5月17日是世界电信日，写此短文聊以志慰！

关于数据中心的下一站，其实并没有答案,历史是人类选择的。基于100G PAM4平台的400G DR4/FR4在2018年就已经被多厂商展示，直到如今应该还没有得到商用。这不说明4*100G单波不会获得成功。由于DSP的进步和硅光子技术的引入，至少400G DR4成功在望。但是如果就此认为数据中心必须选择400G而跳过200G也是一个不客观的结论。表面上我们看到近乎同一个封装的400G模块是200G带宽的2倍，而主要元件都是雷同（当然雷同仅是主观认识），因此理所当然得出：采用400G相对200G获得接近一倍的性价比，所以400G应是首选。这个逻辑推理表面是正确的，但这里有两个提问：

1. 大批量采用200G可以获得的1比特成本下降率是快于400G的。原因是200G的平台非常成熟，相关成本的下降没有性能可靠性的干扰，而基于100G PAM4的400G则完全不同。400G DR4/FR4之所以历经几年不能得到商用的原因就在于400G的可靠应用需要全新的平台升级。
2. 即便是400G,我们到底是投入8*50G PAM4还是 4*100G PAM4也值得思考一下。当然我们知道能够用电芯片解决的问题，一定最终能获得最好的性价比。可这里隐含了一个错误的假设：就是用一模一样的信道利用率在揣测问题。最新的4*100G PAM4 DSP虽然降低了功耗，但是并没有改变其它纠错能力，所以如果系统的噪声很大，400G DR4/FR4就不一定能保证误码率。我们通过现在的MSA标准去判断模块性能是可以的，但应该不是决定因素。

我抛出这两个问题是想说，400G DR4是一定能成功的（无论是EML 技术还是采用新平台），成本不会很低。但是400G FR4就不尽然 ，主要原因是目前硅光平台还不能支持，或者说还需要时间，而采用EML技术一定会遭遇信号完整性等比较多的杂散噪声。

从行业标准的角度，易飞扬可以提供全线低功耗的200G产品，包括200G QSFP56 SR4/DR4/FR4/LR4/ER4/AOC等。如果从产品品类的角度评论200G不如400G成熟是完全错误的结论。但是在基本点上，我觉得4*100G已经途径这么久，总有成功之日，就看数据中心的真实需求和需求的迫切性。目前有一个问题必须考虑到，由于400G 产品是逐步成熟的，所以一路上还需要有200G伴舞，否则无法实现长距离传输。或者我们还需要在某些节点引入8*50G PAM4技术和产品，不管怎么样，我们目前期待的是一种混合的架构。

其它的一些问题，行业内外都已经充分认识过。比如硅光子对数据中心的影响,这一影响在3年后必然是颠覆性的。但将以怎么样的面目呈现也有技术的不同认识。主要的是，硅光子是一个短距离互连的洪流，因此趋势是不需要质疑的。由于任何新平台必须建立在历史光学和历史电学的综合设计基础上，希望一蹴而就也许过于理想化。硅光子这边国内领先企业大家都知道，易飞扬的下一波也会聚焦学习硅基光学。

400G对于业内很多前行者付出了很大的成本和代价，我们应该十分尊敬这样的探索和铺垫。现在我们看400G确实明朗很多,但就我理解的光器件产业，我们接触4*100G这样的互连系统原本是有些力不从心的，我们肯定还将遇到挫折，所幸挫折是先行者的荣耀。

就下一站而言，时间选定在什么时候，或者选择什么方式到达是重要的。我想，无论200G还是400G，也都不能说是我们的下一站。由于行业技术需要提前实用化和商用化，我们已被迫进入了一个模糊和谁说了也不算的历史时期。

板上光通信将呈现一个蔚蓝的前景。其理由是：板上光通信开放的结构空间。这是技术组织不断错上叠错的结果。事实就在于，可插拔光模块的小型化和低功耗最终导致自我颠覆，COBO或Co-Package最终将部分取代可插拔光模块占据数据中心主要应用市场。

50G PAM4是一项可信的技术，但是100G PAM4 DSP目前还不行

50G PAM4是一项可信的技术。100G PAM4 DSP目前还不行。人们期待一个完美的系统设计，最终让100G PAM4能得到广泛地应用。请注意：100G PAM4技术将不得不选择应用的领域。也就是说，技术不得不选用它适合的物理领域，这至少颠覆了我们关于技术普遍适用性的认知。其原因在于，100G PAM4技术对于随机噪声和信道的特定要求，不得不选择可信和有限的应用领域。现在我们说，100G PAM4可以搭配硅基光学应用于短距离互连，也可以采用优化的EML光器件适用于中长距离传输（2-10km）——这一结论目前还来自于我的技术猜思——我希望这一溯因思维的结论是正确的。我们把数据中心内的连接称为互连，我们把数据中心外的连接成为传输。

数据中心必然从200G跃进400G

数据中心必然从200G跃进400G。但是400G内部互连仅有硅基光学的可插拔技术有唯一被选胜的可能性。但是我们都清楚硅基400G DR4模块何其艰难。人们当然希望基于成熟EML技术的400G可插拔光子能迅速取代100G光模块进入应用。不，根本没有任何可能性！原因是非常复杂的，根本原因就是本文第一节控诉的：这是行业组织遗留的疑难杂症。技术的分解因素包括随机噪声、信号完整性、以及数据中心这种集装箱模式带来的热量和EMC等。下一代400G数据中心不得不考虑更复杂的技术干扰。这些技术因素既是宏观的，也是微观的领域。

长距离点对点传输采用100G PAM4是可行的

长距离点对点传输采用100G PAM4是可行的。虽然我没有数据证据，但我相信这是设计和应用的边缘舞蹈。系统设计者和模块设计者以及机房设计者都必须做出完美的产品。在下一代，那些对非线性技术积累不深的个人和公司都将不能从事开发工作。我写这一段仅表明100G单波10km应该是可以成功的，但是商业上是否便捷和成本上是否合算目前还不得而知。

新技术已经不可能适用于现在流行的主流架构和主要产品

新技术已经不可能适用于现在流行的主流架构和主要产品。任何新技术都有它自身繁衍的空间。数据中心和5G将在新技术应用上走向截然不同的空间。最好的情况将是，100G PAM4和Silicon结合成就出板上数据中心，也许，从400G开始，数据中心就可以直接进入板上时代。这没有什么不好。毕竟，越来越小之后必然是物极必反，从奇点走向敞开的空间。数据中心的未来正在于此。而对于光模块厂商，必然要融入数据中心的系统化设计，告别即插即用时代而听从新技术的召唤。对于在非线性光学领域有足够投入和掌握成熟技能的模块公司，板上数据中心是设计能力的绝佳证明。

成熟的数据中心会经历很长时间的200G应用

成熟的数据中心会经历很长时间的200G应用。依托400G的各种产品和架构设计目前其实缺乏启示和指南，因此它会耗费漫长的时间和巨大的成本。很显然，数据中心的行业局限和短促的历史，对新技术的研发和应用还缺乏沉淀，在经历对光器件的颠覆之后，按照当下的逻辑，数据中心应该有一段时间让位给5G继续引领光通信的发展。其实，只要数据中心继续200G布局，数据中心对于光通信的发展和贡献也不会输于5G，毕竟目前5G回传的最大速率仅为200G。

结论

我们的结论即是：数据中心需要静下心来，象其他任何行业一样完成学习曲线，然后图谋新的跳跃式发展。可插拔模块在局部应用因为板上光学会进入历史，但这不会妨碍我们对可插拔的持续研发和市场应用的信心。未来有能力的公司必须手持两把利剑：可插拔和板载。

凭借对数据中心市场由来已久的介入和观察，易飞扬提出专为部署下一代数据中心光互连的路径架构建议，即数据中心交换机从100G过渡演进到200G，然后再升级400G，平滑升级和技术过渡的路径符合技术和市场发展的规律。

在抵达400G网络之前，数据中心最好还是经历200G过渡期发展

在抵达400G网络之前，数据中心最好还是经历2代发展：一种是经济型的200G（8x 25G NRZ）SR8/PSM8的NRZ网络；另外一种是基于50G PAM4的400G PSM8/FR8 网络。其中200G （8x 25G NRZ）网络采用成熟的25G NRZ电芯片和光器件技术，相比100G网络具有两倍的带宽端口密度的优势，有效降低传输成本成为100G网络升级的完美选择。此外，25G NRZ光电芯片和光器件技术产业链成熟，相关的200G端口的交换机和200G光模块产品开发相对容易，可助力200G 网络产品快速实现商业化部署。

8通道50G PAM4的400G网络比4通道100G PAM4的网络更容易实现商业化部署

市面上不少公司采取基于硅光Silicon调制器、EML激光器和DSP纠错技术实现单波100G PAM4光模块或者基于4通道100G PAM4的400G光模块。我们认为目前发展 400G DR4/FR4的网络架构还为时过早，基于单波100G PAM4 DSP 的400G 产品可能脱离了香农极限。而基于50G PAM4的400G PSM8/FR8网络（8通道50G PAM4），则更容易能达到研发预期和完成商业化部署，和200G 网络一致采用8路25G线性度更好的光电芯片和相关光器件，不同之处在于通过PAM4调制技术来实现带宽翻倍，而且在数据中心网络升级连环中置于200G NRZ网络之后。

200G（8通道25G NRZ）的优势：低功耗、低延时、易部署

网络升级没有捷径可取，我们必须服从物理规律和按照市场发展的规律步步前行。易飞扬的技术发展路径就是优先发展200G网络数据中心光模块，其中200G（8通道25G NRZ）网络已经在得到北美客户的验证。历经充分的研发和设计，易飞扬现可以提供完整可靠的200G光互连解决方案（包括200G 4通道50G PAM4光模块），在向400G平滑过渡时，200G拥有自身关键优势，低功耗：利用现有的25G NRZ光学元件，功耗低至4瓦以下， 而基于PAM4 DSP CDR技术的光模块可能会高出2W到3W，在这种情况下，每个200G光模块节省2W至3W的功耗，对于优化数据中心的OPEX和冷却效率非常有利；低延时：在某些对延时有苛刻要求的特殊应用场景下，例如“高频交易”网络场景下拥有出色的表现。

200G（8 x 25G NRZ）光模块的设计大大降低了产品的复杂难度，并避免了高难度PAM4 DSP开发和实现的成本。在更广泛的市场层面，虽然100G技术已经成熟并且组件集成已经建立，以过去为对照，200G光模块预计在进入市场前几年，形成类似于100G模块的成本结构，遵循向下成本曲线，由于组件集成进一步标准化和自动化规模量产，预计200G光模块将实现与当今100G光模块相媲美的成本结构。通过光学器件封装技术的突破实现了端口密度增加，使得200G网络快速且经济地完成商业化部署！

100G数据中心正在趋向成熟，不管是从哪个角度，其中的技术都在趋于完美。100G数据中心已经可以承载大多数我们想要的事物，但是它最多是装载人类生活的记忆和精神粮食，我们确实看到了一些计算的存在，但类如这样的计算和上个时代的超算并无二异。如果我们不搞清楚数据中心应用的目标，我们就不可能设计一个技术和应用相互匹配的数据中心光互连技术从100G正在走向200G和400G，也许我们可以说，100G光互连也只是到2018年才达到稳健的性能。所以我们基本可以断言，在此之前建设的100G数据中心都是危楼或建立在沙地上的房子。我们必须意识到这个存在的风险。

当前数据中心架构存在成本问题

当下的大型数据中心基本沿袭了上个时代的100G CWDM4结构，并伴随AOC和DAC。我们今天有必要重新复述一个话题：建议是把数据中心切分为传输结构和互连结构两个部分，在传输层采用WDM有源架构，而在互连层坚定地采用平行的PSM结构（包括平行光和平行电）。我们确实看到类似FB的架构是十分简洁，但是高成本的。所以我们也有必要论证成本经济性和架构经济性之间的关系。我们所要做的必须找到一种原则的排序关系，从而指引我们在困难取舍中做出最佳抉择。

100G CWDM4成为爆品是付出高昂代价的。主要的原因是上个时代光芯片的稳定性和一致性欠佳。在上个时代，数据中心光互连处于毫无标准时期（好在，至少我认为，易飞扬在2018年8月份为该款产品设计的标准是符合预期和应用的）。现在业界都明白：可靠性、产品寿命和维护成本这些是彼此关联的。目前的结论基本支持CWDM4从技术实现上符合100G 数据中心主流的特征，比较节约光纤，从维护多个不同款式产品到维护一个等等。但是 从不同角度，这酷似简洁架构的结论也有问题：

光模块成本昂贵

在计算互连架构的时候我们倾向于不计算光纤的成本，因为计算这个成本处于本末倒置，引导我们的思维朝不能再土的方向。正如我们在构造大厦的时候，不会考虑要用多少涂料一样。光纤是为系统服务的，正如涂料是为大厦服务的，或者粮食是为人类三餐服务的一样。在互连的所有架构中引入WDM技术，需要支付至少2-3倍光模块的成本。

总成本不经济

我们之所以不倾向在互连架购中采用更多波分复用技术，是因为密集网络的信号分层最好是清晰的、可调度的。波分复用模块主要是通过AWG或者自由空间光学技术把光纤成本砍掉3/4，但是它带来高度的生产投入和工业界良品率问题。生产成本投入和良品筛选率牺牲了业界利润率。事实上我们了解到绝大多数互连的距离还是500米之内，所以节省的光纤成本也是有限的。

维护成本不经济

争议在于维护的经济性。维护的经济性在于产品的稳定性和网络可重构性。从产品稳定性角度，目前CWDM4的产品都在趋于成熟和可靠，但是和PSM类模块还是差别一个数量级。当然这个数量级数据中心可以不考虑。那接下来就是网络的可重构性。所谓重构就是在原来的地方推倒重来，是否还有剩下的东西。从人类绿色经济性的角度，如果要在本来的地方升级现有网络，则我们有必要接下去论证未来的网络架构到底应该是什么模样？然后我们回来检验这里的结论。

数据中心技术和架构的几种选择

二年前我写过《数据中心：平行还是波分复用》招致了一些批评。实践中数据中心也正在走向CWDM4覆盖PSM4的结构。正如人类走过的道路一样，正确的视野被错误的路线取代非常常见。一个从贫穷中长大的孩子肯定和出身富贵的孩子在世界观和金钱观上完全不同。2018年的OFC人们确实热炒了一把400G，但是它的确是不成熟的。按照2018年初对400G的理解，基本是跳过PAM4技术直接采用100G 单波DSP技术植入400G模块。也就是跳过200G直达一种超乎想象的400G，这个跳跃不是一代，而是两代。现在我们知道这种愿望显然是太过于乐观了。

从NRZ到PAM4再到DSP是一个渐进型跨越，还是一步可以到达终极目标的跨越？我们还是要回到是传输还是互连本身去讨论。我认为前两者是互连架构，而到DSP基本就是传输领域的事情。

DSP要处理的工作和PAM4调制有根本的区别。DSP是否能在客户侧模块走向成功仍旧是未知数，我基本难以理解如果不对链路光层做任何处理，如何能采用DSP去处理收回的信号畸变。当然正如我很多看法被时代的进步逐步校正一样，尝试争论、探索和试错正是人类技术和市场进步必经的领地。抛开对技术实现的不可预知，我们有4个分析架构，覆盖了200G和400G网络：

200G NRZ

采用8路平行信号。优点是成本很低，密度很高，缺点是：光纤数量带来的物理布线复杂性和一次性成本投入较高。

200G PAM4

在电域做调制技术革新的FR4技术 。优点是成本适中，密度很高，相对于NRZ架构去掉了大量光纤。缺点：如果有的话，和100G CWDM4雷同。

200G/400G混合

采用PAM4技术和8路NRZ复用的FR8技术。优点是成本均衡，密度极高，光纤数量极少。缺点：光学结构和模块性能的稳定性待察。

400G Silicon

借助Silicon技术平台可以实现理想的100G单波传输，且不需要采用DSP。优点显然是成本经济、密度适中、网络高速而简洁。缺点是Silicon光模块属于替代性技术，尚需要时间孕育。

小结

纯粹100G CWDM4架构的演进是200G FR4，再往下是无法演进的，必须重新布线或增加光纤资源。

100G PSM4网络架构的演进是200G DR4或者200G Silicon DR4，也可以持续演进为400G DR4。

8通道NRZ的200G网络提供了富裕的光纤资源，未来演进不是问题，将很可能浪费掉一半光纤资源。

我们目前没有关注一个流行的400G网络结构：400G DR4和400G FR4。基本上我们认定这个架构极其难以实现。这个架构是人们超越技术难度的美丽幻象。从实用角度也不一定是经济的。

我们理解人们（也包括我们自己）一直在找寻一种简洁，可重构以及成本经济的数据中心，但是人们的排序通常是：简洁、可重构、成本、技术可实现。这违背了事物规律。实现违背事物规律的结果就是额外的开支。人类的确没有什么做不到的，很多时候是不惜成本的任性。从专业的角度我们最好是：成本、技术、简洁和可重构。

成本

数据中心必定必须成本导向。人类只有围绕成本导向的经济是最合理且符合整体收益的。由于经济的出发点是成本和收益的关系。不计成本的产业结构扭曲了技术和简洁性以及世界秩序。

技术

技术是有其实现的时间进程的，不同期技术的使用和成本呈现对应的关系。成本决定了技术规模。而不是强行为一种技术去刻意降低成本。比如我们为太阳能和电动车强行推进技术规模，从而降低成本，让人类付出了极其高昂的代价。

成本

简洁性不能泛泛去看，或从表面去看那一种幼稚的简洁。简洁性是一种过程设计的结果，它不能成为一种初衷。我们说设计必须简洁是指：蕴藏所有能力和技术之后，找到一种简洁的表达。简洁是一种把复杂抽象后的艺术。表面的简洁可以理解为涂鸦或懒惰。

可重构

可重构是非常困难的。人类走过的技术路线表现，技术和网络都是不可重构的，这的确造成了大量浪费。可重构使命要求人类必须按照计划去做生产和投入。无节制浪费为本的市场经济本质是不可重构的。目前人类还无法做到技术的可重构，所以我们与其把计划做好，也不要去想如何重构！