Google技術性基礎建設副總裁Urs Holzle表示,光通訊技術需要有大幅度的進展,才能因應來自大型資料中心的需求;他在美國舉行的年度光纖通訊大會OFC上發表專題演說時,呼籲業界能開發成本降低兩倍、容量增加十倍,以及更具可程式化特性的光通訊方案。

這樣的發言再一次突顯了大型資料中心是如何致力於將通訊技術推至極限;諷刺的是,這些網路領域巨擘對於追求成長的態度積極,對於成本也是極度敏感,會對晶片、零組件與系統製造商施加壓力。

「各方面在過去五年進展順利,但我們也很快遭遇障礙,因此正在尋求階梯式的改變,而非逐步進展;」Holzle指出:「我們看到幾乎所有的光通訊市場領域出現兩倍的成長──尤其是在資料中心,在我們連結資料中心進行儲存複製的校園/都會網路,以及連結我們提供應用程式的網路(Net)以及廣域網路(WAN)。」

此外他表示,對光通訊技術的需求,有部份是來自於所謂的新一代雲端服務,Google是以最新層級的虛擬化為基礎提供這類服務:「你不會看到特定的伺服器或是磁碟,你只需要提供資料以及需求;我們會選擇機器的數量以及種類,你不必擔心機器的細節;為了維持無伺服器運算(server-less computing)的印象,我們需要高性能、高容量的網路。」

具體來說,Holzle呼籲開發更簡易的光通訊模組設計自動化方案,更低成本、冗餘更大的海底電纜,以及對橫跨光學與銅纜網路之可程式化控制平面的支援。

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Google資料中心之間的單一管路內包含多條充滿光纖的纜線
(來源:Google)

「今日的光通訊產業仍大部份都是“手工藝品”;」他以可插拔模組為例,這些模組看起來就像是USB隨身碟,每個網路交換器可能會使用數十個這種模組,而Google大概擁有數以千計的交換器。

Holzle呼籲模組製造商們能從半導體產業學習整合與自動化:「現有的光纖端接方式是行不通的,請幫忙打造能進行光纖端接的機器人──而且它必須在99%的時間能正確行動。」

能支援可程式化的網路才能致勝

今日的海底電纜包含了支援最高144 Tbits/s速率的同調光學元件(coherent optics),但這些元件不但昂貴,也不可靠;Holzle指出:「它們無法提供99.9%的可靠性,甚至連船隻的錨都擋不住。」他表示,那些海底電纜幾乎就跟1860年代誕生的第一條海底電纜差不多。

Holzle呼籲開發能以更低成本將可能是30條而非3條纜線綑綁在一起的方案,以提供更多的冗餘;Google現在跨越太平洋的網路是仰賴期第三條海底電纜。

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Google資料中心網路流量幾乎每兩年增加一倍
(來源:Google)

大型資料中心正在推動通訊技術的另一個徵兆,來自於OFC發表的一篇論文中,描述Facebook與諾基亞貝爾實驗室(Nokia Bell Labs)正在利用跨大西洋電纜進行一個試驗,採用最新的概率星座成形(probabilistic constellation-shaping)技術,在美國紐約與歐洲的愛爾蘭之間5,500公里長度的纜線形成64-QAM,而將網路容量提升約2.5倍,達到7.46 b/s/Hz的頻譜效率。

而Google也正在嘗試主要利用標準伺服器上的傳統編程工具,來控制所有的網路;這種方法能有助於平衡工作負載,並處理分散在各個地理位置之資料中心的故障問題;Holzle指出:「超大規模資料中心(hyperscaler)市場將會出現在能最大支援可程式化的網路。」

而Google也打造了自己的網路控制平面,用以監控自家的銅纜與光學網路;因此供應商需要釐清如何與其合作,而非打造新工具。「我們無法使用你們那些只支援光學網路的美麗控制平面,」Holzle最後隊OFC的聽眾們表示:「我希望你們每兩年把成本降低兩倍、把網路容量提升十倍,而且讓它們通通可以支援可程式化。」

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Google Calls for Optical Leaps,by Rick Merritt)