OIF全面審視網(wǎng)絡(luò)互操作性

  ICC訊  光互聯(lián)網(wǎng)論壇（OIF）是推動光學(xué)互操作性的核心力量。它領(lǐng)導(dǎo)了多個項目，以促進(jìn)各種光網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)服務(wù)配置的互操作性。在2024年的ECOC貿(mào)易展上，OIF組織了一場互操作性演示，展現(xiàn)了34家成員公司之間的實時協(xié)作。

  OIF總裁、同時也是TE Connectivity系統(tǒng)架構(gòu)團(tuán)隊的技術(shù)專家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)理Nathan Tracy表示，該組織正在采取一種綜合的方法，考慮多個角度。

  他說：“雖然OIF監(jiān)管著多個組件或獨(dú)立技術(shù)軌道，但關(guān)鍵是要從整體角度看待問題，以及我們?nèi)绾喂餐瑧?yīng)對當(dāng)前行業(yè)的熱點(diǎn)問題。我們可以將每個問題單獨(dú)深入研究，但重要的是，這些成員正在解決數(shù)據(jù)中心互連（DCI）問題、下一代數(shù)據(jù)速率、功率、管理與效率問題，以及與AI架構(gòu)相關(guān)的能耗問題?！?

  他補(bǔ)充道：“退一步縱觀全局，并看到OIF在改變世界方面所產(chǎn)生的影響，這是非常重要的。”

  數(shù)據(jù)中心的一致性

  在一系列新的人工智能和基于云的應(yīng)用的推動下，數(shù)據(jù)中心的角色在不斷演變。

  云服務(wù)提供商必須解決如何將多個數(shù)據(jù)中心連接起來作為一個整體運(yùn)行的問題。OIF一直在開發(fā)400ZR和800ZR光學(xué)規(guī)范來應(yīng)對這些問題。

  400ZR是基于單載波相干DP-16QAM調(diào)制、低功耗DSP的可互操作的400Gbps接口，支持絕對（非差分）相位編碼/解碼以及級聯(lián)前向糾錯（C-FEC），后FEC誤差下限<1.0E-15。同樣地，800ZR是一個可互操作的800Gbps接口，基于單載波相干DP-16QAM調(diào)制，采用低功耗DSP，支持非差分相位編碼/解碼，并且具有后FEC誤差下限的OFEC。

  Tracy說：“我們正在做的ZR工作涉及到用足夠高的帶寬鏈接和速度連接數(shù)據(jù)中心。你不再局限于單個數(shù)據(jù)中心的規(guī)模，而是集體規(guī)模，因為DCI鏈接將它們連接在一起。”他表示，OIF專注于“ZR規(guī)范的互操作性本質(zhì)”。

  相干的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

  OIF的ZR工作是在相干光學(xué)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇中進(jìn)行的。

  相干光技術(shù)通常用于從100Gbps到1Tbps的超大帶寬應(yīng)用。盡管相干光技術(shù)提供了多種優(yōu)勢，但一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)是每個供應(yīng)商都將其特有的技術(shù)融入其平臺中，這使得互操作性變得困難。

  OIF已經(jīng)創(chuàng)建了互操作性，這有助于開發(fā)具有通用外形尺寸、可前面板插拔的相干光模塊。

  Tracy說：“我們可以拔掉第一個供應(yīng)商的模塊，插入第二個供應(yīng)商的模塊，且它能正常工作。在鏈路的另一端，可以讓第三個供應(yīng)商與第二個供應(yīng)商進(jìn)行通信，所有這一切都能順利運(yùn)作?！?

  但是該組織正在展望下一代技術(shù)。它最新的項目之一是今年早些時候啟動的1600ZR。

  擬議的1600ZR+標(biāo)準(zhǔn)旨在支持通過數(shù)百公里光纖傳輸1.6Tbps的數(shù)據(jù)。OIF的1600ZR項目是在之前標(biāo)準(zhǔn)化400G 400ZR和800G 800ZR相干可插拔光模塊的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。

  OIF的1600ZR項目專注于為多廠商互操作的1600 Gbps相干光接口開發(fā)一種功率優(yōu)化的解決方案，重點(diǎn)關(guān)注數(shù)據(jù)中心互連（DCI）場景。為了補(bǔ)充1600ZR項目，它還引入了一個互操作的1600ZR+項目。

  決定制定ZR+標(biāo)準(zhǔn)是OIF邁出的第一步。到目前為止，只有OpenZR+多源協(xié)議（MSA）和OpenROADM MSA開發(fā)了互操作的ZR+光模塊。

  Tracy說：“我們現(xiàn)在有了一個關(guān)于1600 ZR的工作項目。雖然1600ZR沒有成為我們ECOC演示的一部分，但我們繼續(xù)基于這種模式來支持這一行業(yè)需求?！?

  Tracy強(qiáng)調(diào)，開發(fā)新的互操作標(biāo)準(zhǔn)需要路由、交換、光學(xué)以及測試等廣泛領(lǐng)域的參與者共同努力。

  他說：“解決這些問題需要整個社區(qū)的努力。你必須有光學(xué)和傳輸方面的專家以及測試和測量方面的專家。我們聚集了這個廣泛的生態(tài)系統(tǒng)，他們都是OIF的成員。”

  AI/ML的影響

  過去的數(shù)據(jù)中心更多地關(guān)注于如何布置和管理硬件設(shè)備的位置。而現(xiàn)代的數(shù)據(jù)中心則面臨著更高的計算和數(shù)據(jù)處理需求，這些需求來自于復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理任務(wù)（如人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等），這些任務(wù)需要大量的數(shù)據(jù)傳輸和處理能力，從而對功率提出了更高的要求。

  Dell'Oro Group最近的一份報告顯示，在2024年第二季度，數(shù)據(jù)中心物理基礎(chǔ)設(shè)施（DCPI）收入增長在五個季度以來首次加速，因為支持加速計算工作負(fù)載的物理基礎(chǔ)設(shè)施部署開始超出預(yù)期。

  早些時候，在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心應(yīng)用空間中，供應(yīng)商會在機(jī)架中使用兩個架頂交換機(jī)連接40臺服務(wù)器。當(dāng)時，頂部交換機(jī)會被開啟，告訴人們電影何時開始播放或者一雙新鞋的價格是多少。

  Tracy表示現(xiàn)在的配置有所不同。“現(xiàn)在，我們清空了機(jī)架，并且沒有那么多服務(wù)器在那里，”他說?！拔覀冇幸欢逊?wù)器，但它們連接著一堆GPU，而所有這些加速器又互相連接，所以我們有了一個由多個結(jié)構(gòu)組成的網(wǎng)絡(luò)?！?

  任務(wù)首先到達(dá)前端交換機(jī)，前端交換機(jī)會將這個任務(wù)傳遞給中央處理器（CPU）。CPU評估后發(fā)現(xiàn)，要解決這個問題需要大量的圖形處理單元（GPUs）來提供額外的計算能力，因此它會將任務(wù)分配給一組GPU。這些被分配了任務(wù)的GPU實際上是在一臺或多臺服務(wù)器上運(yùn)行，以便高效地處理高需求的數(shù)據(jù)工作負(fù)載。

  Tracy說：“我們試圖讓GPU像一個巨大的計算單元那樣工作。這意味著我們需要在所有GPU之間建立低延遲的連接，但同時它也需要非常高的帶寬，這就引出了CEI 100和CEI 200G數(shù)據(jù)速率項目?！?

  解決功耗問題

  當(dāng)然，隨著數(shù)據(jù)中心需求的增加，如何減少能耗的問題也越來越受到關(guān)注。

  所有這些GPU都消耗大量電力，問題在于如果它們消耗如此多的電力，你能在機(jī)架中將它們放置得多近。

  Tracy說：“密度是有限的，因為我們不能將所有都放在一個機(jī)架里，而且GPU之間的距離越來越遠(yuǎn)。也許這些鏈路需要光連接，這樣我們在將這些連接從電連接轉(zhuǎn)換為光連接時增加了能耗?！?

  為了解決這個問題，OIF在ECOC上舉行了一次能效演示。該演示展示了如何通過銅纜連接和光纜連接來實現(xiàn)能效。

  在銅纜方面，這適用于本地連接，OIF提案展示了數(shù)據(jù)速率的提高以及純電鏈路傳輸距離變短的情況。OIF表示，通過增加額外的數(shù)字信號處理（DSP）能力和添加重定時器，可以延長傳輸距離，但這會以增加延遲和功耗為代價。

  對于光纜連接，通過增加電-光功率轉(zhuǎn)換，可以將電信號轉(zhuǎn)換為光信號進(jìn)行傳輸，而無需額外的重定時器來恢復(fù)信號。此外，如果電光轉(zhuǎn)換與ASIC共封裝，還可以節(jié)省額外的功耗和延遲。

  Tracy說：“我們的能效互連演示展示了我們?nèi)绾闻μ嵘乱淮吣苄У碾娺B接和光連接，因為在這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中有太多的連接。”

  可持續(xù)性在這個過程中至關(guān)重要。然而，即使不考慮可持續(xù)性因素，當(dāng)云服務(wù)提供商和數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商尋求擴(kuò)展時，獲取電力仍然是一個問題。

  Tracy說：“有很多綠色和可持續(xù)性的問題需要支持。但即使我們不關(guān)心這些，問題是當(dāng)數(shù)據(jù)中心的功耗增長軌跡不斷上升時，你如何繼續(xù)提供越來越多的電力。”

  ECOC的合作演示

  在2024年的ECOC展覽上，OIF領(lǐng)導(dǎo)了一場互操作性演示，展示了34家成員公司之間的實時協(xié)作。這次演示突出了性能、效率和容量方面的進(jìn)步，以響應(yīng)面向未來的數(shù)據(jù)中心、AI/ML技術(shù)以及解耦系統(tǒng)的需要。Tracy表示，參與ECOC現(xiàn)場演示的成員數(shù)量顯示了其工作的重要性。

  他說：“雖然ECOC的地點(diǎn)并不位于AI和云運(yùn)營商的核心區(qū)域，但我們?nèi)匀荒軌蜃?4家成員積極參與到這次演示中來，因為這個演示非常具有影響力?！?

  該演示展示了四個領(lǐng)域的互操作性創(chuàng)新：相干光學(xué)（800ZR和400ZR及多跨度光學(xué)）、能效接口（EEI）和共封裝、224G和112G通用電氣I/O（CEI）。它還包括OIF的通用管理接口規(guī)范（CMIS）——所有這些都是塑造未來十年行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵。

  Tracy指出了在112G CEI演示中大家有著顯著的參與度。“我們年復(fù)一年地清楚表明112線性互操作性是可行的，今年我們再次展示了這一點(diǎn)?！彼€說，“我們也進(jìn)行了CEI 224 Gigabit線性演示，此外還有CEI 224芯片到模塊以及LR和MR的演示。”

  該小組能夠進(jìn)行通過無源銅纜和有源銅纜傳輸1.6 Tbps數(shù)據(jù)的演示。

  Tracy說：“我們正在推動下一代云計算的發(fā)展，但我們需要提供更高的數(shù)據(jù)速率，并優(yōu)化功耗和延遲。這一點(diǎn)在CEI和EEI中得到了體現(xiàn)?！?

  EEI專注于能效，并探討了OIF如何結(jié)合其光學(xué)和電氣的重點(diǎn)。

  Tracy說：“我們必須考慮如何優(yōu)化功耗以減少電力消耗，并且如何獲得更高的密度和更低的延遲，這些都由AI架構(gòu)驅(qū)動。如果AI架構(gòu)不能支持更高的功率和更低的延遲，你就無法滿足需求，也無法解決AI所要解決的挑戰(zhàn)?！?

  呼吁通用管理

  速度和性能只是OIF推動的一部分。該組織繼續(xù)發(fā)展其網(wǎng)絡(luò)管理能力，特別是通用管理接口規(guī)范（CMIS）。

  CMIS為光模塊與插入主機(jī)設(shè)備（如交換機(jī)或路由器）的銅纜之間提供了一個標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

  Tracy說：“我們正在利用這些插件解決方案，創(chuàng)建模塊、電纜和設(shè)備之間的即插即用操作。一個沒有在這一行業(yè)成長起來的人可能不會意識到這一點(diǎn)，并認(rèn)為如果我有一個OSFP模塊，并將其插入交換機(jī)上的OSFP插槽中，它就會即插即用，但事實并非如此?！?

  Tracy補(bǔ)充說，在CMIS之前，許多光交換和器件供應(yīng)商都在開發(fā)自己的管理工具。

  他說：“CMIS提供了一個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，使得所有可插拔設(shè)備（如光模塊）及其所插入的設(shè)備（如交換機(jī)或路由器）都有一致的規(guī)范。現(xiàn)在，隨著插件變得更加強(qiáng)大和功能豐富，我們引入了主機(jī)設(shè)備查詢模塊的能力。模塊可以說明它可以執(zhí)行的所有功能，而主機(jī)或交換機(jī)會要求你以某種模式運(yùn)行?！?

  由于CMIS是OIF的關(guān)鍵優(yōu)先事項，該行業(yè)組織繼續(xù)改進(jìn)其管理標(biāo)準(zhǔn)。

  今年9月，OIF發(fā)布了最新的通用管理接口規(guī)范（CMIS）實施協(xié)議（IA）（版本5.3）、外部激光小型化因子（ELSFP）插件CMIS IA以及特定形式因素硬件管理（CMIS-FF）IA。

  OIF董事會成員、物理和鏈路層（PLL）工作組—管理聯(lián)合副主席Gary Nicholl（來自Cisco）在宣布新IA的新聞稿中表示：“這些新標(biāo)準(zhǔn)不僅增強(qiáng)了模塊的功能，還簡化了集成過程，縮短了新技術(shù)上市的時間。”

  OIF的2024年ECOC演示有34家成員參與

  OIF在德國法蘭克福舉行的2024年ECOC展覽上領(lǐng)導(dǎo)了一場互操作性演示，展示了34家成員公司之間的實時協(xié)作。此次活動展示了性能、效率和容量方面的進(jìn)步，以響應(yīng)面向未來的數(shù)據(jù)中心、AI/ML技術(shù)以及解耦系統(tǒng)的需要。

  演示突出了800ZR、400ZR及多跨度光學(xué)中的互操作性創(chuàng)新。

  參與的成員公司包括：Adtran, Alphawave Semi; Amphenol, Anritsu; AOI, Astera Labs; Cadence Design Systems, Inc.; CICT/Accelink（光迅）; Cisco; Coherent Corp.; EXFO; HG Genuine（華工正源）; Hisense（海信寬帶）; Infinera; Innolight（旭創(chuàng)）; Juniper Networks; Keysight Technologies; Messengers; Linktel Technologies（聯(lián)特科技）; Lumentum; MACOM Technology Solutions; Marvell; Molex; MultiLane; Nokia; O-Net Technologies（昂納）; Samtec; Semtech; Senko Advanced Components; Sumitomo Electric Industries; Synopsys; TE Connectivity; USConec 和 Wilder Technologies。

  原文鏈接：OIF takes a holistic look network interoperability | Lightwave |https://www.lightwaveonline.com/home/article/55234696/oif-takes-a-holistic-look-network-interoperability