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根據Google, Facebook等披露的數據，這些互聯網巨頭數據中心內部流量每年增長幅度接近100%, 當前一些較早部署100G的互聯網巨頭已經開始謀求更高速率的解決方案，下一代數據中心的方案選擇成為了大家所熱心關注的話題。 400G以太網的標準先于200G以太網標準完成，這或許反映了業界的心態——更看好400G, 或者說, 200G僅僅是400G的一個過渡方案。 但是直接從100G跨越到400G實際上是不太科學的。 首先從數據中心方面，我們需要重建超大規模的數據中心，定義新的規范架構, 400G時代交換機對機架電力的要求會相當高，傳統的風冷散熱也更為困難； 再者, 400G數據中心會使用到PAM4技術，而采用PAM4技術會使系統變得不夠透明且難以管理，傳統的NRZ技術+并行技術可以使數據中心易于管理。 為更靈活地適應未來數據中心的需求，向400G數據中心實現完美過渡，易飛揚(Gigalight)于近日完成了基于200G NRZ傳輸的低成本數據中心內部平行光互連方案，本文主要比較了200G NRZ方案中的兩種并行技術，并且以兩款產品作為實例進行簡單的分析。 光纖并行方案—選用單模還是多模？傳統的并行光模塊產品主要基于多模光纖的光互連技術，具有高帶寬、低損耗、無串擾和匹配及電磁兼容問題等優勢，已逐漸取代基于銅線的電互聯產品而應用于機柜間、板架間的高速互聯，連接距離在OM3光纖下長達300米。 同時為了應用于更長距離的傳輸解決方案, PSM并行光模塊也應運而生，主要使用FP激光器在單模光纖傳輸2km, DFB傳輸10km應用，這比多模互連技術更加具有難度。 數據中心布線是一個很復雜的問題，選擇多模光纖還是單模光纖也一直是業界熱烈討論的對象，各大數據中心也有選擇，比如100G時代, Facebook選擇單模, Google選擇多模和單模同時部署, BAT則選擇多模。從成本角度，多模光纖價格昂貴而多模光模塊便宜，單模光纖價格便宜而單模光模塊較貴，因此很容易將光纖和光模塊成本進行組合評估，得出距離和成本的關系。以100G方案為例，光纖距離在100米以內時多模解決方案的成本優勢非常明顯。 并行技術路線的特點是每一對多模光纖分別承載一路光信號。目前IEEE的400G SR16標準是16*25G并行方案，需要16對多模光纖，遠遠超過100G時代廣泛使用的12芯MPO, 會導致成本的大幅提升；更重要的是，多模光模塊所依賴的低成本VCSEL光芯片方案, 2020年很可能仍然需要超過12芯MPO的8對多模光纖。現有的12芯MPO能夠容納的400G SR4看上去遙遙無期。 因此在2020年，如果沒有開放且標準化的多模波長復用技術（比如SWDM技術）出現，低成本VCSEL 100G技術也不能取得突破, 400G多模光纖解決方案成本優勢將不再明顯，單模光纖在大規模數據中心也許將成為主流，而中短距的單模并行解決方案將會是替代多模并行解決方案的高性價比選擇。 ——楊志華《2020年數據中心網絡技術 十大熱點排行榜》2200G PSM8對比200G SR8 基于易飛揚(Gigalight)獨有的PSM系列產品線，近日易飛揚(Gigalight)發布了200G QSFP-DD PSM8的新產品, 200G QSFP-DD PSM8是單模并行技術的高速率產物。 要實現長距離傳輸必須使用色散損耗小的單模光纖，單模光纖與半導體要實現高的耦合效率，需要對半導體激光器發出的光場進行整形，使入射光場與光纖本征光場達到最大可能的匹配。 而200G QSFP-DD SR8采用8通道的850nm VCSEL陣列，符合100GBASE-SR4協議標準。200G QSFP-DD SR8是多模并行的產品，借助傳統的VCSEL優勢平臺，易飛揚(Gigalight)采用了簡單高效且可靠的光纖耦合工藝技術，在激光器和光纖之間增加45°棱鏡，同時經過對光纖面的特殊材質處理，使得光纖耦合效率提升到了80%以上。 ◮圖片來源易飛揚Gigalight 這兩款產品的相同點在于都屬于200G數據中心解決方案里的光模塊，并且都采用了QSFP-DD的封裝，都可使用16芯的MTP。 QSFP-DD的優勢在于1U面板可以做到36*200G/400G的密度，并且對QSFP前向和后向兼容，可兼容現有的QSFP28光模塊及AOC/DAC等。 主要不同在于200G QSFP-DD PSM8采用的是8路1310nm單模光纖并行的方案，傳輸距離可達10km; 而200G QSFP-DD SR8采用多模光纖并行的方案，在OM4光纖鏈路上傳播距離可達100m。 總結多模并行方案是當前數據中心發展的核心，交換機與核心交換機之間的傳輸距離正好在多模光纖的適用范圍之內。 康寧公司于前幾年就已經推出了OM5光纖，卻并未引起預期的市場反響, SWDM短距離波分復用方案僅僅為為數不多的幾個廠商所推廣——可見它的確缺少市場。 在不久的將來，如果一般企業級數據中心希望繼續使用經過標準認證的解決方案，并降低光學器件成本，則可以選擇多模并行光學器件——畢竟中小企業不需要400G這樣大的容量。 但是如果是在超大規模數據中心的建設部署過程，尤其是考慮到系統的可升級性、系統的靈活性，我們或許更應該考慮單模并行方案。 在一些有識之士的眼里，單模并行方案雖然增加了光纖芯數，但是從整體來講，減少了維護復雜度，更易管理，且更容易從100G升級到之后的400G（要知道在不增加光纖資源的前提下，當前基于波分復用的100G CWDM4最多只能演進至200G FR4，而100G PSM4可以升級至400G DR4）。 ——李莫非《數據中心再論:成本 技術 簡潔和可重構》 一般來說，主要交換機和收發器供應商的技術路線圖為部署并行光學器件的客戶顯示了非常清晰和簡單的遷移路徑。所以當光學器件可用，并且從100G遷移到200G或者400G時，它們的光纖基礎設施依然存在，無需升級。 可靠性、產品壽命和維護成本等都是相互關聯的，在總成本上以200G QSFP-DD PSM8為代表的單模并行方案或許應該成為未來大規模數據中心的布線指南。了解更多200G光模塊信息，請訪問易飛揚通信Gigalight官網：https://www.gigalight.com/cn/200g-qsfp-dd-psm8-10km.html |
