數據中心800G展望

  隨著5G網絡、存儲介質和計算能力等底層技術升級，數據中心的吞吐量將被提升到全新高度，以互聯網行業(yè)為代表的大型企業(yè)對以太網高速率、大帶寬、低時延、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，在進行過對端口的收發(fā)100%線速轉發(fā)、流量打通等方面開展了一系列測試后，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交換機市場的年復合增長率將接近兩位數，未來五年該領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400Gbps。此次在容量方面的突破創(chuàng)新，將引領業(yè)界全面開啟數據中心800G時代。

  傳統(tǒng)光模塊

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

  硅光模塊

  硅光集成優(yōu)點不僅包括了大帶寬、低功耗和高集成度，最顯著的優(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，實現了調制器和無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。隨著光模塊向400G、800G演進，硅光模塊的成本與技術優(yōu)勢將開始逐步體現。

  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，所以從技術層面上來說，傳輸速率比800G更快，此新標準的主要方針就是通過最小的成本來實現最大的速率要求，比起400G標準，800G標準內多了兩條新的規(guī)范：介質訪問控制(MAC)和物理編碼子層(PCS)。基于800G標準，現在光模塊市場應用主要有以下兩類：800G-SR8：8x100G光模塊，用于SR應用，基于單模光纖解決方案，可實現60至100米范圍內的鏈路距離;800G-FR4：這是一個4x200G類型的模塊，為此需要新的FEC。

Ethernet關于25G-800G傳輸通道和速率的模型圖

  1.6T以太網

  在數據密集型應用場景的不斷增加，用戶對速率的不斷追求之下，市場與技術也在不斷地創(chuàng)新，不久以后，1.6T以太網數據速率的相關行業(yè)標準也會出現。在1.6T以太網技術的研究中，從技術層面上有幾點需要注意。首先，要確保PMA(MAC、PCS和物理介質連接)集成的時候保持最佳的性能;其次，能否兼容各個來自不同供應商的子層，即是否會對互操作性產生影響;再次，1.6T以太網將會有多種配置，選擇最適合最貼切大眾需求的配置方案也是一個關鍵。最初，1.6T設計將基于100G SerDes，PCS就必須需要能夠支持16個通道。隨著200G SerDes標準的演進，PCS將需要支持PAM4或PAM6 SerDes。盡管1.6T以太網的標準尚未確定，但顯而易見，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

  同時伴隨著網絡流量的激增和帶寬的飛速增長，數據中心的能耗問題也愈發(fā)突出。面向國家“雙碳”戰(zhàn)略目標，節(jié)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平衡與突破，滿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挑戰(zhàn)。而且800G的普及，1.6T的研發(fā)，光模塊和交換機的技術迭代，用戶一旦對過渡時間產生誤判，那么成本會產生巨大的差異，給用戶造成極大困擾。羅森伯格作為領先制造商能幫助您部署可定制的解決方案，已成功開發(fā)并向市場推出了一系列用于數據中心的布線系統(tǒng)解決方案，可為客戶制定既能滿足當前400G應用并兼顧未來低成本平滑升級到800G網絡解決方案。