OIF全面審視網(wǎng)絡互操作性

  ICC訊  光互聯(lián)網(wǎng)論壇（OIF）是推動光學互操作性的核心力量。它領導了多個項目，以促進各種光網(wǎng)絡和以太網(wǎng)服務配置的互操作性。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)架構團隊的技術專家及行業(yè)標準經(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)管著多個組件或獨立技術軌道，但關鍵是要從整體角度看待問題，以及我們如何共同應對當前行業(yè)的熱點問題。我們可以將每個問題單獨深入研究，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架構相關的能耗問題?！?

  他補充道：“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用的推動下，數(shù)據(jù)中心的角色在不斷演變。

  云服務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行的問題。OIF一直在開發(fā)400ZR和800ZR光學規(guī)范來應對這些問題。

  400ZR是基于單載波相干DP-16QAM調制、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?！彼硎荆琌IF專注于“ZR規(guī)范的互操作性本質”。

  相干的挑戰(zhàn)與機遇

  OIF的ZR工作是在相干光學的挑戰(zhàn)和機遇中進行的。

  相干光技術通常用于從100Gbps到1Tbps的超大帶寬應用。盡管相干光技術提供了多種優(yōu)勢，但一個關鍵挑戰(zhàn)是每個供應商都將其特有的技術融入其平臺中，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商的模塊，插入第二個供應商的模塊，且它能正常工作。在鏈路的另一端，可以讓第三個供應商與第二個供應商進行通信，所有這一切都能順利運作?！?

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

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

  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，重點關注數(shù)據(jù)中心互連（DCI）場景。為了補充1600ZR項目，它還引入了一個互操作的1600ZR+項目。

  決定制定ZR+標準是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強調，開發(fā)新的互操作標準需要路由、交換、光學以及測試等廣泛領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)中心更多地關注于如何布置和管理硬件設備的位置。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，這些需求來自于復雜的數(shù)據(jù)處理任務（如人工智能、機器學習等），這些任務需要大量的數(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)中心物理基礎設施（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載的物理基礎設施部署開始超出預期。

  早些時候，在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心應用空間中，供應商會在機架中使用兩個架頂交換機連接40臺服務器。當時，頂部交換機會被開啟，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，我們清空了機架，并且沒有那么多服務器在那里，”他說?！拔覀冇幸欢逊掌?，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構組成的網(wǎng)絡。”

  任務首先到達前端交換機，前端交換機會將這個任務傳遞給中央處理器（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，因此它會將任務分配給一組GPU。這些被分配了任務的GPU實際上是在一臺或多臺服務器上運行，以便高效地處理高需求的數(shù)據(jù)工作負載。

  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架里，而且GPU之間的距離越來越遠。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-光功率轉換，可以將電信號轉換為光信號進行傳輸，而無需額外的重定時器來恢復信號。此外，如果電光轉換與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如何努力提升下一代更高能效的電連接和光連接，因為在這樣的網(wǎng)絡結構中有太多的連接?！?

  可持續(xù)性在這個過程中至關重要。然而，即使不考慮可持續(xù)性因素，當云服務提供商和數(shù)據(jù)中心運營商尋求擴展時，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。但即使我們不關心這些，問題是當數(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領導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步，以響應面向未來的數(shù)據(jù)中心、AI/ML技術以及解耦系統(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的地點并不位于AI和云運營商的核心區(qū)域，但我們仍然能夠讓34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域的互操作性創(chuàng)新：相干光學（800ZR和400ZR及多跨度光學）、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)標準的關鍵。

  Tracy指出了在112G CEI演示中大家有著顯著的參與度?！拔覀兡陱鸵荒甑厍宄砻?12線性互操作性是可行的，今年我們再次展示了這一點?！彼€說，“我們也進行了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如何結合其光學和電氣的重點。

  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架構驅動。如果AI架構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設備（如交換機或路由器）的銅纜之間提供了一個標準協(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，并認為如果我有一個OSFP模塊，并將其插入交換機上的OSFP插槽中，它就會即插即用，但事實并非如此。”

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

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

  由于CMIS是OIF的關鍵優(yōu)先事項，該行業(yè)組織繼續(xù)改進其管理標準。

  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：“這些新標準不僅增強了模塊的功能，還簡化了集成過程，縮短了新技術上市的時間。”

  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展覽上領導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步，以響應面向未來的數(shù)據(jù)中心、AI/ML技術以及解耦系統(tǒng)的需要。

  演示突出了800ZR、400ZR及多跨度光學中的互操作性創(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