会议报道 | Molex于让尘：单通道100G PAM4技术让数据中心及5G无线光网络更加高效

　　ICCSZ讯   （编辑：Aiur）在9月4日举办的讯石光纤通讯市场暨技术专题研讨会上，全球连接器领导者Molex公司Oplink业务发展副总裁兼光电解决方案总经理于让尘(Rang-Chen Yu)博士发表了《100G Lambda MSA and Data Center/5G Applications》演讲报告，于博士讲述了单通道100GPAM4技术的发展及多源协议会给数据中心以及5G网络创造积极解决方案。 [本文来自：www.ii77.com]

　　Molex公司在2014年收购光器件领导者Oplink公司，Oplink公司由此成为Molex公司的光解决方案部门主力Molex/Oplink在珠海设有研发和生产基地，在武汉设有大型研发中心，在..设有器件和硅光研发部门。于博士表示Molex跟中国电信运营商、数据中心运营商开展了广泛的技术交流与合作，是多个光模块多源协议(MSA)的主导者，包括100GLambda,QSFP-DDSFP-DD等，也参加了OSFP, COBO, OIF和NGOF等多源协议标准组织。Molex公司致力携手中国运营商和设备商来推动光解决方案的产业化。

Molex公司于让尘(Rang-Chen Yu)博士

　　如今互联网应用繁多，背后是运营商在管道上的大力铺设以及互联网公司在数据中心建设上的竞争，北美谷歌、亚马逊、微软和Facebook等都在建设数据中心上投入了大量的资金，中国的阿里巴巴、腾讯和百度等也在追赶。5G网络也将催生光器件模块和光解决方案的巨大需求。于博士认为，数据中心和5G在技术上会有共通点。数据中心对大带宽的要求很高，目前数据中心主流选择是100G，之后会向400G切换，数据中心内部链接一般在500m-2km，而数据中心互联(DCI)在60km-80km之间，并且DWDM技术会得到部署。5G方面，前传100G CPRI成本压力很大，而Nx25G eCPRI会很好的低成本优势，覆盖距离在2km-20km，回传对Nx50G和Nx100G都有很高的需求量，覆盖距离在20km-60km之间。于博士还提到DWDM技术在节省5G光纤资源方面是很好的技术补充。

　　众所周知，数据中心是当前光通信技术更新最快、产品周期最短的应用领域，是推动光器件和光模块发展的重要因素，于博士相信数据中心从100G向400G切换，会推动带宽发展滞后的其他领域，如接入网和城域网。

       据Lightcounting预测，数据中心100G需求在2018-2023年之间依然会保持高增长，而400G会从2019年开始出现预商用的计划，于博士认为对于光器件模块及解决方案厂商来说明年会是400G关键年份，2019年激进的数据中心运营商会率先部署400G，2020年后400G市场会有明显的上升。

       于博士还提到工业界对200G的共识是“400G切换期的过渡选择”。在火热的硅光领域，Molex公司于2011年通过收购业内硅光技术领先者Luxtera 40G 收发模块产品线及团队(注：Luxtera芯片部分继续存续，独立运行)，成为业内第一个家真正在数据中心40G时代硅光大规模商用的光器件公司。传统的分立器件方案，当前主流数据中心100G分为CWDM4和PSM4两种路线，通过实践对比，业内逐渐在选择CWDM4路线上达成一致，即采用4x25G波分方案来时实现100G链路。

　　400G的成本十分关键，Molex公司推动成立100G Lambda MSA旨在将100G PAM4作为技术..推动数据中心100G向400G的切换。于博士指出传统直接调制激光器成本往往具备最低成本，他认为能使用直调激光器(DML)解决的事情，用DML是最优选择，但业内向更高速率演进时发现了瓶颈，直调激光器在实现更高波特率时难度大，当前业内主流选择EML和硅光调制器完成单波100G PAM4。

　　于博士阐述了单波100G(单通道100G)来完成400G的优势，他认为八通道和四通道的对比，如果使用八通道就需要组装8套光器件，产品良率问题十分关键。即时单个通道的良率达到95%，八个通道复合后达到的完整良率会降到66%。“模块通道数量越多，对良率负面影响越大，这也是业内真正实现大规模商用化的产品从来没有超过四通道的原因，超过四通道其实是非常难做的”，于博士说道。

　　既然通道数量会影响良率，那提高单通道速率就成为业内的目标。再造2015年IEEE推动400G标准时，Molex公司思考采用单通道100G的四通道方案实现400G应用，方法是采用四电平调制，增加一倍比特率，再用50G波特率支持单波100G，DSP会成为该套方案的关键。于博士认为DSP会成为光通信的核心技术，无论是相干还是非相干，DSP都无法避免。他说：“未来的最佳解决方案必须是：一个数字处理器(DSP)+光器件，单纯在物理上推动光器件演进已经不堪负荷。而用不断发展的CMOS工艺制造DSP，并实现高波特率已经成为可能。在支撑光通信未来发展上，DSP将功不可没”，并期待国产光通信DSP早日出现。

　　100G Lambda MSA涵盖定义了单波100G和4x100G的400G方案，100G FR /LR和400G FR4/LR4，可以补充IEEE 802.3标准。于博士指出IEEE标准进度已经赶不上技术演进的需要，而DR8/LR8大规模部署也面临极大的成本压力，100G Lambda减少通道数量，相比4X25G方案降低了40%的成本，并提高封装密度。同时CMOS适应大规模量产可以摊薄成本以及避免方向复用

      目前，100G lambda发展成功吸引了38家全球领先的光器件公司共同参与，约占了光器件GDP的80%。于博士也指出最大的100G还是如何让产业链接受单通道100G，无论是500m、2km或10km都有单波长100G的用武之地，前提是要通过数据中心400G切换来推动发展，这对5G光模块低成本商用会带来很好的技术积累，一旦数据中心单通道100G得到商用，其他领域也将收益。

　　在数据中心架构中，400G光解决方案是采用400G DR4(并行)/FR4(粗波分)和LR4，不同数据中心运营商和互联网公司可能有不同的选择。

　　100G PAM4成为主流技术..后还可以扩展到DWDM，这个是Molex在业内主推的方案，希望把100G PAM4用在非相干的直接检测上。如果你有好的调制器，其实只要把相应的光源换成1550nm光源，就用可能做成DWDM应用，当然这里面还会需要高性能DSP，因为到了C波段，细波分对色散是一个很大的挑战，所以好的DSP对色散会有很好的改善，这是一件很有技术含量的事情。与相干技术相比，其带来的低成本、低功耗在接入、汇聚等对容量、距离要求不高的场景是一种合适的补充方案。

　　于博士还介绍了Molex公司100G PAM4 DWDM QSFP28演示，Molex在一套子系统上使用的100G PAM4DWDM QSFP28，其采用基于硅光的宽带MZ调制器，可以支持25G/50G/100GPAM4调制，专用DSP具有增强的色散容差水平。而Linebox侧可以集成了C波段复用器和光放大器，可以自动色散补偿调整并优化整体链路性能。

　　5G光解决方案，25G灰光会成为前传主流并进入预商用阶段，2019年将有一定的出货量，而多速率WDM方案(10G/25G/50G)也将成为是重要补充。5G高速率光解决方案的要求是高带宽、低时延、光纤效率、工作环境和传输距离。大带宽方面，每个天线+大规模MIMO的前端移动数据速率要高得多，具有200MHz的8x8 MIMO的CPRI需要100Gbps，CPRI功能拆分以减少总带宽(即eCPRI);时延要求是低于5ms;当光纤稀缺且统一管理时，WDM方案更合适;5G要求工作温度在-40℃-85℃之间。

　　最后，于博士对《100G Lambda和数据中心/5G网络应用》做了总结，他表示100G PAM4技术将在下一代光网络中成为主流。100G Lambda MSA正在成为行业规范，更多公司支持单通道100G，有助于经济实惠的100G/400G部署进下一代数据中心。还有100G PAM4在DWDM应用的拓展，在高带宽数据中心互联(DCI)和5G无线前传回传和汇聚会有应用价值，因为多速率25G/50G/100G PAM4技术将创造灵活高效的光网络解决方案。

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