道。隨著(zhù)200G SerDes標準的演進(jìn)，PCS將需要支持PAM4或PAM6 SerDes。盡管1.6T以太網(wǎng)的標準尚未確定，但顯而易見(jiàn)，想要管理海量的數據并優(yōu)化連接還需要一些工程方面的創(chuàng )造力。

Ethernet鏈路速率展望圖

  結語(yǔ)

  同時(shí)伴隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )流量的激增和帶寬的飛速增長(cháng)，數據中心的能耗問(wèn)題也愈發(fā)突出。面向國家“雙碳”戰略目標，節能高效環(huán)保的數據中心將成為必然趨勢，在高性能與低功耗之間尋求一個(gè)平衡與突破，滿(mǎn)足數據中心的綠色低碳環(huán)保且高效高速低成本的需求也將是一個(gè)挑戰。而且800G的普及，1.6T的研發(fā)，光模塊和交換機的技術(shù)迭代，用戶(hù)一旦對過(guò)渡時(shí)間產(chǎn)生誤判，那么成本會(huì )產(chǎn)生巨大的差異，給用戶(hù)造成極大困擾。羅森伯格作為領(lǐng)先制造商能幫助您部署可定制的解決方案，已成功開(kāi)發(fā)并向市場(chǎng)推出了一系列用于數據中心的布線(xiàn)系統解決方案，可為客戶(hù)制定既能滿(mǎn)足當前400G應用并兼顧未來(lái)低成本平滑升級到800G網(wǎng)絡(luò )解決方案。