光纖網路即將來到400G普及時代

有十幾家公司將在近日於美國舉行的年度光纖通信大會(OFC 2018)上展示400 Gbp乙太網絡光學模塊的原型，預期在明年底會開始於數據中心以及電信業者網路上布署；在此同時，相關標準訂定工作已經在為下一代技術鋪路，以因應不斷成長的需求。

新興400G產品通常採用8個50G串列連結，以最新的PAM-4模塊技術為基礎；而就在上周，IEEE已經初步批准可著手進行100G串列連結標準之訂定，催生未來的800G乙太網絡標準。在此同時，一個擁有約70家成員公司的產業組織COBO (On-Board Optics)，則是發布了第一個為嵌入路由器與交換器主板之模塊打造的規格，旨在為400~800G產品減少散熱與功耗問題，以做為邁向未來光電整合零組件的第一步。

以上所有的努力都面臨了儘可能達成最高數據傳輸速率，同時得維持可接受之傳輸距離、功耗、發熱與成本之間的折衷；隨著光學鏈接如今被廣泛應用於數據中心以及電信業者的中央機房，這些變得越來越重要。

今日的大型數據中心正準備從伺服器機架內的10~25G乙太網絡、以及在機架之間布署100G乙太網絡的方案，過渡到下一階段；微軟(Microsoft)數據中心事業群連網專家、COBO主席Brad Booth表示：「下一階段就是400G網路…人們期望能在2019年底或2020年初開始布署新方案，而看來現在已經有不少相關零組件問世──我們已經看到交換器晶元出現。」

COBO致力將光通信推入主板

產業組織COBO積極將光通信技術從插入路由器或交換器面板的模塊抽出，直接將之嵌入路由器或交換器的主板，如此能支持更暢通的氣流以及更大面積的散熱片，以降低系統因為數據傳輸速率增加而上升的溫度。會在今年OFC亮相的第一代400G模塊預期功耗為12~14W，COBO定義了8與16路的版本，分別支持20與40W功耗；該組織將在接下來幾周發表技術白皮書，詳細介紹實作問題。

COBO預期，今年秋天將有第一批展示產品出現，而大多數的實作會以400G之後的下一個速率等級為目標；該組織將在短時間內展開800G之後的下一代標準工作。Booth預測：「最終光通信將移入交換器ASIC，因為串列/解串列器(serdes)已經消耗了30~40%的網路晶元功率。」

透過COBO，廠商能以光學模塊配置系統，並在出貨之前進行測試；今日的數據中心與電信業者則是自行採購光學模塊並在現場安裝。Booth指出，這是很大的改變，但曾任職於Intel的他認為，這就像是伺服器是以多個PCI卡以及內存模塊打造而成並出貨給使用者那樣：「網通領域仍比伺服器領域落後五年。」

COBO發布了第一個嵌入主板之400~800G模塊規格 （來源：COBO）

COBO的解決方案是眾多基於多來源協議(multi-source agreements，MSA)標準之可插拔式光學模塊選項之一；那些技術選項還包括Molex與Facebook支持的QSFP雙倍密度(QSFP-DD)解決方案，以及Arista與Google的OSFP方案。

Booth表示：「有非常多的選擇…而且值得慶幸的是，我們距離布署時程還有18~24個月，所以我們可以開始評估模塊外觀；人們或許可以先從散熱最困難的選項開始。」

產業界著眼下一代800G光纖網路技術

期望從年度光纖通信大會(OFC 2018)了解客戶需求的新創公司DustPhotonics首席執行官Ben Rubovitch表示，目前還有支持不同傳輸距離的400G光纖乙太網絡標準與專屬解決方案正在開發階段；該公司將於OFC展示400G模塊原型，並將在短時間內開始提供樣品，該方案支持100公尺傳輸距離。

DustPhotonics預期將支持不同的模塊外觀，以及在不久的將來提供能支持數公里傳輸距離的解決方案。Rubovitch表示：「我們現在看到大量客戶已經在實驗室開發出他們的400G系統…其中有些客戶嘗試在今年底出貨；」曾在Intel、Mellanox任職工程師的他，將在今年的OFC讓DustPhotonics正式亮相。

Rubovitch表示，400G光纖網路系統預計要到2019年才會開始布署，屆時400G模塊的出貨量或許會達到50萬個，並在一年之後成長到350萬，其中採用銅線、多模(multimode)與單模(single mode)光纖的方案約各佔三分之一。

藉由銷售100G與200G模塊的助力，DustPhotonics期望在明年6月達到損益兩平；該公司開發100G與200G產品是為了證明其光學技術實力。這家新創公司於15個月前取得第一筆種子資金，並結束了第一輪(series A)募資、但未公布募資金額；參與第一輪募資的私人投資者，包括代表華登國際(Walden International)的陳立武(Lip-Bu Tan)。

新創公司DustPhotonics表示將提供8款不同數據傳輸速率的100~400G光纖網路模塊 （來源：DustPhotonics）

微軟(Microsoft)數據中心事業群連網專家、產業組織COBO主席Brad Booth表示：「他們(DustPhotonics)很積極，我會看看他們有什麼…但他們不會是唯一的400G方案供應商；」他透露，微軟已經開始徵求400G模塊的相關信息：「有很多人正進軍400G領域，包括多家新創公司…有些公司錯過了轉向100G…在未來兩年，這個領域的成長與收購時機已經成熟。」

COBO在短暫喘息之後，可能將把注意力轉向800G或以上的技術；產業標準組織光學互連論壇(Optical Internetworking Forum，OIF)已經展開100G串列通信標準的訂定工作，這可能會成為未來800G乙太網絡規格的基礎，不過OIF的工作到目前為止都聚焦在短距離鏈路。

好消息是，100G線路預期會利用現有50G串列連結率先採用的PAM-4調變，而乙太網絡聯盟(Ethernet Alliance，EA)預期將在短時間內為新興50G產品建立一個互操作性項目；而包括Marvell與Xilinx等眾多廠商的50G產品預計也會在OFC 2018展示。

從50G技術開始，產業界從較簡單的NRZ調變轉向採用PAM4；而如主導EA與眾多IEEE乙太網絡計劃的技術專家John D』Ambrosia所言：「還有很多未完成的工作，包括產品測試以及相關技術的主流化。」

D』Ambrosia表示，IEEE的100G串列連結標準訂定工作仍在初步階段，可能還需要3年時間才能完成規格；他指出，採用8線路會是800G光纖乙太網絡標準的最佳方案，不過有些方案可能會選擇嘗試16個50G線路。

「我覺得8個100G線路比較好，800G用到16線路實在有點嚇到我；」他特別提到訊號完整性等議題：「隨著我們速度更快，某些解決方案的速度會跟不上，因此我們得有某種程度的大躍進…有些人提出一致性的解決方案，我們得針對實際上需要達到多長距離提出大量問題。」

編譯：Judith Cheng

本文授權編譯自EE Times，版權所有，謝絕轉載

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