4月8日消息 數(shù)據(jù)中心作為未來網(wǎng)絡的控制節(jié)點和內(nèi)容載體，正在經(jīng)歷著云化以及ICT融合帶來的巨大變革。而隨著數(shù)據(jù)中心的規(guī)模化發(fā)展，云計算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡拓撲的持續(xù)升級演進，對數(shù)據(jù)中心光互連技術(shù)提出了更高的要求。

硅光技術(shù)以其材料特性以及CMOS工藝的先天優(yōu)勢，能夠很好的滿足數(shù)據(jù)中心對更低成本、更高集成、更低功耗、更高互聯(lián)密度等要求，有望在數(shù)據(jù)中心互連市場大顯身手。

在日前舉行的“硅光集成與數(shù)據(jù)中心應用線上研討會”上，京東科技云事業(yè)部光網(wǎng)絡架構(gòu)師陳琤發(fā)表“云計算數(shù)據(jù)中心用戶視角下的硅基光子技術(shù)”的主題演講，從使用者的角度闡述硅基光子技術(shù)在數(shù)據(jù)中心的應用前景。

硅光是最具前景的光互連技術(shù)方案

陳琤指出，隨著數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的規(guī)?；l(fā)展，要求underlay的網(wǎng)絡做到高吞吐量、易擴展以及開放化。具體到高吞吐量，首先是服務器接入帶寬提升，然后是東西向流量的劇增，更多要求網(wǎng)絡設備的接口帶寬逐步提升。易擴展主要體現(xiàn)在隨著承載的業(yè)務靈活多變，要求網(wǎng)絡資源能夠做到平滑調(diào)度，以應對網(wǎng)絡的擴容和裁撤。

開放化的需求方面，由于現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境下往往采用不同廠家的網(wǎng)絡設備，需要在兩個維度上做到開放化，首先是硬件與硬件的解耦，其次是開放控制軟件和硬件的解耦。陳琤指出表示，綜合來看，對數(shù)據(jù)中心內(nèi)光互連技術(shù)也就提出了進一步的發(fā)展要求，首先是高速率，然后是標準化，最后是易運維。

從數(shù)據(jù)中心互連拓撲演進的趨勢來看，目前大規(guī)模部署的拓撲機構(gòu)包括10G/40G、25G/100G兩種網(wǎng)絡架構(gòu)，幾乎所有互聯(lián)網(wǎng)廠商所使用的設備形態(tài)以及光模塊形態(tài)高度一致。而下一代網(wǎng)絡拓撲將存在200G和400G兩個較大的陣營，數(shù)據(jù)中心用戶將根據(jù)承載的業(yè)務特點，選擇不同的拓撲路線，不過都將基于50G PAM4 SerDes的交換芯片，光模塊封裝形式包括QSFP-DD和QSFP56。

具體到光模塊技術(shù)方案的發(fā)展方向，陳琤表示將朝著高速率、低功耗、高密度、低成本、標準化方向發(fā)展。而硅基光子技術(shù)，因其硅材料的特性以及CMOS工藝的先天優(yōu)勢，能夠很好的滿足上述五大發(fā)展方向，也就使得硅光成為最有前景的一種光互連技術(shù)方案。

硅光應用場景豐富，CPO下優(yōu)勢明顯

陳琤介紹，隨著數(shù)據(jù)的增長，硅光技術(shù)的應用場景也越來越豐富。100G時代，硅光可以應用于PSM4和CWDM4兩種產(chǎn)品形態(tài)；200G時代，可以應用于FR4；400G時代，可以應用于DR4、FR4/DR4+以及LR4/LR8，相干光等；800G時代，硅光基本可以應用于全系列的光模塊類型。

具體來看，25G NRZ SerDes時代的硅光產(chǎn)品，即100G的硅光模塊，作為硅光技術(shù)商業(yè)化的第一步，已經(jīng)實現(xiàn)批量發(fā)貨。不過，陳琤指出，100G時代，由于傳統(tǒng)的III-V族光模塊具有成熟的技術(shù)完整度以及完備的產(chǎn)業(yè)鏈，在成本和性能上仍保持著相當?shù)母偁幜Γ韫饽K更多的是作為一種補充方案。

而到了50G PAM4 SerDes，100G PAM4 SerDes以及后續(xù)的演進升級，也就是400G、800G時代，硅光技術(shù)將很有潛力成為低成本、低功耗的解決方案。據(jù)了解，近期眾多廠家發(fā)布了基于硅光的QSFP-DD產(chǎn)品，陳琤認為，相信在400G的產(chǎn)品中，硅光的部署比例會有進一步的提升。

陳琤表示，上述介紹的應用形式，無論是硅光，還是傳統(tǒng)的III-V族分立器件方案，基本屬于同一個賽道，遵守同樣的MSA，同樣的IEEE規(guī)范，同樣的接口標準，硅光的優(yōu)勢只是在于高度集成和材料工藝帶來的低成本。

硅光技術(shù)的另一條賽道在板載光子，即所謂的Co-Packaged Optics。硅光的先天優(yōu)勢在于，能夠?qū)⒏呙芏鹊墓韫釯O放置在離Switch芯片最近的位置，避免了電信號在PCB板上的長距離和不等距傳輸，并能夠降低信號傳輸衰減和系統(tǒng)的整體功耗。目前，陸續(xù)有廠商推出12.8T、25.6T的Co-Packaged方案的DEMO。

另外，在相干光應用場景下，由于相干光調(diào)制監(jiān)測系統(tǒng)的器件構(gòu)成更為復雜，這樣硅光的高度集成優(yōu)勢更加顯現(xiàn)。目前較為熱門的QSFP-DD ZR光模塊基本都是硅光方案，將來有機會取代波分傳輸?shù)碾妼釉O備，簡化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，降低成本。

硅光前景樂觀，仍需產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化整合

據(jù)陳琤介紹，經(jīng)過多年的發(fā)展，硅基光子技術(shù)已經(jīng)形成了較為完備的產(chǎn)業(yè)鏈，從設計流片到封裝測試到系統(tǒng)集成，眾多公司都在參與這一市場。截止目前，已經(jīng)有大規(guī)模部署的產(chǎn)品類型，包括100G PSM4和CWDM4以及相干光產(chǎn)品。

陳琤指出，從用戶的角度來看，可插拔光模塊作為標準化程度很高的產(chǎn)品形態(tài)，用戶關(guān)心的是可靠性和成本。400G及400G以下速率的光模塊，傳統(tǒng)的III-V族解決方案，憑借多年的技術(shù)沉淀，成熟的生態(tài)鏈，仍保持競爭力。

對于硅光方案而言，陳琤表示，其優(yōu)勢主要集中在集成度和相對廉價的CMOS工藝，尤其是在有高密度集成需求的應用場景，例如QSFP-DD ZR、Co-Packaged等，硅光將會有更廣闊的市場空間，不過仍要依賴產(chǎn)業(yè)界的進一步優(yōu)化和整合。

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