Google期盼成本低2倍容量提升10倍的可视化方案

3/3/0/2017,Google技术性基础建设副总裁Urs Holzle表示，光通讯技术需要有大幅度的进展，才能因应来自大型数据中心的需求；他在美国举行的年度光纤通讯大会OFC上发表专题演说时，呼吁业界能开发成本降低两倍、容量增加十倍，以及更具可程序化特性的光通讯方案。

    这样的发言再一次突显了大型数据中心是如何致力于将通讯技术推至极限；讽刺的是，这些网络领域巨擘对于追求成长的态度积极，对于成本也是极度敏感，会对芯片、零组件与系统制造商施加压力。

    “各方面在过去五年进展顺利，但我们也很快遭遇障碍，因此正在寻求阶梯式的改变，而非逐步进展；”Holzle指出：“我们看到几乎所有的光通讯市场领域出现两倍的成长──尤其是在数据中心，在我们连结数据中心进行储存复制的校园/都会网络，以及链接我们提供应用程序的网络(Net)以及广域网(WAN)。”

    此外他表示，对光通讯技术的需求，有部份是来自于所谓的新一代云端服务，Google是以最新层级的虚拟化为基础提供这类服务：“你不会看到特定的服务器或是磁盘，你只需要提供数据以及需求；我们会选择机器的数量以及种类，你不必担心机器的细节；为了维持无服务器运算(server-less computing)的印象，我们需要高性能、高容量的网络。”

    具体来说，Holzle呼吁开发更简易的光通讯模块设计自动化方案，更低成本、冗余更大的海底电缆，以及对横跨光学与铜缆网络之可程序化控制平面的支持。

Google数据中心之间的单一管路内包含多条充满光纤的缆线 （来源：Google）

    “今日的光通讯产业仍大部份都是‘手工艺品’；”他以可插拔模块为例，这些模块看起来就像是USB随身碟，每个网络交换器可能会使用数十个这种模块，而Google大概拥有数以千计的交换器。

    Holzle呼吁模块制造商们能从半导体产业学习整合与自动化：“现有的光纤端接方式是行不通的，请帮忙打造能进行光纤端接的机器人──而且它必须在99%的时间能正确行动。”

能支持可程序化的网络才能致胜

    今日的海底电缆包含了支持最高144 Tbits/s速率的同调光学组件(coherent optics)，但这些组件不但昂贵，也不可靠；Holzle指出：“它们无法提供99.9%的可靠性，甚至连船只的锚都挡不住。”他表示，那些海底电缆几乎就跟1860年代诞生的第一条海底电缆差不多。

    Holzle呼吁开发能以更低成本将可能是30条而非3条缆线捆绑在一起的方案，以提供更多的冗余；Google现在跨越太平洋的网络是仰赖期第三条海底电缆。 

数据中心网络流量几乎每两年增加一倍 （来源：Google）

    大型数据中心正在推动通讯技术的另一个征兆，来自于OFC发表的一篇论文中，描述Facebook与诺基亚贝尔实验室(Nokia Bell Labs)正在利用跨大西洋电缆进行一个试验，采用最新的概率星座成形(probabilistic constellation-shaping)技术，在美国纽约与欧洲的爱尔兰之间5,500公里长度的缆线形成64-QAM，而将网络容量提升约2.5倍，达到7.46 b/s/Hz的频谱效率。
 
    而Google也正在尝试主要利用标准服务器上的传统编程工具，来控制所有的网络；这种方法能有助于平衡工作负载，并处理分散在各个地理位置之数据中心的故障问题；Holzle指出：“超大规模数据中心(hyperscaler)市场将会出现在能最大支持可程序化的网络。”

    而Google也打造了自己的网络控制平面，用以监控自家的铜缆与光学网络；因此供货商需要厘清如何与其合作，而非打造新工具。“我们无法使用你们那些只支持光学网络的美丽控制平面，”Holzle最后队OFC的听众们表示：“我希望你们每两年把成本降低两倍、把网络容量提升十倍，而且让它们通通可以支持可程序化。” 编译：Judith Cheng

来源：电子工程专辑