對話阿里謝崇進(jìn)：阿里100G量級不輸Facebook 2019年將大規(guī)模鋪設(shè)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(dāng)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(shù)論壇”，以“光電子集成技術(shù)路線”、“推動光電子集成產(chǎn)業(yè)發(fā)展”等為主題，匯聚諸多光電子集成行業(yè)領(lǐng)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(lǐng)域的應(yīng)用，硅基光電子技術(shù)的最新進(jìn)展，硅基光電子技術(shù)在數(shù)據(jù)中心市場的應(yīng)用，以及硅基光電子技術(shù)在應(yīng)用當(dāng)中面臨的問題和機遇與在場聽眾進(jìn)行了探討交流。

  在本屆的“光電子集成技術(shù)論壇”上，來自阿里集團(tuán)首席通信科學(xué)家謝崇進(jìn)博士帶來了主題為《硅基光電子集成技術(shù)在數(shù)據(jù)中心的前景與挑戰(zhàn)》的演講。謝崇進(jìn)在演講開始說道，很多人認(rèn)為阿里只是一家電子商務(wù)公司，但其實阿里在全球范圍內(nèi)有很多業(yè)務(wù)，比如物流和娛樂等，而這所有的業(yè)務(wù)運營都基于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，同時阿里在全球除非洲之外的大多數(shù)地方都建立數(shù)據(jù)中心。謝崇進(jìn)相信，隨著阿里巴巴業(yè)務(wù)在國內(nèi)外市場的拓展，阿里數(shù)據(jù)中心建設(shè)將會越來越多。

  數(shù)據(jù)中心是什么樣的情況呢?謝崇進(jìn)做了這樣一個比喻：“你可以認(rèn)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(wù)器組成一個超級計算機。而光在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)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(jù)了解，數(shù)據(jù)中心的各種光學(xué)技術(shù)包括服務(wù)器交換機、建筑物網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、地鐵直流互聯(lián)、長途網(wǎng)絡(luò)連接等，目前更多的在于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互聯(lián)，服務(wù)器對服務(wù)器，這部分多是100米、200米的連接距離，最多可能達(dá)到2公里左右。而阿里數(shù)據(jù)中心所有的連接都采用光連接技術(shù)，相對數(shù)據(jù)中心距離比較短。

  光互聯(lián)的要求從1950年到2016年，服務(wù)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(xiàn)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(lián)需求的主要挑戰(zhàn)是成本，光互聯(lián)成本成為網(wǎng)絡(luò)連接成本的重要組成部分，按照現(xiàn)在的情況看來，光學(xué)成本在持續(xù)增加。而對于如何提高數(shù)據(jù)中心速率，謝博士提到目前數(shù)據(jù)中心普遍采用的是四條鏈路，交換機用40G，服務(wù)器是10G(*4路);如果說像路由器或者是傳輸設(shè)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(shù)難題

  現(xiàn)階段，我國傳輸網(wǎng)絡(luò)迎來400G時代，隨著高速光網(wǎng)絡(luò)加速商用，400G商用進(jìn)程加快。謝崇進(jìn)用表格展示了光網(wǎng)絡(luò)部署的發(fā)展進(jìn)程：40G的標(biāo)準(zhǔn)在2010年提出來，2013年開始鋪設(shè);今年100G標(biāo)準(zhǔn)剛出來，馬上就要開始鋪設(shè)了，在隨后的記者專訪中，謝崇進(jìn)透露阿里100G網(wǎng)絡(luò)部署的量是相當(dāng)大的，與FACEBOOK的量級差不多，國內(nèi)國外都有基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，但是大型的數(shù)據(jù)中心建設(shè)主要在國內(nèi)。從部署的量上來說，主要在國內(nèi)，但阿里應(yīng)用在國內(nèi)外的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是同樣的，如國內(nèi)國外類似的網(wǎng)絡(luò)和集群所需的100G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是一樣的。

  關(guān)于在演講中提到下一代傳輸網(wǎng)絡(luò)是400G，面對“是否現(xiàn)在在實際網(wǎng)絡(luò)傳輸中已經(jīng)產(chǎn)生了這種需求?”的疑問，謝崇進(jìn)回應(yīng)道：阿里已經(jīng)開始著手400G的研發(fā)，其100G部署在國內(nèi)是屬于較早的。當(dāng)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(shù)，這樣已經(jīng)來不及滿足需求，所以阿里已經(jīng)開始布局400G市場。據(jù)了解，阿里集團(tuán)計劃于2019年大規(guī)模鋪設(shè)400G網(wǎng)絡(luò)，到那時400G的標(biāo)準(zhǔn)可能剛剛確定甚至還沒有完全確定，更新?lián)Q代的速度是相當(dāng)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(jìn)認(rèn)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(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)中心占的網(wǎng)絡(luò)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(shù)沒有突破，光連接的成本有可能會占到90%(當(dāng)然這是一個相對成本)。當(dāng)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(shù)據(jù)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然有的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE和MSA，但I(xiàn)EEE的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)(CWDM4,PSM4,SWDM4)都在為100G降成本考慮。

  2019年就要規(guī)模鋪設(shè)400G網(wǎng)絡(luò)了，但物理空間有限，實現(xiàn)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(dāng)挑戰(zhàn)的。400G的技術(shù)演進(jìn)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(yīng)用可能從第三代開始，光的速度可以達(dá)到100G，電的速度可以達(dá)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(xiàn)在的問題每家有不同的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用起來是相當(dāng)?shù)睦щy。

  阿里巴巴網(wǎng)絡(luò)光學(xué)路線圖

  據(jù)謝崇進(jìn)介紹，2013年阿里巴巴開始鋪設(shè)40G網(wǎng)絡(luò)40G eSR4，2017年開始大規(guī)模鋪設(shè)100G的網(wǎng)絡(luò)，計劃是2019年開始鋪設(shè)400G網(wǎng)絡(luò)。業(yè)務(wù)需求已經(jīng)要求我們達(dá)到400G，但技術(shù)仍然達(dá)不到。至于2019年以后的下一步網(wǎng)絡(luò)，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(dāng)于每兩年數(shù)據(jù)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(shù)可能走進(jìn)數(shù)據(jù)中心。

  在面對面訪談中，對于“互聯(lián)網(wǎng)廠商和國內(nèi)運營商在數(shù)據(jù)中心的建設(shè)上是一種什么樣的關(guān)系?”這一問題。謝崇進(jìn)這樣回答：數(shù)據(jù)中心是我們自己建設(shè)，可供企業(yè)使用，阿里設(shè)計，Building可能屬于別人。以前國內(nèi)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(jīng)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(shè)數(shù)據(jù)中心，可按照自己的要求設(shè)計，但是不是整個樓都自己建設(shè)這是另外一個事情。但是一般按照使用時間，根據(jù)自己的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，相信這種模式在未來會越來越多。

  據(jù)了解，對于光模塊等光器件的采購，阿里集團(tuán)是面向國內(nèi)外所有的廠商采購，只要產(chǎn)品質(zhì)量、供應(yīng)能力等各方面能夠符合采購標(biāo)準(zhǔn)，同時阿里集團(tuán)面向國外內(nèi)廠商的集采標(biāo)準(zhǔn)是一致的。

謝崇進(jìn)博士（左）與訊石（右二）

  總結(jié)

  謝崇進(jìn)最后表示，數(shù)據(jù)中心是互聯(lián)網(wǎng)流量增長的主要驅(qū)動力，未來五年基本上仍然會保持在每一年番一翻;光互聯(lián)將無處不在;集成光子學(xué)是未來網(wǎng)絡(luò)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。