訪谷歌光纖林峯博士：TWDM-PON進入商用 期待與運營商合作

  ICCSZ訊 近日，在西安舉行的“2017西安國際光電子集成技術論壇”上，來自互聯(lián)網運營商Google Access的工程總監(jiān)Cedric F. Lam(林峯)帶來了《集成光學面對的機遇與挑戰(zhàn)》的主題演講，向大家全面解析了當前光纖接入網市場的情況，以及下一步的發(fā)展。同時介紹了集成光學在數(shù)據(jù)中心、電信市場的網絡傳輸建中面臨的機遇與挑戰(zhàn)。會議期間，對林峯進行了采訪與交流。

  (谷歌光纖聯(lián)合創(chuàng)始人 工程總監(jiān) Cedric Lam)

  TWDM PON已經商用 期待與運營商合作

  林峯介紹，谷歌光纖一直以推廣千兆速率的接入網絡為目的。谷歌光纖推廣千兆接入網一個很重要的原因是美國的接入網速度很慢。谷歌光纖一直在建設，網速是一個問題，同時應用也是一個問題。谷歌本身是一個內容提供商，谷歌光纖在推動千兆光纖接入網中還沒有發(fā)現(xiàn)對帶寬需求特別強勁的應用。

  從數(shù)據(jù)上說，目前寬帶用戶的使用速率相對較低。接入網與數(shù)據(jù)中心不一樣，在數(shù)據(jù)中心里，所有用戶的數(shù)據(jù)都匯集到云中間，再加上機器處理數(shù)據(jù)本身產生很多服務器和服務器中間的數(shù)據(jù)，因而數(shù)據(jù)中心需要海量般的帶寬和鏈接。但是到了接入網的每一端口，實際上所需要的帶寬并沒有那么多，真正帶寬需求最多的還是視頻。由于業(yè)務上的需要，谷歌光纖一直在推進技術上的升級。純粹的從網絡的建設和升級來說，光纖建設的成本是一個很重要的部分也是最艱難的部分。所以如何把建設成本降低，提高鋪設的速度之外，怎么樣從架構上能夠讓網絡變得更簡單也是一個谷歌光纖看重的地方。林峯指出在DWDM接入網上的應用，谷歌光纖做了大量的研究工作。

  谷歌光纖主要的成本在挖建，采用新的光接入網架構可以使得基礎設施的建設變得更容易一些，不需要用很粗的光纜去鋪設從建設成本上來說也是一種節(jié)省。所以，在網絡架構上的創(chuàng)新能帶來一些成本優(yōu)勢。目前谷歌光纖在推一個名為Go-Long的TWDM-PON，一般設備商主推的TWDM-PON是NG-PON2，NG-PON2 是Verizon提出來的一個標準，但谷歌光纖的Go-Long和NG-PON2存在很大差異。谷歌光纖已經實現(xiàn)了Go-Long并開始商用這個方案，只是還沒推廣這個方案的標準。如何跟其他設備和運營商合作，將這個方案的成本變得更有優(yōu)勢，也是谷歌光纖正在積極考慮的問題。林峯認為，Go-Long與NG-PON2相比是有優(yōu)勢的：一是實現(xiàn)比較容易，二是對光器件的要求沒有NG-PON 2那么苛刻，三是已經進入到商用的階段。

  Combo PON方案理想很豐滿 現(xiàn)實并非如此

  關于國內運營商對Combo PON呼聲很高的問題。林峯認為Combo PON可能對機房空間比較節(jié)省，但建設網絡成本的70%-80%是光模塊，所以要節(jié)約成本，除非光模塊的成本可以變得很便宜。另外使用Combo PON方案還需要更換網絡設備的板卡，原有的網絡板卡不可能支持新的10G技術，因此布局Combo PON會讓成本降低還是增加依然未知。如果運營商鋪設10G，只用一個光波分復用把10G加上去或許更具操作性，但空間占用比較大。如果把所有GPON的板卡換成Combo PON的板卡，其所有光模塊必須能支持兩個速率，在實現(xiàn)上也比較難。從經驗來說，布局Combo PON并不是那么容易，其所謂的成本節(jié)省并不是那么直觀。

  最后一公里無線覆蓋VS光纖接入 中國PK北美

  光纖永遠是運營商最好的媒介，因為G.fast、無線等技術的運維成本非常高，盡管使用原來的基礎設施上升級的這些方案建設上會相對簡單，可以減少土地改動基礎部署的成本，但長期看來運維成本還是太高，而光纖的帶寬堪稱是無限寬，對未來的升級也比較簡單。同時，光纖收發(fā)器相比電收發(fā)器更加簡單，除此以外無線傳輸?shù)墓南喈敶?，每一個比特所需要的能量大概是光纖傳輸?shù)?000倍，從節(jié)能環(huán)保來講光纖還是最優(yōu)的選擇。

  接入網方面，北美還處在成長期。因為國家制度的原因，北美基礎建設的速度與效率不及中國，所以谷歌光纖也很期待與中國公司特別是運營商深入合作，將更好的技術在北美推進，讓下一代的技術建設變得更低成本。谷歌光纖目前沒有發(fā)展中國市場，國內運營商注重標準的采納，因為標準帶來規(guī)模，規(guī)模帶來成本下降，更因為中國網絡資費偏低，運營商面臨很大的成本壓力。北美人口密度比較低，中國的技術方案在北美市場并不適合，因地而異。但雙方可以互相交流技術，共同推動新技術的研發(fā)與推廣。

  數(shù)據(jù)中心光子集成規(guī)?；€需等待

  關于“谷歌光纖接入網和谷歌數(shù)據(jù)中心是一個什么樣的關系”的問題，林峯解釋到谷歌做了改制以后，現(xiàn)在成立了Alphabet，谷歌光纖是屬于另外一個子公司，兩邊是獨立的。谷歌數(shù)據(jù)中心應是全球最大的，且把光連接做成低成本的數(shù)據(jù)中心建設是從谷歌開始的。

  談到“如果光子集成技術在數(shù)據(jù)中心中大規(guī)模應用，是否會產生一個規(guī)模的效應?”的問題。林峯稱，越短程的距離光連接設備用量越多，網絡架構因為數(shù)據(jù)中心、云計算產生的改變所需要的鏈路數(shù)目很多。這種架構上的改變導致了需要很多光連接，遠遠超過長途和接入網。從量級上看，數(shù)據(jù)網>接入網>城域網>長途網。目前數(shù)據(jù)中心所需的鏈接量遠遠超過接入網。IC電子之所以那么發(fā)達是因為量級很大，光最好的用途就是在傳輸，傳輸需求最大的就在數(shù)據(jù)中心里，而當光集成走向消費電子類市場的時候需求會越來越大，光子集成真正能夠找到規(guī)模效應的關鍵點應該在這方面。

  “數(shù)據(jù)中心里，真正的光子集成大規(guī)模應用需要多長時間?”對于這個問題林峯個人覺得從400G開始。同時，與Mellanox硅基光電子技術副總裁 Mehdi Asghari也聊到，400G開始或400G以上光子集成的優(yōu)勢才會展現(xiàn)?，F(xiàn)在100G的產品在市場上隨處可見，不見得光子集成在100G上有優(yōu)勢。當然，如果未來100G的量很大而且價格很便宜之后，光子集成有沒有解決方案而且相當便宜就是另外一回事。幾年前谷歌數(shù)據(jù)中心已經完成40G的部署，現(xiàn)在主要是100G及以上。

  谷歌100G到400G是否一步到位還未知

  目前能看到最早的光子集成有應用場景是在400G，那么關于什么時候在數(shù)據(jù)中心、或者接入網、城域網上布局400G，阿里謝崇進提到阿里預計在2019年，與谷歌預計布局的時間相當。但谷歌同時也在看200G方面，不是一步跳躍到400G，主要考慮的原因是成本。

  關于并行的解決方案;并行可以用多跟光纖，集成不一定非要光子集成，用什么方式取得最高的成本效益是最重要的。光子集成在通道多的時候比較有優(yōu)勢，但是在2通道、4通道的時候，光子集成的優(yōu)勢不一定會體現(xiàn)出來。光子集成對溫度很敏感，最后還是需要很多溫控的措施去處理。數(shù)據(jù)中心現(xiàn)在用的CWDM比較好，因為波長之間間隔寬，對溫度的精準要求不高，如果波長的間隔變長，所需要的溫度補償或溫度控制就相當精準，有些技術對溫度的要求并沒有那么高。長遠來看，光子集成的技術在不斷完善，Global Foundries的硅基光電子工藝專家 Steven Palmer展示過幾個CWDM的濾波器，所展示的器件性能不錯，最后也指出需要進行溫控問題，所以溫控是其中一個主要的問題。

  (左：林峯 右：訊石凌科)

  總結

  隨著通信需求的蓬勃發(fā)展和網絡規(guī)模的持續(xù)增長，為應對云計算網絡巨大的帶寬需求，數(shù)據(jù)中心、電信網絡需要不斷升級。未來新型高速光電子器件向集成化芯片方向發(fā)展，光電子集成技術已成未來發(fā)展大趨勢。細數(shù)集成光學在數(shù)據(jù)中心、電信市場的網絡傳輸建中面臨的機遇與挑戰(zhàn)，仍需要業(yè)界共同努力。對于谷歌來說，在不斷升級改造的過程中，成本把控成為了重中之重。