對話阿里謝崇進：阿里100G量級不輸Facebook 2019年將大規(guī)模鋪設400G

  ICCSZ訊  11月7-8日，西安市人民政府主辦的為期兩天的“2017全球硬科技創(chuàng)新大會”于西安曲江國際會議中心成功舉辦!而8號當天作為本次硬科技大會分論壇之一的“2017西安國際光電子集成技術論壇”，以“光電子集成技術路線”、“推動光電子集成產業(yè)發(fā)展”等為主題，匯聚諸多光電子集成行業(yè)領袖企業(yè)和重量級人物，以及政商研各界人士出席，同時邀請了全球知名的硅光高層從光電子集成在光通信及其他領域的應用，硅基光電子技術的最新進展，硅基光電子技術在數據中心市場的應用，以及硅基光電子技術在應用當中面臨的問題和機遇與在場聽眾進行了探討交流。

  在本屆的“光電子集成技術論壇”上，來自阿里集團首席通信科學家謝崇進博士帶來了主題為《硅基光電子集成技術在數據中心的前景與挑戰(zhàn)》的演講。謝崇進在演講開始說道，很多人認為阿里只是一家電子商務公司，但其實阿里在全球范圍內有很多業(yè)務，比如物流和娛樂等，而這所有的業(yè)務運營都基于網絡基礎設施，同時阿里在全球除非洲之外的大多數地方都建立數據中心。謝崇進相信，隨著阿里巴巴業(yè)務在國內外市場的拓展，阿里數據中心建設將會越來越多。

  數據中心是什么樣的情況呢?謝崇進做了這樣一個比喻：“你可以認為它是一個很大、很大的計算機中心，但是它沒有足夠強大的計算能力，我們就有很多小的服務器組成一個超級計算機。而光在數據中心網絡中提供大容量的點對點的傳輸，光的接口就是來延伸I/O的帶寬和I/O的距離。”據了解，數據中心的各種光學技術包括服務器交換機、建筑物網絡互聯、地鐵直流互聯、長途網絡連接等，目前更多的在于數據中心內部互聯，服務器對服務器，這部分多是100米、200米的連接距離，最多可能達到2公里左右。而阿里數據中心所有的連接都采用光連接技術，相對數據中心距離比較短。

  光互聯的要求從1950年到2016年，服務器和交換機的計算能力每1.5年翻一番，其中交換機的I/O帶寬發(fā)展，從2000年之后到現在，交換機的容量要求基本上是每兩年容量翻一番。目前光互聯需求的主要挑戰(zhàn)是成本，光互聯成本成為網絡連接成本的重要組成部分，按照現在的情況看來，光學成本在持續(xù)增加。而對于如何提高數據中心速率，謝博士提到目前數據中心普遍采用的是四條鏈路，交換機用40G，服務器是10G(*4路);如果說像路由器或者是傳輸設備速率更高，4路做不到，可以做到10路，這個速度隨著速率增加的。

  400G部署對光電子集成的挑戰(zhàn)及其技術難題

  現階段，我國傳輸網絡迎來400G時代，隨著高速光網絡加速商用，400G商用進程加快。謝崇進用表格展示了光網絡部署的發(fā)展進程：40G的標準在2010年提出來，2013年開始鋪設;今年100G標準剛出來，馬上就要開始鋪設了，在隨后的記者專訪中，謝崇進透露阿里100G網絡部署的量是相當大的，與FACEBOOK的量級差不多，國內國外都有基礎設施的建設，但是大型的數據中心建設主要在國內。從部署的量上來說，主要在國內，但阿里應用在國內外的技術標準是同樣的，如國內國外類似的網絡和集群所需的100G技術標準是一樣的。

  關于在演講中提到下一代傳輸網絡是400G，面對“是否現在在實際網絡傳輸中已經產生了這種需求?”的疑問，謝崇進回應道：阿里已經開始著手400G的研發(fā)，其100G部署在國內是屬于較早的。當企業(yè)發(fā)展到一定程度，不能說等市場成熟了再去購買一種技術，這樣已經來不及滿足需求，所以阿里已經開始布局400G市場。據了解，阿里集團計劃于2019年大規(guī)模鋪設400G網絡，到那時400G的標準可能剛剛確定甚至還沒有完全確定，更新換代的速度是相當快，這個給整個行業(yè)帶來的挑戰(zhàn)非常非常大。

  在提到400G的部署對光電子集成的挑戰(zhàn)時，謝崇進認為目前400G部署過程中最大的挑戰(zhàn)就是成本：站在用戶角度看我們的需求，就像手機，今天手機的網絡速度是10年前的一百倍，但是用戶每個月所需要支付的費用差不多，這個需求便是希望速率提高，但是不增加成本，即“提速降費”。如果5年前光在數據中心占的網絡成本是5%或10%，今天光的成本可能占到50%。如果再過5年，如果我們的技術沒有突破，光連接的成本有可能會占到90%(當然這是一個相對成本)。當速率越高，成本越高不是一個可持續(xù)發(fā)展的路線，因為數據中心所有的連線都會用光來做。;第二挑戰(zhàn)是高密度：尺寸更小、提供的帶寬更大，交換機速率增加，通過光的能力把帶寬拉起來;第三挑戰(zhàn)是低能耗：對于我們來說不是電費賬單，而是散熱影響速率上不去。

  從標準上來看， 40G的時候規(guī)格比較少，到100G的時候，規(guī)格就越來越多，到400G，剛剛提出來就有各種各樣的標準。當然有的標準是IEEE和MSA，但IEEE的標準立定至少要三年，有些太慢，更多需要依靠MSA。40G的時候，還可以采用IEEE的SR、LR標準，盡管成本較高，但所占比例較低，還可以接受。到100G的情況就不一樣，距離受限了，IEEE的SR4和LR4，實在太貴。MSA的100G標準(CWDM4,PSM4,SWDM4)都在為100G降成本考慮。

  2019年就要規(guī)模鋪設400G網絡了，但物理空間有限，實現的方法有各種各樣，可以用更多的波長來做，增加光的信道，最理想的情況就是光電都采取PAM4，4×100G，這個是有相當挑戰(zhàn)的。400G的技術演進大概有四代，從光口和電口的速度來看，都是25G走向100G，相對于單模來說，多模的話成本比較高。400G應用可能從第三代開始，光的速度可以達到100G，電的速度可以達到50G。對于400G的理想狀況：首先是希望仍然是可插拔的;第二可以依然采用4路，不希望有更多的光路，IEEE規(guī)定的8路，基本上很難會用，用的話成本太高了。但現在的問題每家有不同的技術和標準，應用起來是相當的困難。

  阿里巴巴網絡光學路線圖

  據謝崇進介紹，2013年阿里巴巴開始鋪設40G網絡40G eSR4，2017年開始大規(guī)模鋪設100G的網絡，計劃是2019年開始鋪設400G網絡。業(yè)務需求已經要求我們達到400G，但技術仍然達不到。至于2019年以后的下一步網絡，到2023年是否是1.6T，這個目前很難定，如果速度增長了40倍，相當于每兩年數據翻一番。但是1T以上怎么走，可能要靠材料上的突破，相干技術可能走進數據中心。

  在面對面訪談中，對于“互聯網廠商和國內運營商在數據中心的建設上是一種什么樣的關系?”這一問題。謝崇進這樣回答：數據中心是我們自己建設，可供企業(yè)使用，阿里設計，Building可能屬于別人。以前國內很多公司都是租用運營商的機房，但是機房規(guī)模比較小，隨著發(fā)展，機房已經無法滿足需求，這種模式可能會慢慢地減少。阿里更傾向自己建設數據中心，可按照自己的要求設計，但是不是整個樓都自己建設這是另外一個事情。但是一般按照使用時間，根據自己的標準設計，相信這種模式在未來會越來越多。

  據了解，對于光模塊等光器件的采購，阿里集團是面向國內外所有的廠商采購，只要產品質量、供應能力等各方面能夠符合采購標準，同時阿里集團面向國外內廠商的集采標準是一致的。

謝崇進博士（左）與訊石（右二）

  總結

  謝崇進最后表示，數據中心是互聯網流量增長的主要驅動力，未來五年基本上仍然會保持在每一年番一翻;光互聯將無處不在;集成光子學是未來網絡連接的巨大的機遇，特別是對于更高速率要求、BoB和CoC之間的互相連接，同時更多的挑戰(zhàn)和突破在于其如何做到成本低、體積小，密度高、低功耗四個方面。