800G即将来临!

如今,数据中心光模块正在迅速过渡到200GE / 400GE速率。400G 是高速以太网客户端接口的最新标准。400G 最初称为 IEEE 802.3bs,于 2017 年 12 月获得正式认可。 400G 推动了全新可插拔光模块的快速发展和应用。这项新标准有时称为 400GE 或 400G 以太网,它包含前向纠错 (FEC) 功能,可改善性能和降低功耗。

目前,400GE可插拔光模块在数据中心的应用正在紧锣密鼓地进行。随着400GE光模块的大规模部署即将到来,以及网络带宽和性能需求的不断加快,数据中心互连将目光投向了800GE。

800G即将来临!

与200和400G以太网相比,800G以太网是一个全新的概念。然而,随着互联网流量的飞速增长,未来对于高带宽网络的需求也是迫在眉睫,特别是在超大规模数据中心和云计算中。

有业内人士表示,未来三到五年将决定我们是可以坚持现有的网络基础设施,还是必须进一步推进。目前已经有一些工作组正在致力于800G以太网硬件和协议规范的开发。

以太网技术联盟

IEEE组织还没开始研究800G以太网标准。但是,去年25千兆以太网联盟(现称为以太网技术联盟)发布了800G以太网800GBASE-R规范。该联盟的目标是通过利用已开发或正在开发的规范来增强以太网规范,使其以新的速度运行。并可以与其他行业组织和标准组织一起工作,以适应行业快速变化的需求来变革以太网。目前以太网联盟成员包括思科、Arista、博通、Dell、Google,Mellanox和微软等。

以太网技术联盟表示,800 GBASE-R规范引入了新的MAC和物理编码子层(PCS),它本质上重新利用了IEEE 802.3bs标准中的两组现有400GbE逻辑,并进行了一些修改。因此,它也可以看作是400G以太网的扩展版本。800GBASE-R规范基于400G以太网中引入的现有106.25G通道,但其目的是在PCS层将通道数量从4条增加到8条。随着PCS的重用,保留了标准RS(544、514)前向纠错,以便与现有物理层规范轻松兼容。

800G Pluggable MSA

800G Pluggable MSA工作组成立于2019年9月5日,旨在促进数据中心运营商与基础设施、设备、光模块,光/电芯片和连接器供应商之间的交流与协作。重点在数据中心网络互连场景,旨在确定最佳的互连体系结构,定义800G可插拔光模块的接口规格,构建生态系统并指导行业的健康发展。

2020年9月19日,800G Pluggable MSA工作组提出了他们的第一个800G规范,定义了针对数据中心应用的基于PAM-4调制技术的800Gbps以太网传输规范:

  • 800G-SR8:一种适用于短距离传输应用且具有成本效益的8x100G模块,在单模光纤上可以传输60-100米。
  • 800G-FR4:4 x 200G的光模块,需要支持新的FEC功能。

上述规范还解释了OSFP 32和QSFP112-DD将是即将推出的800G可插拔模块的理想形式。此外,800G Pluggable MSA工作组坚信可插拔形式将成为选择800G网络的数据中心运营商的首选接口。800G Pluggable MSA工作组发布的800G技术白皮书中详细介绍了800G的主要应用场景,包括基于数据中心下的SR 百米级左右场景的8x100G解决方案、FR约2km场景的4x200G解决方案,以及在DR 约500m场景下800G可能的解决方案。

QSFP-DD800 MSA

由英特尔、思科、瞻博网络、博通等技术巨头组成的MSA工作组也认为可插拔的光模块是数据中心互联的最合适选择。

去年,该工作组率先推出了第一个版本的800G QSFP双重密度可插拔光模块标准,定义了800G光模块的尺寸——QSFP-DD800。根据现有信息,QSFP-DD800将利用8 x 100G高速电接口与主机进行连接。此外,QSFP-DD800将完全兼容以前的QSFP和QSFP-DD模块,包括400G QSFP-DD、QSFP56、QSFP +和QSFP28,从而为运营商在部署800G网络期间提供巨大的运营和商业优势。

800G光模块的发展现状

目前,尽管我们已经有适用于800G以太网和光模块的规范。但是,不排除将来会对这些规范进行修订。这种情况不会影响数据中心互连的的高速发展。未来,预计超过800 Gbps的可插拔光模块将会遇到功率和密度问题。为了减少此类问题,将需要诸如共封装光器件(CPO)之类的替代技术。

由于结构复杂以及其他与优化相关的问题,800G可插拔光模块不会迅速生产并投入“客户侧”使用。根据800G MSA联盟的说法,第一批800G模块可能会在2021年进行测试。有报道称,Inphi正在开发新型7nm 800G PAM4数字信号处理器(DAP),据悉,这是用于OSFP或QSFP-DD800封装尺寸的首个8 x 100Gbps PAM4 DSP的800G光模块,可以认为是一个重要的里程碑,很可能会带来商用800G可插拔光模块的规模化生产。

不过,对于 “线路端 “的800G网络来说,800G光学器件对于知名品牌网络运营商来说并不陌生,而其主要功能已经在 “线卡 “(复杂的电子线路板,光通信厂商可以在线卡上开发自己的网络解决方案,与其他厂商的线卡没有兼容性和互操作性)上实现。

毫无疑问,互联网流量以及随后的带宽需求正在飞速增长,企业正在认真考虑800G光模块的实现,也在努力提高路由器和交换机的交换能力。目前已经有了基本的800G网络标准和硬件规格。可以预测,800G光模块的商用大约需要一两年的时间。

参考文献及图片来源:
800G is Coming!
800G Pluggable MSA PDF
800G Specification PDF
QSFP‐DD specification for 800G operation PDF


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kk_wu 发表于21-04-27
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