數(shù)據(jù)中心800G收發(fā)器市場(chǎng)展望

　　隨著5G網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)介質(zhì)和計(jì)算能力等基礎(chǔ)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)據(jù)中心有望實(shí)現(xiàn)前所未有的吞吐量水平。大型企業(yè)，尤其是互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的企業(yè)，對(duì)高速率、大帶寬、低時(shí)延、低功耗的以太網(wǎng)的需求越來(lái)越大。

　　為應(yīng)對(duì)快速發(fā)展的需求，業(yè)界領(lǐng)先公司思科研發(fā)出首款800G數(shù)據(jù)中心交換機(jī)，經(jīng)過(guò)100%線速轉(zhuǎn)發(fā)和流量驗(yàn)證等一系列測(cè)試，結(jié)果表明該交換機(jī)對(duì)大容量交換芯片、高速接口和大容量互連解決方案具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。

　　根據(jù)著名研究公司Dell'Oro Group發(fā)布的以太網(wǎng)交換機(jī)數(shù)據(jù)中心五年預(yù)測(cè)報(bào)告顯示，2021年至2026年，全球數(shù)據(jù)中心以太網(wǎng)交換機(jī)市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將接近兩位數(shù)。未來(lái)五年，該領(lǐng)域的累計(jì)支出預(yù)計(jì)將達(dá)到近1000億美元。400Gbps及更高速度將占據(jù)一半的市場(chǎng)份額，到2025年800Gbps將超過(guò)400Gbps。這一容量上的突破將引領(lǐng)行業(yè)進(jìn)入數(shù)據(jù)中心800G收發(fā)器時(shí)代。

　　傳統(tǒng)光模塊

　　傳統(tǒng)的光模塊是封裝III-V族半導(dǎo)體芯片、電氣芯片、光器件等分立器件的器件。它本質(zhì)上是對(duì)光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制和接收，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。相比之下，硅光子技術(shù)利用激光束而不是電子信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。硅光子學(xué)將光學(xué)器件和電子元件集成到單個(gè)獨(dú)立的微芯片中，從而實(shí)現(xiàn)光信號(hào)處理和電信號(hào)處理的深度集成。這種轉(zhuǎn)變從傳統(tǒng)光模塊的“電互連”轉(zhuǎn)向真正的“光互連”。

　　硅光子收發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)

　　硅光子集成具有多種優(yōu)勢(shì)，包括高帶寬、低功耗和高集成密度。然而，最顯著的優(yōu)勢(shì)是其成本效益。在典型的光學(xué)模塊中，光學(xué)芯片的成本約占40%，激光器的成本約占20%。如果能夠降低占成本75%的激光器成本，則可以使光學(xué)模塊的整體成本降低15%。

　　隨著模塊中采用硅光子技術(shù)，由于芯片上調(diào)制器和無(wú)源光路的高度集成，芯片的成本也將大幅下降。隨著光模塊向400G和800G光模塊演進(jìn)，硅光子模塊的成本和技術(shù)優(yōu)勢(shì)會(huì)逐漸變得更加突出。

　　800GBASE-R標(biāo)準(zhǔn)

　　最新的800GBASE-R標(biāo)準(zhǔn)對(duì)現(xiàn)有 400GbE 邏輯框架進(jìn)行了修改，以便在 8 個(gè)物理通道(每個(gè)通道運(yùn)行速度為 106Gbps)上分發(fā)數(shù)據(jù)。這意味著，從技術(shù)上講，傳輸速率比800G收發(fā)器更快。該新標(biāo)準(zhǔn)的主要目標(biāo)是以最小的成本實(shí)現(xiàn)最大速度要求。與400G標(biāo)準(zhǔn)相比，800G標(biāo)準(zhǔn)包括兩個(gè)新的規(guī)范：媒體訪問(wèn)控制(MAC)和物理編碼子層(PCS)�；�于800G光模塊標(biāo)準(zhǔn)，目前市場(chǎng)上的光模塊主要有兩類：

　　800G-SR8：這是一款專為短距離 (SR) 應(yīng)用而設(shè)計(jì)的 8x100G 光模塊。它采用單模光纖解決方案，可實(shí)現(xiàn)60至100米的鏈路距離。

　　800G-FR4：該模塊屬于4x200G類型，需要新的前向糾錯(cuò)(FEC)機(jī)制。

　　25G-800G傳輸通道和速率的以太網(wǎng)模型圖

　　1.6T以太網(wǎng)

　　隨著數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的需求不斷增加以及用戶對(duì)速度的不斷追求，市場(chǎng)和技術(shù)不斷創(chuàng)新，很快就會(huì)有1.6T以太網(wǎng)數(shù)據(jù)速率的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　在1.6T以太網(wǎng)技術(shù)的研究中，從技術(shù)角度來(lái)看有幾點(diǎn)需要注意。

　　首先，在集成 PMA(MAC、PCS 和物理介質(zhì)附件)時(shí)確保最佳性能非常重要。其次，必須考慮與不同供應(yīng)商的子層的兼容性，以避免對(duì)互操作性產(chǎn)生任何影響。第三，1.6T以太網(wǎng)會(huì)有多種配置，選擇最適合大多數(shù)人需求的配置方案至關(guān)重要。

　　最初，1.6T設(shè)計(jì)將基于100G SerDes，要求PCS支持16通道。隨著200G SerDes標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)，PCS將需要支持PAM4或PAM6 SerDes。盡管1.6T以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)尚未最終確定，但管理大量數(shù)據(jù)和優(yōu)化連接顯然需要一些工程創(chuàng)造力。

　　以太網(wǎng)鏈路速率展望

　　總結(jié)

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)流量的激增和帶寬的快速增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心的能源消耗問(wèn)題變得更加突出。節(jié)能環(huán)保的數(shù)據(jù)中心必然成為趨勢(shì)，在高性能和低功耗之間取得平衡和突破將是一個(gè)挑戰(zhàn)。滿足綠色、低碳、高效、高速、高性價(jià)比數(shù)據(jù)中心的需求也將構(gòu)成挑戰(zhàn)。而且，隨著800G光模塊的廣泛采用和1.6T的發(fā)展，以及光模塊和交換機(jī)的技術(shù)迭代，如果用戶誤判過(guò)渡時(shí)間，可能會(huì)導(dǎo)致明顯的成本差異，給用戶帶來(lái)很大的困難。