有十几家公司将在近日于美国举行的年度光纤通信大会(OFC 2018)上展示400 Gbp以太网络光学模块的原型，预期在明年底会开始于数据中心以及电信业者网络上布署；在此同时，相关标准订定工作已经在为下一代技术铺路，以因应不断成长的需求。
新兴400G产品通常采用8个50G串行连结，以最新的PAM-4模块技术为基础；而就在上周，IEEE已经初步批准可着手进行100G串行连结标准之订定，催生未来的800G以太网络标准。在此同时，一个拥有约70家成员公司的产业组织COBO (On-Board Optics)，则是发布了第一个为嵌入路由器与交换器主板之模块打造的规格，旨在为400~800G产品减少散热与功耗问题，以做为迈向未来光电整合零组件的第一步。
以上所有的努力都面临了尽可能达成最高数据传输速率，同时得维持可接受之传输距离、功耗、发热与成本之间的折衷；随着光学链接如今被广泛应用于数据中心以及电信业者的中央机房，这些变得越来越重要。
今日的大型数据中心正准备从服务器机架内的10~25G以太网络、以及在机架之间布署100G以太网络的方案，过渡到下一阶段；微软(Microsoft)数据中心事业群连网专家、COBO主席Brad Booth表示：“下一阶段就是400G网络…人们期望能在2019年底或2020年初开始布署新方案，而看来现在已经有不少相关零组件问世──我们已经看到交换器芯片出现。”
COBO致力将光通信推入主板
产业组织COBO积极将光通信技术从插入路由器或交换器面板的模块抽出，直接将之嵌入路由器或交换器的主板，如此能支持更畅通的气流以及更大面积的散热片，以降低系统因为数据传输速率增加而上升的温度。会在今年OFC亮相的第一代400G模块预期功耗为12~14W，COBO定义了8与16路的版本，分别支持20与40W功耗；该组织将在接下来几周发表技术白皮书，详细介绍实作问题。
COBO预期，今年秋天将有第一批展示产品出现，而大多数的实作会以400G之后的下一个速率等级为目标；该组织将在短时间内展开800G之后的下一代标准工作。Booth预测：“最终光通信将移入交换器ASIC，因为串行/解串行器(serdes)已经消耗了30~40%的网络芯片功率。”
透过COBO，厂商能以光学模块配置系统，并在出货之前进行测试；今日的数据中心与电信业者则是自行采购光学模块并在现场安装。Booth指出，这是很大的改变，但曾任职于Intel的他认为，这就像是服务器是以多个PCI卡以及内存模块打造而成并出货给使用者那样：“网通领域仍比服务器领域落后五年。”
*COBO发布了第一个嵌入主板之400~800G模块规格
（来源：COBO）*
COBO的解决方案是众多基于多来源协议(multi-source agreements，MSA)标准之可插拔式光学模块选项之一；那些技术选项还包括Molex与Facebook支持的QSFP双倍密度(QSFP-DD)解决方案，以及Arista与Google的OSFP方案。
Booth表示：“有非常多的选择…而且值得庆幸的是，我们距离布署时程还有18~24个月，所以我们可以开始评估模块外观；人们或许可以先从散热最困难的选项开始。”
产业界着眼下一代800G光纤网络技术
期望从年度光纤通信大会(OFC 2018)了解客户需求的新创公司DustPhotonics首席执行官Ben Rubovitch表示，目前还有支持不同传输距离的400G光纤以太网络标准与专属解决方案正在开发阶段；该公司将于OFC展示400G模块原型，并将在短时间内开始提供样品，该方案支持100公尺传输距离。
DustPhotonics预期将支持不同的模块外观，以及在不久的将来提供能支持数公里传输距离的解决方案。Rubovitch表示：“我们现在看到大量客户已经在实验室开发出他们的400G系统…其中有些客户尝试在今年底出货；”曾在Intel、Mellanox任职工程师的他，将在今年的OFC让DustPhotonics正式亮相。
Rubovitch表示，400G光纤网络系统预计要到2019年才会开始布署，届时400G模块的出货量或许会达到50万个，并在一年之后成长到350万，其中采用铜线、多模(multimode)与单模(single mode)光纤的方案约各占三分之一。
藉由销售100G与200G模块的助力，DustPhotonics期望在明年6月达到损益两平；该公司开发100G与200G产品是为了证明其光学技术实力。这家新创公司于15个月前取得第一笔种子资金，并结束了第一轮(series A)募资、但未公布募资金额；参与第一轮募资的私人投资者，包括代表华登国际(Walden International)的陈立武(Lip-Bu Tan)。
*新创公司DustPhotonics表示将提供8款不同数据传输速率的100~400G光纤网络模块
（来源：DustPhotonics）*
微软(Microsoft)数据中心事业群连网专家、产业组织COBO主席Brad Booth表示：“他们(DustPhotonics)很积极，我会看看他们有什么…但他们不会是唯一的400G方案供应商；”他透露，微软已经开始征求400G模块的相关信息：“有很多人正进军400G领域，包括多家新创公司…有些公司错过了转向100G…在未来两年，这个领域的成长与收购时机已经成熟。”
COBO在短暂喘息之后，可能将把注意力转向800G或以上的技术；产业标准组织光学互连论坛(Optical Internetworking Forum，OIF)已经展开100G串行通信标准的订定工作，这可能会成为未来800G以太网络规格的基础，不过OIF的工作到目前为止都聚焦在短距离链路。
好消息是，100G线路预期会利用现有50G串行连结率先采用的PAM-4调变，而以太网络联盟(Ethernet Alliance，EA)预期将在短时间内为新兴50G产品建立一个互操作性项目；而包括Marvell与Xilinx等众多厂商的50G产品预计也会在OFC 2018展示。
从50G技术开始，产业界从较简单的NRZ调变转向采用PAM4；而如主导EA与众多IEEE以太网络计划的技术专家John D’Ambrosia所言：“还有很多未完成的工作，包括产品测试以及相关技术的主流化。”
D’Ambrosia表示，IEEE的100G串行连结标准订定工作仍在初步阶段，可能还需要3年时间才能完成规格；他指出，采用8线路会是800G光纤以太网络标准的最佳方案，不过有些方案可能会选择尝试16个50G线路。
“我觉得8个100G线路比较好，800G用到16线路实在有点吓到我；”他特别提到讯号完整性等议题：“随着我们速度更快，某些解决方案的速度会跟不上，因此我们得有某种程度的大跃进…有些人提出一致性的解决方案，我们得针对实际上需要达到多长距离提出大量问题。”
编译：Judith Cheng
本文授权编译自EE Times，版权所有，谢绝转载
关注最前沿的电子设计资讯，请关注“电子工程专辑微信公众号”。
