腾讯发布自研数据中心开放光网络传输设备

2020-04-21 08:55

4月20日，腾讯发布了TPC－4数据中心开放光网络传输平台的电层产品，本方案所使用的CFP2封装的400G DCO模块采用了来自II－VI 最新的相干光学引擎与 Inphi最新的7nm DSP的组合，实现了高性能的400G与200G的可插拔方案。

随着数据中心业务的爆发式增长，数据中心互联需求已经在过去的若干年里给光传输设备带来显著而不同以往的特点。不同于传统电信级光通信设备，数据中心互联设备有高带宽，接口开放，简化运维，快速部署，网络应用模式固定等特点。传统的大机架设备，由于设计上各商用设备差别较大，没有统一标准，所以部署和运维难度大时间长，也不利于设备的开放和互通，成本也相对不够透明。

腾讯技术团队总结长期以来在数据中心互联应用实践中积累的经验，秉承开放互通，简化部署运维，长期演进理念，打造了光层的OPC－4和电层TPC－4平台。光层和电层平台共享同样的机架和背板设计，可以实现独立光层，独立电层或光电混合应用。

TPC－4 平台采用当前最新的400GCFP2－DCO 线路端口，复用四个100GE客户端口（稍晚些版本将支持400GE的客户侧端口）。每块T2X4C8单板可以支持两个400G线路口，在2U的机架空间内可以容纳4块业务板卡，600W＋的功耗能提供3．2Tbit／s的互联业务容量。每个线路口使用64 GBaud 16QAM调制，在单个波长上传输400Gbps的数据，并且可以在75GHz波道间隔上调谐至64个波长通道，从而在单根光纤上实现高达25．6Tbps的总传输容量。对于多跨段系统或大损耗跨段，可以采用200G QPSK调制方式来提升传送性能实现复杂跨段场景的应用。该DCO模块在电芯片选择方面采用了最新一代的Inphi 7nmCMOSDSP（Canopus）技术，该芯片是业界首颗支持400G／200G概率整形技术高性能CFP2－DCO的相干处理芯片。

同时，该模块的光学前端采用了II－VI自己的高性能可调谐发射机和接收机组件（ITTRA）。ITTRA是一种完全垂直集成的解决方案，它将相干光学前端的所有关键组成部分组合在一个紧凑的低功耗光学子组件中。

腾讯团队将所有的业务板卡和核心模块统一设计为现场可替换模块，电层板卡在线路口和客户接口均采用可插拔模块设计，从而实现最大程度的“随增长而付费（pay－as－you－grow）”的部署模式。由于线路接口和客户接口可灵活适配不同厂商的模块，这种开放式的硬件设计有利于多源技术的应用和采购。腾讯团队统一定义了线路和客户端可插拔模块的硬件规格和软件接口，并依据应用场景内置了模式和缺省配置，极大了简化了多模块供应商的应用复杂性，将开放架构的思想拓展到复杂的相干模块层面，实现波分系统电层相干模块解耦。相干光模块为波分系统的核心组件，采用可插拔DCO方案，将在硬件层面屏蔽不同DCO供应商的差异性，相比以往新引入供应商产品时需要进行的控制器相关适配开发工作，DCO方案将极大的缩减此部分工作内容。

基于数据中心业务有增长快，交付时间短的特点。TPC－4／OPC－4 光传输平台通过极简与人性化的设计理念，简化了部署与运营的复杂度。OPC－4的光层板卡使用工业界领先的小尺寸高功率分段增益光放器件，在超宽的增益范围内支持低噪声系数，单一板卡可以适应所有目标应用场景，节省并简化了库存的管理，极大降低了传输链路环境变化超出硬件能力的风险，为运维的简化铺平了道路。TPC－4／OPC－4 数据中心互联平台支持基于腾讯扩展定义的Open－Config Yang模型的NETCONF管理接口，可以通过腾讯的开放光网络控制器（TOC）实现统一管理。同时腾讯团队设计的电层／光层（TPC－4／OPC－4）硬件原生支持1秒级Telemetry的性能状态采集，支持集中式的光层自动控制，实现新维度的SDN运营解决方案。这些海量的监控数据打造了全新的视角去分析和判断网络性能，为故障预判及精细化运营打下了坚实的数据基础。

随着5G应用的发展，未来数据中心互联网络的带宽仍将继续高速增长。光互联设备需要重构，腾讯的开放式光互联平台设计可以扩展演进以支持更高速率的光接口，灵活格栅，和ROADM的应用以应对未来。