C114訊 4月8日消息（水易）數據中心作為未來網絡的控制節點和內容載體，正在經歷著云化以及ICT融合帶來的巨大變革。而隨著數據中心的規模化發展，云計算數據中心網絡拓撲的持續升級演進，對數據中心光互連技術提出了更高的要求。

硅光技術以其材料特性以及CMOS工藝的先天優勢，能夠很好的滿足數據中心對更低成本、更高集成、更低功耗、更高互聯密度等要求，有望在數據中心互連市場大顯身手。

在日前舉行的“硅光集成與數據中心應用線上研討會”上，京東科技云事業部光網絡架構師陳琤發表“云計算數據中心用戶視角下的硅基光子技術”的主題演講，從使用者的角度闡述硅基光子技術在數據中心的應用前景。

硅光是最具前景的光互連技術方案

陳琤指出，隨著數據中心網絡的規模化發展，要求underlay的網絡做到高吞吐量、易擴展以及開放化。具體到高吞吐量，首先是服務器接入帶寬提升，然后是東西向流量的劇增，更多要求網絡設備的接口帶寬逐步提升。易擴展主要體現在隨著承載的業務靈活多變，要求網絡資源能夠做到平滑調度，以應對網絡的擴容和裁撤。

開放化的需求方面，由于現網環境下往往采用不同廠家的網絡設備，需要在兩個維度上做到開放化，首先是硬件與硬件的解耦，其次是開放控制軟件和硬件的解耦。陳琤指出表示，綜合來看，對數據中心內光互連技術也就提出了進一步的發展要求，首先是高速率，然后是標準化，最后是易運維。

從數據中心互連拓撲演進的趨勢來看，目前大規模部署的拓撲機構包括10G/40G、25G/100G兩種網絡架構，幾乎所有互聯網廠商所使用的設備形態以及光模塊形態高度一致。而下一代網絡拓撲將存在200G和400G兩個較大的陣營，數據中心用戶將根據承載的業務特點，選擇不同的拓撲路線，不過都將基于50G PAM4 SerDes的交換芯片，光模塊封裝形式包括QSFP-DD和QSFP56。

具體到光模塊技術方案的發展方向，陳琤表示將朝著高速率、低功耗、高密度、低成本、標準化方向發展。而硅基光子技術，因其硅材料的特性以及CMOS工藝的先天優勢，能夠很好的滿足上述五大發展方向，也就使得硅光成為最有前景的一種光互連技術方案。

硅光應用場景豐富，CPO下優勢明顯

陳琤介紹，隨著數據的增長，硅光技術的應用場景也越來越豐富。100G時代，硅光可以應用于PSM4和CWDM4兩種產品形態；200G時代，可以應用于FR4；400G時代，可以應用于DR4、FR4/DR4+以及LR4/LR8，相干光等；800G時代，硅光基本可以應用于全系列的光模塊類型。

具體來看，25G NRZ SerDes時代的硅光產品，即100G的硅光模塊，作為硅光技術商業化的第一步，已經實現批量發貨。不過，陳琤指出，100G時代，由于傳統的III-V族光模塊具有成熟的技術完整度以及完備的產業鏈，在成本和性能上仍保持著相當的競爭力，硅光模塊更多的是作為一種補充方案。

而到了50G PAM4 SerDes，100G PAM4 SerDes以及后續的演進升級，也就是400G、800G時代，硅光技術將很有潛力成為低成本、低功耗的解決方案。據了解，近期眾多廠家發布了基于硅光的QSFP-DD產品，陳琤認為，相信在400G的產品中，硅光的部署比例會有進一步的提升。

陳琤表示，上述介紹的應用形式，無論是硅光，還是傳統的III-V族分立器件方案，基本屬于同一個賽道，遵守同樣的MSA，同樣的IEEE規范，同樣的接口標準，硅光的優勢只是在于高度集成和材料工藝帶來的低成本。

硅光技術的另一條賽道在板載光子，即所謂的Co-Packaged Optics。硅光的先天優勢在于，能夠將高密度的硅光IO放置在離Switch芯片最近的位置，避免了電信號在PCB板上的長距離和不等距傳輸，并能夠降低信號傳輸衰減和系統的整體功耗。目前，陸續有廠商推出12.8T、25.6T的Co-Packaged方案的DEMO。

另外，在相干光應用場景下，由于相干光調制監測系統的器件構成更為復雜，這樣硅光的高度集成優勢更加顯現。目前較為熱門的QSFP-DD ZR光模塊基本都是硅光方案，將來有機會取代波分傳輸的電層設備，簡化網絡結構，降低成本。

硅光前景樂觀，仍需產業鏈優化整合

據陳琤介紹，經過多年的發展，硅基光子技術已經形成了較為完備的產業鏈，從設計流片到封裝測試到系統集成，眾多公司都在參與這一市場。截止目前，已經有大規模部署的產品類型，包括100G PSM4和CWDM4以及相干光產品。

陳琤指出，從用戶的角度來看，可插拔光模塊作為標準化程度很高的產品形態，用戶關心的是可靠性和成本。400G及400G以下速率的光模塊，傳統的III-V族解決方案，憑借多年的技術沉淀，成熟的生態鏈，仍保持競爭力。

對于硅光方案而言，陳琤表示，其優勢主要集中在集成度和相對廉價的CMOS工藝，尤其是在有高密度集成需求的應用場景，例如QSFP-DD ZR、Co-Packaged等，硅光將會有更廣闊的市場空間，不過仍要依賴產業界的進一步優化和整合。