下一代数据中心光互连技术的思考阿里巴巴光网络架构师陆睿

1、下一代数据中心光互连技术的思考阿里巴巴光网络架构师 陆睿云计算、互联网、AI技术带来的数据中心的蓬勃发展，数据中心推动光互连技术快速发展开放的趋势不可阻挡服务器存储网卡网络交换机DC光互连DCI数据中心光互连的开放趋势光模块、AOC的规格制定光模块、AOC和系统设备的集成的挑战性能、稳定性和可靠性的挑战建设运维的挑战，责任界面的划分从实践中发现问题解决问题并总结经验阿里在光互连开放的经验分享DC网络演进Network fabric10G 25G 100G40G 100G 400GAOC光模块+光纤网络架构40G100G400G交换机连接40G100G400G服务器接入10G25G100G交换机

2、速率：40G 100G 400G 1T2020年400G大规模部署DC网络演进时间表板载方案也会是一个选择400G光模块封装封装CDFPCFP8OSFPQSFP-DDQSFP112电信号16x25G16x25G8x50G8x50G4x100G尺寸（mm）107.5x41.5x12.4102.0 x40.0 x9.5107.8x22.6x9.078.3x18.4x8.572.4x18.4x8.5功耗12W12W12W12W5W每RU端口数量1616323636每RU带宽6.4T6.4T12.8T14.4T14.4T从接入速率10G、25G到100G，面板端口密度和布局可保持不变，面板带宽密度增加

3、至2.5倍和10倍。阿里DC光互连方案路线10G/40G网络25G/100G网络100G/400G网络交换机-交换机40G eSR4，LR4QSFP+100G SR4，100G PSM4/CWDM4QSFP28400G SR4.2，DR4，FR4QSFP56-DD交换机-服务器10G AOCSFP+25G AOCSFP28100G AOCSFP56-DD规模部署时间2013年2017年2019-2020年L300m：40G LR4 lite或LR4单模方案10G接入：主要以AOC的方案为主，相比较DAC性能更好，运维界面清晰，集成难度低，受距离限制小，成本可接受DC 10G/40G时代方案L7

4、0m/100m：100G PSM4和CWDM4单模光模块成本较贵，平均长度500m以内PSM4更有优势25G接入： AOC目前的成本仍然较高，但是在快速下降中； DAC虽然其他方面不及AOC，但成本低廉，仍有应用空间DC 25G/100G时代方案更高的通道bit速率：更高的波特率、更高的调制编码NRZ，PAM4；25G，50G，100G下一代网络互连实现方法更多的光纤通道：2芯 4芯8芯16芯更多的波长通道：1 l 4 l 8 l 100G接入由于用量巨大且对成本敏感，所以光、铜的方案都有各自的应用场景。AOC负责较长的连接，铜缆负责很短的连接。100G接入解决方案Serdes电信号光信号类型

5、第一代25G4x25G4x25G100G SR4100G CR4第二代50G PAM42x50G2x50G100G SR2100G CR2第三代100G PAM41x100G1x100G100G SR100G CR400G解决方案根据光、电信号的速率发展分为4代，当光电信号速率不匹配时光模块内部需要Gearbox400G解决方案Serdes电信号多模单模光信号类型光信号类型第1代25G16x25G16x25GSR168x50GFR8，LR8第2代50G PAM48x50G8x50GSR8，SR4.28x50GFR8，LR8第3代50G PAM48x50G4x100GSR44x100GDR4，F

6、R4，LR4第4代100G PAM44x100G4x100GSR44x100GDR4，FR4，LR4阿里下一代100G接入方案下一代网络芯片serdes是50G PAM4光接入方案：100G SR2 AOC，解决最长25m30m的接入连接。优点： 距离长，受IDC限制少，性能更优。缺点： PAM4芯片和模块封装开发进度较慢，成本较高。铜接入方案：100G CR2 DAC，解决最长45m的接入连接。优点： 可复用25G DAC线材，开发快，成本低。缺点： 距离太短，比25G DAC多一倍线材，会更粗，不便于IDC布线，大批量部署的性能可能会是个风险。=70m/100m：400G SR4.2或者S

7、R8理由：虽然多模在越来越高的速率实现上变得困难，但是VCSEL成本优势太大，在50G PAM4的应用上还有可行性SR16虽然实现简单，但是需要用16芯多模光纤导致光纤成本非常巨大，不易被接受SR8和SR4.2虽然符合我们的要求，但是我们更倾向于SR4.2。但SR4.2对多模光纤的要求较高，以及SR4.2的标准化将会是不确定的因素。阿里下一代400G光互连方案（多模）70m/100mL500m：400G DR4理由：可复用100G PSM4的8芯单模光缆，光缆成本可接受更少的激光器意味着更低的成本和功耗不需要合波分波器件硅光技术带来的优势阿里下一代400G光互连方案（单模）400G光模块在技术上仍然可以支持可插拔选择QSFP-DD的理由保持与QSFP+/QSFP28一样的端口密度保持和QSFP+/QSFP28一样的运维习惯向下兼容QSFP+/QSFP28向上可平滑升级到400G QSFP112和800G QSFP112-DD，演进路线清晰400G光模块封装QSFP-DD阿里