云數據中心基礎設施對寬帶的需求不斷增長,這加大了光模塊提供商的壓力,要求他們提供速度更快、規(guī)模更大、成本結構更低的連接解決方案。這為100G CWDM4 (4 x 25G) 模塊應用帶來了巨大的前景;同時,在通往400G (4 x 100G) 主流應用的道路上,加快了向100G單λ (PAM-4) 模塊的過渡。
目前,光網絡行業(yè)的技術供應商正在努力推動這一進程,充分利用互操作性插拔測試等機會確保能夠無縫兼容不斷發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng),包括組件、模塊和開關。這項測試反映了行業(yè)對更快速數據中心鏈接的迫切需求,也強調了為實現(xiàn)市場上各種各樣產品之間的一致性,行業(yè)需要極大的努力和極高的設計精度。
隨著100G技術的大規(guī)模部署以及主流400G部署普及的前景,云數據中心渴望利用所有機會來填補吞吐量差距,并跟上數據洪流的發(fā)展步伐。而200G (4 x 50G) 光模塊能夠直接滿足這一迫切需求。
模擬器優(yōu)勢
200G模塊擁有數個關鍵優(yōu)勢,其中最突出的是:它可以靈活地利用全模擬架構。較早前,我們曾在一篇博文評估200G模塊的優(yōu)點,重點介紹了用于高性能計算(HPC)應用的光模塊。盡管在某些程度上,實現(xiàn)全模擬光互連比實現(xiàn)主流數字信號處理器 (DSP) 解決方案的難度更大,但全模擬光互連的延時僅為DSP解決方案的千分之一,這是以最快速實現(xiàn)系統(tǒng)和網絡性能的關鍵優(yōu)勢。此外,DSP解決方案仍然對100G單λ和400G模塊設計具有重要意義,然而在今天,DSP不是200G模塊方案的必要選擇。
在沒有DSP的情況下,全模擬200G光模塊消耗的能量要低得多,而且發(fā)熱量也顯著減少。利用現(xiàn)有的光學組件,甚至可以把模塊級總功耗降低至22MW/GB以下。這意味著,在兩千米的應用中部署200G光模塊時,功耗可低至4W以下。相比之下,DSP模塊的時鐘輸入操作可能會高出2W-3W。這聽起來不是很多,但如果把數據中心的數千個光模塊的功耗代損耗加起來,最終的數字將十分驚人。在這種情況下,每個模塊節(jié)省2W到3W的功耗,對運營成本和冷卻效率的優(yōu)化極為有利。
低延時和低功耗也是200G模塊的重要特性,但并非唯一重要的性能指標??紤]到位錯誤傳輸到數據流產生的連鎖后果,信號完整性是另一個關鍵的性能標準。這會帶來相當大的挑戰(zhàn),因為數據吞吐率從100G增加到200G,甚至更高。
在沒有DSP的情況下,200G之所以能夠保持最佳信號完整性,很大程度上歸功于時鐘數據恢復 (CDR) 器件的持續(xù)改進以及背后的基礎信號調理技術。全模擬200G模塊中部署的最新一代模擬CDR證明了,它能夠實現(xiàn)極低的誤碼率 (BER) 以及比1E-8前置糾錯 (Pre-FEC) 更出色的性能,整體上與DSP 200G模塊相當。
高價值、大批量
如果成本結構無法達到主流商業(yè)解決方案的水準,上文提及的全模擬200G光模塊優(yōu)勢則毫無價值。不過,這里要重申,全模擬200G模塊架構優(yōu)于DSP200G模塊。
在器件層面,全模擬200G模塊的簡化設計減少了總體元件數量,避免了DSP開發(fā)和實施的開支。在更廣泛的市場層面,盡管100G技術已經發(fā)展成熟,元件集成已經十分完善,但200G端到端可互操作芯片組最近才投入市場。借鑒過去的經驗,短期內,200G模塊有望實現(xiàn)100G模塊幾年前進入市場時的成本結構。并且,隨著元件集成進一步標準化和大批量出貨不斷加快,200G模塊的發(fā)展也將遵循類似的成本下降曲線。時機成熟時,200G模塊的成本結構將會優(yōu)于當今100G模塊的成本結構。
作為介于100G和400G的中間選項,200G光連接解決方案擁有令人驚嘆的實力,能夠幫助云數據中心應對嚴峻挑戰(zhàn),以靈活可擴展的規(guī)模和成本實現(xiàn)更快的光鏈接。毫無疑問地,DSP也將在通往400G的道路上發(fā)揮關鍵作用,而在此之前,全模擬200G模塊架構照亮了通往100G以上、高速、低成本高效益的連接之路。
MACOM致力于引領云數據中心互連從100G向200G和400G前進。在ECOC 2018大會上,MACOM展示了完整的全模擬200G芯片組和TOSA/ROSA組件解決方案,為光模塊提供商提供無縫的元件互操作性,以降低設計的復雜性和成本。