8/19/2019,光纖在線訊：2019年8月15日，人民郵電報(bào)在07版技術(shù)專題中大幅刊登了采訪是德科技技術(shù)專家李凱的報(bào)道，以下為轉(zhuǎn)載全文：

400G技術(shù)是否成熟？400G何時(shí)才能在數(shù)據(jù)中心乃至5G網(wǎng)絡(luò)中規(guī)模商用？這是數(shù)據(jù)洪流沖擊下業(yè)界高度關(guān)注的問題。帶著這些疑問，《人民郵電》報(bào)記者日前采訪了數(shù)據(jù)中心資深技術(shù)專家——是德科技高級(jí)技術(shù)顧問李凱。他認(rèn)為，當(dāng)前數(shù)據(jù)中心400G正步入從“樣品”到“商用”的關(guān)鍵時(shí)刻，如果業(yè)界能夠解決400G產(chǎn)品的功耗、穩(wěn)定性、互通性等問題，那么400G規(guī)模商用的技術(shù)條件就已經(jīng)具備。



從“樣品”走向“商用”
   “400G的應(yīng)用前景十分廣闊，其將先在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商用�！崩顒P表示，隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能以及5G的興起，400G的發(fā)展持續(xù)向好。具體而言，400G的應(yīng)用有兩個(gè)領(lǐng)域，一是數(shù)據(jù)中心，二是5G網(wǎng)絡(luò)。隨著全球數(shù)據(jù)流量與日俱增，迫于市場(chǎng)需要，數(shù)據(jù)中心在可靠性及工作溫度范圍方面的要求比電信網(wǎng)絡(luò)寬松，因而400G將最先在數(shù)據(jù)中心得到規(guī)模應(yīng)用。未來，隨著5G規(guī)模建設(shè)的展開以及各類應(yīng)用的落地，400G也將在5G核心網(wǎng)上得到應(yīng)用。
    當(dāng)前，包括國外大型數(shù)據(jù)中心企業(yè)、國內(nèi)電信運(yùn)營商以及以BAT為代表的國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)巨頭，都在持續(xù)推進(jìn)數(shù)據(jù)中心寬帶的升級(jí)�！�400G技術(shù)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用，主要是交換機(jī)之間的互聯(lián)，就是‘匯聚’�！痹诶顒P看來，目前數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，服務(wù)器到交換機(jī)之間使用的是25G的技術(shù)，交換機(jī)到交換機(jī)之間是100G技術(shù)，未來將面向下一代演進(jìn)，即服務(wù)器和交換機(jī)之間的互聯(lián)將走向100G，而交換機(jī)到交換機(jī)之間的互聯(lián)將發(fā)展到400G。
    正是因?yàn)?00G代表著趨勢(shì)和方向，因而谷歌等國外互聯(lián)網(wǎng)巨頭已經(jīng)開始小規(guī)模應(yīng)用400G技術(shù)，國內(nèi)的大型互聯(lián)網(wǎng)公司也已經(jīng)開展了400G試驗(yàn)。而從供應(yīng)商的角度上看，目前主流的供應(yīng)商都已經(jīng)具備了400G樣品的提供能力，甚至有部分廠商擁有了小規(guī)模量產(chǎn)能力。業(yè)界普遍認(rèn)為，2020年前后，400G將在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)小規(guī)模商用。
    “今年是400G產(chǎn)品從‘樣品’到‘商用’的關(guān)鍵一年。”基于對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的深刻理解以及在測(cè)試領(lǐng)域積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，李凱認(rèn)為，面向400G規(guī)模商用，整個(gè)產(chǎn)業(yè)界接下來要解決的關(guān)鍵問題是，如何實(shí)現(xiàn)不同廠商、不同產(chǎn)品之間的互通，提升穩(wěn)定性、降低功耗和成本，這樣才能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，較好地支撐規(guī)模商用。
    值得一提的是，400G在數(shù)據(jù)中心的成熟商用，也將為后續(xù)5G的規(guī)模發(fā)展提供支撐。李凱透露，目前一些面向5G應(yīng)用場(chǎng)景的光模塊測(cè)試工作已經(jīng)展開。5G發(fā)展初期主要是解決網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題，目前主要部署的是25G、50G以及100G的前傳和中傳光模塊，后續(xù)400G光模塊將有望應(yīng)用于5G回傳及核心網(wǎng)。

關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
    數(shù)據(jù)中心400G技術(shù)主要涉及交換機(jī)、光模塊以及綜合布線方面。李凱對(duì)于目前這幾個(gè)領(lǐng)域400G技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了解讀。 
    “400G交換機(jī)產(chǎn)品的核心是芯片，目前全球能夠做400G交換機(jī)芯片的廠商只有幾家。”李凱表示，從整個(gè)400G產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀上看，400G交換機(jī)的商用進(jìn)程比400G光模塊要晚半年到1年的時(shí)間�！叭ツ晟习肽�，業(yè)界很多光模塊廠商就已經(jīng)可以拿出400G樣品進(jìn)行測(cè)試。但是直到去年年底，才有交換機(jī)廠商能夠提供400G交換機(jī)的樣品參與測(cè)試�！痹诶顒P看來，這一情況頗為正常，因?yàn)榻粨Q機(jī)芯片本身的研發(fā)難度就比較高，對(duì)于功耗、集成度有很高的要求，同時(shí)也需要成熟的軟件支持。
    針對(duì)400G光模塊的發(fā)展現(xiàn)狀，李凱表示，去年8月份，國內(nèi)數(shù)據(jù)中心權(quán)威組織——開放數(shù)據(jù)中心委員會(huì)（ODCC）牽頭開展了400G光模塊的互通性測(cè)試，今年很多互聯(lián)網(wǎng)廠商也在進(jìn)行相關(guān)測(cè)試。現(xiàn)階段，同廠商的光模塊產(chǎn)品之間的互通性沒有問題，但是不同廠商的光模塊產(chǎn)品之間的互通性仍存在一些問題。
   “預(yù)計(jì)今年年底或者明年上半年，400G光模塊的互通性問題有望得到基本解決�！痹诶顒P看來，現(xiàn)階段400G光模塊存在互通性問題，一方面是因?yàn)?00G處于發(fā)展初期，光模塊廠商發(fā)送和接收之間的參數(shù)配合不一致，需要進(jìn)行適配。后續(xù)在推進(jìn)400G規(guī)模商用這個(gè)共同目標(biāo)下，各大廠商將會(huì)積極開展相關(guān)測(cè)試，進(jìn)行適配和調(diào)整，互通性問題自然會(huì)得到解決。尤其是基于ODCC這樣的權(quán)威平臺(tái)，互通性測(cè)試的進(jìn)程將進(jìn)一步提速。同時(shí)，從技術(shù)上看，400G光模塊的信號(hào)速率比較高，并且采用全新的PAM4信號(hào)調(diào)制，對(duì)于芯片、電路、封裝等都提出了更高的要求，同時(shí)信號(hào)的串?dāng)_問題也需要優(yōu)化，這些都需要產(chǎn)業(yè)界不斷調(diào)試和修正。
    綜合布線是數(shù)據(jù)中心400G部署的另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。“數(shù)據(jù)中心400G的布線，需要根據(jù)不同場(chǎng)景、不同距離的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和部署�！崩顒P表示，目前在數(shù)據(jù)中心機(jī)柜之間的短距離互聯(lián)上，國外主要使用的是單模光纖，而國內(nèi)使用更多的是多模光纖。
“400G的光纖布線實(shí)際上至少分為兩個(gè)層級(jí)。一層是數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)部的短距離連接，比如TOR交換機(jī)到Leaf交換機(jī)之間幾百米內(nèi)的連接。短距離連接時(shí)的關(guān)鍵是使用盡可能簡(jiǎn)單的技術(shù)減少光模塊成本，在光纖方面有使用并行單模光纖的，也有使用多芯多模光纖的，需要根據(jù)場(chǎng)景確定。但是再往上走，比如數(shù)據(jù)中心跨樓宇和跨樓層的光纖布線，距離超過500米甚至達(dá)到兩公里以上的，長(zhǎng)距離連接時(shí)關(guān)鍵則是盡可能充分利用稀缺的光纖資源，所以主要是使用波分復(fù)用的光模塊加單模光纖�！�
    “數(shù)據(jù)中心400G的應(yīng)用，將拉動(dòng)OM4或者OM5光纖的需求�！痹诶顒P看來，目前數(shù)據(jù)中心100G應(yīng)用場(chǎng)景下，OM3的應(yīng)用比較普遍，隨著100G向400G演進(jìn)，OM4和OM5的應(yīng)用空間將會(huì)顯現(xiàn)。相比OM3、OM4和OM5 的傳輸距離進(jìn)一步提升，尤其是OM5性能會(huì)更優(yōu)，但是成本也較高。

硅光將驅(qū)動(dòng)“產(chǎn)業(yè)重構(gòu)”
    隨著數(shù)據(jù)中心400G規(guī)模部署漸行漸近，硅光芯片技術(shù)也在日漸成熟。“硅光本身并不是一個(gè)全新的技術(shù)，其提出至今已經(jīng)有十幾年的時(shí)間�！痹诶顒P看來，硅光是非常重要的發(fā)展趨勢(shì)，其不僅能夠應(yīng)用在光模塊市場(chǎng)，未來還有望在交換機(jī)芯片等領(lǐng)域得到應(yīng)用，有望驅(qū)動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)界的重構(gòu)。
   “傳統(tǒng)光模塊內(nèi)部使用大量分立器件進(jìn)行封裝，光器件的集成度已經(jīng)很難進(jìn)一步提高。因而業(yè)界開始探索利用硅光子技術(shù)，以充分利用硅器件在大規(guī)模集成方面的優(yōu)勢(shì)來簡(jiǎn)化光模塊的生產(chǎn)制造，在提升性能的同時(shí)降低成本。”李凱表示，硅光芯片的發(fā)展大致可以總結(jié)為兩個(gè)方向：一個(gè)是用硅來替代傳統(tǒng)光模塊中部分III-V族的器件（如探測(cè)器等）以及無源器件；另一個(gè)就是將非硅的器件（如激光器等）和硅器件更好地集成在一起。“如果硅光芯片技術(shù)足夠成熟，那么可以在大幅降低能耗的基礎(chǔ)上顯著降低成本�！� 
    “硅光技術(shù)的未來不僅僅只是應(yīng)用在光模塊領(lǐng)域。”李凱認(rèn)為，如果硅光技術(shù)只是單純應(yīng)用在光模塊領(lǐng)域，其不可能在業(yè)界引發(fā)如此廣泛的關(guān)注。硅光技術(shù)更大的顛覆意義在于：隨著摩爾定律減速帶來的功耗問題，以及電接口提速帶來的傳輸距離挑戰(zhàn)，其未來還將在交換機(jī)芯片等領(lǐng)域得到更多應(yīng)用。“如果說硅光模塊是下一代技術(shù)，那么應(yīng)用硅光技術(shù)的交換機(jī)或者以硅光替代電互聯(lián)，就是再下一代技術(shù)�！�
    事實(shí)上，目前包括思科等在內(nèi)的多家公司都已經(jīng)探索將硅光技術(shù)應(yīng)用在交換機(jī)芯片上，這意味著光收發(fā)器將被直接集成在交換機(jī)芯片中，芯片將可以直接連接光纖，芯片的功耗將大幅降低。
對(duì)于400G硅光模塊的成熟度問題，李凱認(rèn)為，目前業(yè)界已經(jīng)有廠商能夠拿出樣品進(jìn)行測(cè)試，而400G硅光模塊要真正走向規(guī)模商用，重點(diǎn)還是在于產(chǎn)品的穩(wěn)定性和良品率，只有擁有較高的良品率，才能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中具備優(yōu)勢(shì)，才能支撐規(guī)模商用。“2022年，400G硅光模塊的出貨量可能有望釋放。
    "值得一提的是，硅光技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用將顛覆光模塊的現(xiàn)有生產(chǎn)流程。李凱表示，傳統(tǒng)光模塊都是封裝好之后再測(cè)試，而如果采用硅光技術(shù)，在硅光晶圓階段就要集成光和電的器件，因而在晶圓階段就需要進(jìn)行測(cè)試�！斑@將給產(chǎn)業(yè)界帶來重構(gòu)，是德科技高度關(guān)注這一趨勢(shì)，目前也已經(jīng)推出了針對(duì)硅光晶圓的測(cè)試方案�！�

    “400G的規(guī)模應(yīng)用，對(duì)于業(yè)界而言是非常明確的目標(biāo)�！崩顒P對(duì)于400G的未來充滿了信心，他認(rèn)為，無論是云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的應(yīng)用，還是5G的規(guī)模商用，都將助推400G技術(shù)的落地。而作為專注于電子測(cè)試測(cè)量的高科技跨國公司，是德科技高度關(guān)注技術(shù)趨勢(shì)演進(jìn)，致力于提供面向400G的，包括光模塊、交換機(jī)以及芯片等在內(nèi)的全套測(cè)試方案。與此同時(shí)，是德科技還將目光望向了更遠(yuǎn)的未來，已經(jīng)展開了800G等技術(shù)的研究，致力于為產(chǎn)業(yè)界的預(yù)研提供測(cè)試方案支撐。

李凱個(gè)人簡(jiǎn)介: 
李凱是Keysight和原Agilent公司的應(yīng)用技術(shù)專家，在通信及測(cè)量行業(yè)有近20年從業(yè)經(jīng)驗(yàn)。他主要負(fù)責(zé)高速云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)接口和測(cè)試方向的應(yīng)用和研究，從事過多個(gè)數(shù)據(jù)通信和無線通信產(chǎn)品的項(xiàng)目開發(fā)。李凱為《高速數(shù)字接口原理與測(cè)試指南》和《現(xiàn)代示波器高級(jí)應(yīng)用》等專著作者，現(xiàn)為中國電子學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員、ODCC協(xié)會(huì)成員以及EDI CON技術(shù)咨詢委員會(huì)成員等。