200G光连接在通往400G之路上发挥着什么作用？

2018-12-19 10:22:10 来源: 互联网

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云数据中心基础设施对宽带的需求不断增长，这加大了光模块提供商的压力，要求他们提供速度更快、规模更大、成本结构更低的连接解决方案。这为100G CWDM4 (4 x 25G) 模块应用带来了巨大的前景；同时，在通往400G (4 x 100G) 主流应用的道路上，加快了向100G单λ (PAM-4) 模块的过渡。

目前，光网络行业的技术供应商正在努力推动这一进程，充分利用互操作性插拔测试等机会确保能够无缝兼容不断发展的生态系统，包括组件、模块和开关。这项测试反映了行业对更快速数据中心链接的迫切需求，也强调了为实现市场上各种各样产品之间的一致性，行业需要极大的努力和极高的设计精度。

随着100G技术的大规模部署以及主流400G部署普及的前景，云数据中心渴望利用所有机会来填补吞吐量差距，并跟上数据洪流的发展步伐。而200G (4 x 50G) 光模块能够直接满足这一迫切需求。

模拟器优势

200G模块拥有数个关键优势，其中最突出的是：它可以灵活地利用全模拟架构。较早前，我们曾在一篇博文评估200G模块的优点，重点介绍了用于高性能计算(HPC)应用的光模块。尽管在某些程度上，实现全模拟光互连比实现主流数字信号处理器 (DSP) 解决方案的难度更大，但全模拟光互连的延时仅为DSP解决方案的千分之一，这是以最快速实现系统和网络性能的关键优势。此外，DSP解决方案仍然对100G单λ和400G模块设计具有重要意义，然而在今天，DSP不是200G模块方案的必要选择。

在没有DSP的情况下，全模拟200G光模块消耗的能量要低得多，而且发热量也显著减少。利用现有的光学组件，甚至可以把模块级总功耗降低至22MW/GB以下。这意味着，在两千米的应用中部署200G光模块时，功耗可低至4W以下。相比之下，DSP模块的时钟输入操作可能会高出2W-3W。这听起来不是很多，但如果把数据中心的数千个光模块的功耗代损耗加起来，最终的数字将十分惊人。在这种情况下，每个模块节省2W到3W的功耗，对运营成本和冷却效率的优化极为有利。

低延时和低功耗也是200G模块的重要特性，但并非唯一重要的性能指标。考虑到位错误传输到数据流产生的连锁后果，信号完整性是另一个关键的性能标准。这会带来相当大的挑战，因为数据吞吐率从100G增加到200G，甚至更高。

在没有DSP的情况下，200G之所以能够保持最佳信号完整性，很大程度上归功于时钟数据恢复 (CDR) 器件的持续改进以及背后的基础信号调理技术。全模拟200G模块中部署的最新一代模拟CDR证明了，它能够实现极低的误码率 (BER) 以及比1E-8前置纠错 (Pre-FEC) 更出色的性能，整体上与DSP 200G模块相当。

高价值、大批量

如果成本结构无法达到主流商业解决方案的水准，上文提及的全模拟200G光模块优势则毫无价值。不过，这里要重申，全模拟200G模块架构优于DSP200G模块。

在器件层面，全模拟200G模块的简化设计减少了总体元件数量，避免了DSP开发和实施的开支。在更广泛的市场层面，尽管100G技术已经发展成熟，元件集成已经十分完善，但200G端到端可互操作芯片组最近才投入市场。借鉴过去的经验，短期内，200G模块有望实现100G模块几年前进入市场时的成本结构。并且，随着元件集成进一步标准化和大批量出货不断加快，200G模块的发展也将遵循类似的成本下降曲线。时机成熟时，200G模块的成本结构将会优于当今100G模块的成本结构。

作为介于100G和400G的中间选项，200G光连接解决方案拥有令人惊叹的实力，能够帮助云数据中心应对严峻挑战，以灵活可扩展的规模和成本实现更快的光链接。毫无疑问地，DSP也将在通往400G的道路上发挥关键作用，而在此之前，全模拟200G模块架构照亮了通往100G以上、高速、低成本高效益的连接之路。

MACOM致力于引领云数据中心互连从100G向200G和400G前进。在ECOC 2018大会上，MACOM展示了完整的全模拟200G芯片组和TOSA/ROSA组件解决方案，为光模块提供商提供无缝的元件互操作性，以降低设计的复杂性和成本。

欲了解更多有关MACOM光连接解决方案的信息，请访问https://www.macom.com/data-center

责任编辑：Sophie

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