在今日舉辦的2023年中國光通信高質(zhì)量發(fā)展論壇系列“數據中心光互聯(lián)技術(shù)研討會(huì )”上，華中科技大學(xué)教授唐明從技術(shù)層面對數據中心相干光互聯(lián)進(jìn)行了探討。唐明介紹，400G時(shí)代，直調直檢憑借功耗和成本優(yōu)勢主導短距光互聯(lián)(<80km)，相干憑借性能優(yōu)勢主導中長(cháng)距光傳輸(≥80km)。但是，隨著(zhù)接口速率增長(cháng)，相干正在不斷向中短距傳輸下沉，距離的界限逐漸模糊。
如何打破這一界限?降低相干光模塊的功耗是主要方向。過(guò)去近10年，標準化、產(chǎn)業(yè)化推動(dòng)相干光模高速更迭，400G ZR相干已經(jīng)實(shí)現與IMDD同等封裝密度。預計1.6T DR4相干功耗將降至與IMDD相同。
唐明介紹，數據中心內部流量占到了全球IP流量超過(guò)70%，數據中心光模塊用量遠超傳統長(cháng)距與骨干網(wǎng)。事實(shí)上，過(guò)去幾年全球云公司資本開(kāi)支高速增長(cháng)，已經(jīng)追上了運營(yíng)商，對數據中心的投資是重要因素。
大用量呼喚低功耗與低成本。傳統數據中心光互聯(lián)所采用IMDD技術(shù)面臨嚴峻挑戰，相干技術(shù)得到業(yè)界重視，以催生數據中心在低功耗情形下的超高速率傳輸。唐明介紹，400G可插拔光模塊中，ASIC大約占據50%的功耗和1/3的尺寸;但在高端嵌入式光引擎中，ASIC可占據70%的功耗和50%的尺寸。此外，高性能激光器帶來(lái)了較高的成本。
這需要打造一個(gè)面向數據中心光互聯(lián)的極簡(jiǎn)的相干光網(wǎng)絡(luò )架構，實(shí)現成本、功耗、頻譜效率、可擴展性的平衡。唐明介紹了幾類(lèi)支撐這一架構的光器件：集成偏振追蹤功能的相干接收芯片，克服載波偏振衰落，實(shí)現無(wú)致冷低成本激光器單波600Gb/s 實(shí)時(shí)在線(xiàn)傳輸;雙向偏振調控，載波偏振鎖定+信號光偏振解復用，實(shí)現單波800 Gb/s低功耗低成本實(shí)時(shí)在線(xiàn)傳輸。此外還有穩頻光源，SOA等。
唐明總結面向數據中心光互聯(lián)的相干光通信架構，一定是基于光電融合芯片，具有光源、放大、調制、探測、偏振控制和信號處理等功能，光電互補，避免對先進(jìn)制程的依賴(lài)，降低功耗與算法復雜度。可以相信，隨著(zhù)數據中心邁向高算力時(shí)代，網(wǎng)絡(luò )運力成為瓶頸，相干光通信將會(huì )得到越來(lái)越多的討論和應用探索。
