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400G光模块的选择与挑战

发布时间:2018-07-23 点击数:64
随着数据中心东西向的流量越来越大,从接入交换机到汇聚交换机的流量需求增大,阿里计划在400G时代的流量收敛比倾向于1:1,端口数计划倾向于采用32+8,将比以往(100G时代)光模块的需求量要大幅提升。 

当前数据中心光模块的封装形式主要为SFP,QSFP和CFP,SFP和QSFP均有着向下代产品的兼容通道,生命周期也一直在持续,而CFP不同代的封装完全不兼容,主要定位于电信传输,电信号的通道数较多。 

阿里巴巴目前的面板带宽密度,与40G相比,100G提升了2.5倍,400G的时候面板密度可以增加10倍,阿里巴巴目前在服务器到交换机主流采用的是AOC连接,AOC早期贵,但随着数量的增加,成本下降很快。DAC在特殊的情况下才会采用,因为DAC相对来说布线困难而且连接线太短,跨机柜的互联DAC就不是一个很好的选择。ACC最大的挑战是成本,因为是铜缆,很粗,长度也只能达10米。 

400G的光模块选择 
在当前众多400G光模块类型当中,阿里巴巴将采用多模+单模混合的方式进行部署,所以比较倾向于SFP-DD和QSFP-DD两种。 
SFP-DD是由阿里提出并推动建立的MSA标准,瞄准下一代网络的100G接入,SFP-DD保持着小型化的封装优势,同时补充了现有100G光模块2通道的空缺,可以向下兼容25G的线缆。在接入层,100G接入将采用2*50G的100G SFP-DD AOC为主,DAC/ACC的方案,主要解决一些特殊的场景,具体看与AOC的成本比较。在400G的接入也将主要采用QSFP-DD SR8/SR4.2 AOC为主。 

交换机与交换机的互联,阿里倾向于选择QSFP-DD保持了和QSFP+/QSFP28同样的端口密度和运维习惯,同时保持着系统向下代的兼容性。但QSFP-DD最大的挑战在于散热,期待光模块厂商在设计时可以更多地考虑这个因素。 
 
 
400G的光互联方案 
连接距离在100米以内的用量依然是最大的,阿里比较倾向的解决方案是400G SR4.2和400G SR8两种方案,但由于SR8采用多模光纤造成的成本也是个问题。未来期望推运业界开发SR4.2的模块。对于连接距离在100-500米之间,也是未来用量将大的场景,将考虑采用400G DR4的模块;而连接距离超过500米的方案将倾向于采用400G FR4。 
 

Tb级的光互联演进方向 
针对于400G之后的光互联方案演进路线,陆睿提出依然需要考虑如何提升更高的Baud率,如何提升通道数,多少个激光器是可以接受的等等。但on board板载光模块也将成为一种可能,on Board最大的优势在于不再受制封装大小,散热性好,但问题在于性能造成的问题更换起来成本、精力都是问题。同时还考虑更高的集成设计,把调制部分放到交换芯片上,来进一步提升性能和成本;最后也有考虑将服务器放入液体中采用浸没式液冷的方式。但无论哪种方式,有待于产业链各层的努力,让每一种方式都成为可能。
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