隨著5G時(shí)代的到來(lái)，全球出現(xiàn)了越來(lái)越多的超大型數(shù)據(jù)中心，需要部署大量的高速光模塊，400G技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。目前，三個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織（IEEE、ITU和OIF）都已經(jīng)發(fā)布了相關(guān)400G標(biāo)準(zhǔn)，部分頂級(jí)的光模塊供應(yīng)商皆已推出應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心的400G光模塊。

易飛揚(yáng)是平行數(shù)據(jù)中心技術(shù)的主要倡導(dǎo)者，在平行光互連技術(shù)領(lǐng)域投入和研究較深，本文就來(lái)探討400G平行數(shù)據(jù)中心光互連方案。

數(shù)據(jù)中心內(nèi)部光互連有服務(wù)器-ToR、ToR-Leaf、Leaf-Spine和Spine-DC，根據(jù)傳輸距離不同，400G目前有多種平行光互連產(chǎn)品，包括400G SR16/SR4/SR8/AOC/DR4和PSM8。由于400G SR16使用光纖芯數(shù)較多，大多數(shù)超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心用戶表示不會(huì)采用;400G SR4采用的100G PAM4 850nm技術(shù)不成熟，因此都不作討論。

400G?SR8

• 連接器：MPO24/MPO16
• 傳輸距離：70m@OM3/100m@OM4
• 光纖：多模光纖
• 封裝：QSFP-DD/OSFP
• 光口技術(shù)：8*50G PAM4 850nm
• 協(xié)議：IEEE 802.3cm

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)總體擁有成本包含了光模塊成本和布線成本。400G SR8雖然需要較多的光纖芯數(shù)，但是數(shù)據(jù)中心普遍采用模塊化設(shè)計(jì)，交換機(jī)互連距離一般在50米左右，因此布線成本比光模塊成本低很多。另外400G SR8生態(tài)系統(tǒng)最為完善，能夠供貨的光模塊廠商最多，支持的扇出應(yīng)用最多。因此對(duì)于新部署的數(shù)據(jù)中心，在100m的距離以內(nèi)SR8是400G交換機(jī)互連性價(jià)比最高的解決方案。

400G?AOC

• 傳輸距離：70m@OM3/100m@OM4
• 光纖：多模光纖
• 封裝：QSFP-DD/OSFP
• 光口技術(shù)：8*50G PAM4 850nm
• 協(xié)議：IEEE 802.3cd

AOC具有重量輕、距離遠(yuǎn)（相較于DAC）、抗電磁干擾（EMI）、容易理線等優(yōu)點(diǎn)。AOC采用多模光纖，理論上最大的傳輸距離150米，但是AOC由于兩邊帶模塊，不適于跨機(jī)柜布線，因此一般用于距離小于30米的互連場(chǎng)景。

400G?DR4

• 連接器：MPO12
• 傳輸距離：500m
• 光纖：?jiǎn)文９饫w
• 封裝：QSFP-DD/OSFP
• 光口技術(shù)：4*100G PAM4 1310nm
• 協(xié)議：IEEE 802.3bs/802.3cd

400G DR4光模塊采用較貴的EML激光器或者SiPh硅光技術(shù)，硅光技術(shù)能夠?qū)鹘y(tǒng)的光器件例如調(diào)制器、探測(cè)器等通過(guò)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)工藝刻蝕在硅基底上，使光模塊功耗、體積和封裝成本大幅降低。

400G PSM8

• 連接器：MPO24
• 傳輸距離：2km
• 光纖：?jiǎn)文９饫w
• 封裝：QSFP-DD/OSFP
• 光口技術(shù)：8*50G PAM4 1310nm

400G PSM8光模塊是易飛揚(yáng)獨(dú)有的400G平行光模塊，基于獨(dú)特的平行光學(xué)設(shè)計(jì)，模塊內(nèi)部采用單PCB設(shè)計(jì)，少了附板的工藝制作難度，工藝制作簡(jiǎn)單，易于量產(chǎn)、工藝可靠、熱設(shè)計(jì)可控、性能和功耗俱佳，可實(shí)現(xiàn)2km以內(nèi)數(shù)據(jù)中心光互連，相信屬于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。

總結(jié)

綜上所述，基于不同的傳輸距離與場(chǎng)景，400G平行數(shù)據(jù)中心光互連有以下選擇：

• 不超過(guò)30米的ToR交換機(jī)到服務(wù)器互連場(chǎng)景，可以使用400G AOC
• 不超過(guò)100米的ToR-Leaf交換機(jī)互連場(chǎng)景，宜使用400G SR8光模塊，布線采用MPO/MTP16 多模光纖
• 不超過(guò)500米的Leaf-Spine交換機(jī)互連場(chǎng)景，可使用400G DR4光模塊，布線采用MPO/MTP12單模光纖
• 不超過(guò)2km的Spine-DC交換機(jī)互連場(chǎng)景，可使用400GPSM8光模塊，布線采用MPO/MTP24?單模光纖

以上400G平行光互連產(chǎn)品，易飛揚(yáng)均可提供。其中400G DR4將在2021年推出，模塊將選用QSFP-DD封裝并且基于硅光技術(shù)。