OIF全面审视网络互操作性

  ICC讯  光互联网论坛（OIF）是推动光学互操作性的核心力量。它领导了多个项目，以促进各种光网络和以太网服务配置的互操作性。在2024年的ECOC贸易展上，OIF组织了一场互操作性演示，展现了34家成员公司之间的实时协作。

  OIF总裁、同时也是TE Connectivity系统架构团队的技术专家及行业标准经理Nathan Tracy表示，该组织正在采取一种综合的方法，考虑多个角度。

  他说：“虽然OIF监管着多个组件或独立技术轨道，但关键是要从整体角度看待问题，以及我们如何共同应对当前行业的热点问题。我们可以将每个问题单独深入研究，但重要的是，这些成员正在解决数据中心互连（DCI）问题、下一代数据速率、功率、管理与效率问题，以及与AI架构相关的能耗问题。”

  他补充道：“退一步纵观全局，并看到OIF在改变世界方面所产生的影响，这是非常重要的。”

  数据中心的一致性

  在一系列新的人工智能和基于云的应用的推动下，数据中心的角色在不断演变。

  云服务提供商必须解决如何将多个数据中心连接起来作为一个整体运行的问题。OIF一直在开发400ZR和800ZR光学规范来应对这些问题。

  400ZR是基于单载波相干DP-16QAM调制、低功耗DSP的可互操作的400Gbps接口，支持绝对（非差分）相位编码/解码以及级联前向纠错（C-FEC），后FEC误差下限<1.0E-15。同样地，800ZR是一个可互操作的800Gbps接口，基于单载波相干DP-16QAM调制，采用低功耗DSP，支持非差分相位编码/解码，并且具有后FEC误差下限的OFEC。

  Tracy说：“我们正在做的ZR工作涉及到用足够高的带宽链接和速度连接数据中心。你不再局限于单个数据中心的规模，而是集体规模，因为DCI链接将它们连接在一起。”他表示，OIF专注于“ZR规范的互操作性本质”。

  相干的挑战与机遇

  OIF的ZR工作是在相干光学的挑战和机遇中进行的。

  相干光技术通常用于从100Gbps到1Tbps的超大带宽应用。尽管相干光技术提供了多种优势，但一个关键挑战是每个供应商都将其特有的技术融入其平台中，这使得互操作性变得困难。

  OIF已经创建了互操作性，这有助于开发具有通用外形尺寸、可前面板插拔的相干光模块。

  Tracy说：“我们可以拔掉第一个供应商的模块，插入第二个供应商的模块，且它能正常工作。在链路的另一端，可以让第三个供应商与第二个供应商进行通信，所有这一切都能顺利运作。”

  但是该组织正在展望下一代技术。它最新的项目之一是今年早些时候启动的1600ZR。

  拟议的1600ZR+标准旨在支持通过数百公里光纤传输1.6Tbps的数据。OIF的1600ZR项目是在之前标准化400G 400ZR和800G 800ZR相干可插拔光模块的基础上进行的。

  OIF的1600ZR项目专注于为多厂商互操作的1600 Gbps相干光接口开发一种功率优化的解决方案，重点关注数据中心互连（DCI）场景。为了补充1600ZR项目，它还引入了一个互操作的1600ZR+项目。

  决定制定ZR+标准是OIF迈出的第一步。到目前为止，只有OpenZR+多源协议（MSA）和OpenROADM MSA开发了互操作的ZR+光模块。

  Tracy说：“我们现在有了一个关于1600 ZR的工作项目。虽然1600ZR没有成为我们ECOC演示的一部分，但我们继续基于这种模式来支持这一行业需求。”

  Tracy强调，开发新的互操作标准需要路由、交换、光学以及测试等广泛领域的参与者共同努力。

  他说：“解决这些问题需要整个社区的努力。你必须有光学和传输方面的专家以及测试和测量方面的专家。我们聚集了这个广泛的生态系统，他们都是OIF的成员。”

  AI/ML的影响

  过去的数据中心更多地关注于如何布置和管理硬件设备的位置。而现代的数据中心则面临着更高的计算和数据处理需求，这些需求来自于复杂的数据处理任务（如人工智能、机器学习等），这些任务需要大量的数据传输和处理能力，从而对功率提出了更高的要求。

  Dell'Oro Group最近的一份报告显示，在2024年第二季度，数据中心物理基础设施（DCPI）收入增长在五个季度以来首次加速，因为支持加速计算工作负载的物理基础设施部署开始超出预期。

  早些时候，在传统的数据中心应用空间中，供应商会在机架中使用两个架顶交换机连接40台服务器。当时，顶部交换机会被开启，告诉人们电影何时开始播放或者一双新鞋的价格是多少。

  Tracy表示现在的配置有所不同。“现在，我们清空了机架，并且没有那么多服务器在那里，”他说。“我们有一堆服务器，但它们连接着一堆GPU，而所有这些加速器又互相连接，所以我们有了一个由多个结构组成的网络。”

  任务首先到达前端交换机，前端交换机会将这个任务传递给中央处理器（CPU）。CPU评估后发现，要解决这个问题需要大量的图形处理单元（GPUs）来提供额外的计算能力，因此它会将任务分配给一组GPU。这些被分配了任务的GPU实际上是在一台或多台服务器上运行，以便高效地处理高需求的数据工作负载。

  Tracy说：“我们试图让GPU像一个巨大的计算单元那样工作。这意味着我们需要在所有GPU之间建立低延迟的连接，但同时它也需要非常高的带宽，这就引出了CEI 100和CEI 200G数据速率项目。”

  解决功耗问题

  当然，随着数据中心需求的增加，如何减少能耗的问题也越来越受到关注。

  所有这些GPU都消耗大量电力，问题在于如果它们消耗如此多的电力，你能在机架中将它们放置得多近。

  Tracy说：“密度是有限的，因为我们不能将所有都放在一个机架里，而且GPU之间的距离越来越远。也许这些链路需要光连接，这样我们在将这些连接从电连接转换为光连接时增加了能耗。”

  为了解决这个问题，OIF在ECOC上举行了一次能效演示。该演示展示了如何通过铜缆连接和光缆连接来实现能效。

  在铜缆方面，这适用于本地连接，OIF提案展示了数据速率的提高以及纯电链路传输距离变短的情况。OIF表示，通过增加额外的数字信号处理（DSP）能力和添加重定时器，可以延长传输距离，但这会以增加延迟和功耗为代价。

  对于光缆连接，通过增加电-光功率转换，可以将电信号转换为光信号进行传输，而无需额外的重定时器来恢复信号。此外，如果电光转换与ASIC共封装，还可以节省额外的功耗和延迟。

  Tracy说：“我们的能效互连演示展示了我们如何努力提升下一代更高能效的电连接和光连接，因为在这样的网络结构中有太多的连接。”

  可持续性在这个过程中至关重要。然而，即使不考虑可持续性因素，当云服务提供商和数据中心运营商寻求扩展时，获取电力仍然是一个问题。

  Tracy说：“有很多绿色和可持续性的问题需要支持。但即使我们不关心这些，问题是当数据中心的功耗增长轨迹不断上升时，你如何继续提供越来越多的电力。”

  ECOC的合作演示

  在2024年的ECOC展览上，OIF领导了一场互操作性演示，展示了34家成员公司之间的实时协作。这次演示突出了性能、效率和容量方面的进步，以响应面向未来的数据中心、AI/ML技术以及解耦系统的需要。Tracy表示，参与ECOC现场演示的成员数量显示了其工作的重要性。

  他说：“虽然ECOC的地点并不位于AI和云运营商的核心区域，但我们仍然能够让34家成员积极参与到这次演示中来，因为这个演示非常具有影响力。”

  该演示展示了四个领域的互操作性创新：相干光学（800ZR和400ZR及多跨度光学）、能效接口（EEI）和共封装、224G和112G通用电气I/O（CEI）。它还包括OIF的通用管理接口规范（CMIS）——所有这些都是塑造未来十年行业标准的关键。

  Tracy指出了在112G CEI演示中大家有着显著的参与度。“我们年复一年地清楚表明112线性互操作性是可行的，今年我们再次展示了这一点。”他还说，“我们也进行了CEI 224 Gigabit线性演示，此外还有CEI 224芯片到模块以及LR和MR的演示。”

  该小组能够进行通过无源铜缆和有源铜缆传输1.6 Tbps数据的演示。

  Tracy说：“我们正在推动下一代云计算的发展，但我们需要提供更高的数据速率，并优化功耗和延迟。这一点在CEI和EEI中得到了体现。”

  EEI专注于能效，并探讨了OIF如何结合其光学和电气的重点。

  Tracy说：“我们必须考虑如何优化功耗以减少电力消耗，并且如何获得更高的密度和更低的延迟，这些都由AI架构驱动。如果AI架构不能支持更高的功率和更低的延迟，你就无法满足需求，也无法解决AI所要解决的挑战。”

  呼吁通用管理

  速度和性能只是OIF推动的一部分。该组织继续发展其网络管理能力，特别是通用管理接口规范（CMIS）。

  CMIS为光模块与插入主机设备（如交换机或路由器）的铜缆之间提供了一个标准协议。

  Tracy说：“我们正在利用这些插件解决方案，创建模块、电缆和设备之间的即插即用操作。一个没有在这一行业成长起来的人可能不会意识到这一点，并认为如果我有一个OSFP模块，并将其插入交换机上的OSFP插槽中，它就会即插即用，但事实并非如此。”

  Tracy补充说，在CMIS之前，许多光交换和器件供应商都在开发自己的管理工具。

  他说：“CMIS提供了一个行业标准接口，使得所有可插拔设备（如光模块）及其所插入的设备（如交换机或路由器）都有一致的规范。现在，随着插件变得更加强大和功能丰富，我们引入了主机设备查询模块的能力。模块可以说明它可以执行的所有功能，而主机或交换机会要求你以某种模式运行。”

  由于CMIS是OIF的关键优先事项，该行业组织继续改进其管理标准。

  今年9月，OIF发布了最新的通用管理接口规范（CMIS）实施协议（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董事会成员、物理和链路层（PLL）工作组—管理联合副主席Gary Nicholl（来自Cisco）在宣布新IA的新闻稿中表示：“这些新标准不仅增强了模块的功能，还简化了集成过程，缩短了新技术上市的时间。”

  OIF的2024年ECOC演示有34家成员参与

  OIF在德国法兰克福举行的2024年ECOC展览上领导了一场互操作性演示，展示了34家成员公司之间的实时协作。此次活动展示了性能、效率和容量方面的进步，以响应面向未来的数据中心、AI/ML技术以及解耦系统的需要。

  演示突出了800ZR、400ZR及多跨度光学中的互操作性创新。

  参与的成员公司包括：Adtran, Alphawave Semi; Amphenol, Anritsu; AOI, Astera Labs; Cadence Design Systems, Inc.; CICT/Accelink（光迅）; Cisco; Coherent Corp.; EXFO; HG Genuine（华工正源）; Hisense（海信宽带）; Infinera; Innolight（旭创）; Juniper Networks; Keysight Technologies; Messengers; Linktel Technologies（联特科技）; Lumentum; MACOM Technology Solutions; Marvell; Molex; MultiLane; Nokia; O-Net Technologies（昂纳）; Samtec; Semtech; Senko Advanced Components; Sumitomo Electric Industries; Synopsys; TE Connectivity; USConec 和 Wilder Technologies。

  原文链接：OIF takes a holistic look network interoperability | Lightwave |https://www.lightwaveonline.com/home/article/55234696/oif-takes-a-holistic-look-network-interoperability