数据中心100G连接的发展驱动400G解决方案需求增长

网络中100G连接的广泛部署正在驱动400G解决方案需求增长，并为400G器件开发提供资金来源。那些已经成功开发出具有竞争力的100G光模块和组件的供应商，在扩充100G产能的同时，也在开发更低成本100G解决方案，并引入25G、50G、200G、400G和600G产品。
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第一个100G以太网解决方案于2010年面世。从那时起，受到成本高昂的光模块和需求的限制，100G出货量增长缓慢。到2016年，QSFP28模块的推出显著降低了100G端口成本，超大型数据中心运营商朝云服务的迁移则带来了巨大需求。
因此，2017年被证明是100G以太网的“曲棍球*”一年，光模块厂商正努力满足市场需求。现阶段，光模块和器件供应商的重点是增加100G产能和降低成本，以此从这波需求中“套现”。其降低成本的方法包括创新的模块封装、硅光子学、较小尺寸模块如SFP-DD，以及减少通道数/波长数。
第一款应用于数据中心和企业的400G光模块是CFP8封装模式，并正在实现商用。下一代将采用QSFP-DD或OSFP。采用DP-QPSK相干接收器的100G已经广泛应用于数据中心互连、城域网和长途网。增强型DSP现在可以通过16QAM调制实现200G，而下一代可以通过64QAM调制支持400G和600G。这些发展对于满足数据中心之间的带宽需求至关重要。
Heavy Reading推出的新报告《从25/100G到400/600G：光模块和器件的竞争分析》全面分析了开发25G/100G/200G/400G/600G端口的光模块和器件厂商，并介绍了49家供应商的超过450款不同产品和产品组合，分析其主要特性和优势。
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Heavy Reading表示，目前，为100G数据中心和企业应用提供QSFP28模块和有源光缆的厂商近30家。许多厂商还推出了支持25G以太网到服务器的SFP28模块。一些厂商可以提供100G CFP、CFP2、CFP4和CXP模块。QSFP28中出货量最大的是应用于超大规模数据中心和其他应用的PSM4和CWDM4端口。厂商推出的第一款200G光模块采用QSFP56封装和PAM4编码，或QSFP-DD封装和两个100G端口。
数据中心互连、城域和长途系统使用集成到线路卡模块或可插拔CFP-DCO模块中的DSP。大多数领先的电信系统制造商都有自己的DSP设计。有几家公司使用集成在线卡上的DSP和只包含模拟和光学组件的可插拔CFP2-ACO模块。这是开发下一代400/600G DSP设计、200G CFP2-DCO模块和400G模块的供应商的重要创新领域。OIF正在制定80-120公里的400ZR接口标准，Ciena则授权三家光模块公司(Lumentum、NeoPhotonics和Oclaro)使用其400G 相干DSP芯片。
相干收发器DSP和Gearbox组件、PAM4 PHY和CDR组件、光驱动器/接收器阵列和分组光传输平台组件是构建这些光模块和线卡的关键。目前，最新一代器件是采用16nm CMOS技术，下一代DSP预计将采用7nm技术。PAM4 PHY和50G CDR可以实现双波长100G和四波长200G解决方案。下一代组件将支持单波长100G。
Heavy Reading表示，数据中心和其他应用市场对100G的需求非常强劲，随着模块成本的下降和产能逐渐提升到满足需求，2018年的100G光模块市场将竞争激烈。目前，200G和400G的第一个解决方案已经可用。该行业目前正在努力降低100G成本，开发更高密度400G，以及800G和1.6Tbit/s的解决方案。所有方法都在采用先进的编码和调制方式，尤其是应用于数据中心和企业的PAM4，以及应用于数据中心互连、城域和长途的16/64QAM。这些研发都需要供应商大量投资，这可能导致行业的进一步整合。
Heavy Reading该报告中覆盖的光模块提供商包括：Acacia、Amphenol、AOI、Champion ONE、Cisco、ColorChip、Effdon Networks、新易盛(Eopolink)、Finisar、FIT、FOC、海信宽带(Hisense)、旭创(InnoLight)、Inphi、Intel、Kaiam、Lumentum、Luxtera、Mellanox、Menara(现为IPG全资子公司)、Molex、NEC、NeoPhotonics、Oclaro、OE Solutions、Oplink、Optcore、ProLabs、Reflex、Smartoptics、Source Photonics、Sumitomo Electric、TE Connectivity和芯科通信(Sinovo Telecom)。
同时，该报告覆盖的Silicon供应商包括：Achronix Semiconductor、Broadcom、Credo Semiconductor、eTopus Technology、Flex Logix Technologies、Inphi、Integrated Device Technology、Intel、Macom、MaxLinear、Mellanox、Microsemi、MoSys、MultiPhy、NEL、Semtech和Xilinx。
*关于曲棍球棒效应(Hockey-stick Effect)：又称曲棍球杆现象或曲棍球棒效应，是指在某一个固定的周期(月、季或年)，前期销量很低，到期末销量会有一个突发性的增长，而且在连续的周期中，这种现象会周而复始，其需求曲线的形状类似于曲棍球棒，因此在供应链管理中被称为曲棍球杆(Hockey-stick)现象。