11月7-8日，西安市人民政府主办的为期两天的“2017全球硬科技创新大会”于西安曲江国际会议中心成功举办!而8号当天作为本次硬科技大会分论坛之一的“2017西安国际光电子集成技术论坛”，以“光电子集成技术路线”、“推动光电子集成产业发展”等为主题，汇聚诸多光电子集成行业领袖企业和重量级人物，以及政商研各界人士出席，同时邀请了全球知名的硅光高层从光电子集成在光通信及其他领域的应用，硅基光电子技术的最新进展，硅基光电子技术在数据中心市场的应用，以及硅基光电子技术在应用当中面临的问题和机遇与在场听众进行了探讨交流。

在本届的“光电子集成技术论坛”上，来自阿里集团首席通信科学家谢崇进博士带来了主题为《硅基光电子集成技术在数据中心的前景与挑战》的演讲。谢崇进在演讲开始说道，很多人认为阿里只是一家电子商务公司，但其实阿里在全球范围内有很多业务，比如物流和娱乐等，而这所有的业务运营都基于网络基础设施，同时阿里在全球除非洲之外的大多数地方都建立数据中心。谢崇进相信，随着阿里巴巴业务在国内外市场的拓展，阿里数据中心建设将会越来越多。

数据中心是什么样的情况呢?谢崇进做了这样一个比喻：“你可以认为它是一个很大、很大的计算机中心，但是它没有足够强大的计算能力，我们就有很多小的服务器组成一个超级计算机。而光在数据中心网络中提供大容量的点对点的传输，光的接口就是来延伸I/O的带宽和I/O的距离。”据了解，数据中心的各种光学技术包括服务器交换机、建筑物网络互联、地铁直流互联、长途网络连接等，目前更多的在于数据中心内部互联，服务器对服务器，这部分多是100米、200米的连接距离，最多可能达到2公里左右。而阿里数据中心所有的连接都采用光连接技术，相对数据中心距离比较短。

光互联的要求从1950年到2016年，服务器和交换机的计算能力每1.5年翻一番，其中交换机的I/O带宽发展，从2000年之后到现在，交换机的容量要求基本上是每两年容量翻一番。目前光互联需求的主要挑战是成本，光互联成本成为网络连接成本的重要组成部分，按照现在的情况看来，光学成本在持续增加。而对于如何提高数据中心速率，谢博士提到目前数据中心普遍采用的是四条链路，交换机用40G，服务器是10G(*4路)；如果说像路由器或者是传输设备速率更高，4路做不到，可以做到10路，这个速度随着速率增加的。

400G部署对光电子集成的挑战及其技术难题

现阶段，我国传输网络迎来400G时代，随着高速光网络加速商用，400G商用进程加快。谢崇进用表格展示了光网络部署的发展进程：40G的标准在2010年提出来，2013年开始铺设;今年100G标准刚出来，马上就要开始铺设了，在随后的记者专访中，谢崇进透露阿里100G网络部署的量是相当大的，与FACEBOOK的量级差不多，国内国外都有基础设施的建设，但是大型的数据中心建设主要在国内。从部署的量上来说，主要在国内，但阿里应用在国内外的技术标准是同样的，如国内国外类似的网络和集群所需的100G技术标准是一样的。

关于在演讲中提到下一代传输网络是400G，面对“是否现在在实际网络传输中已经产生了这种需求?”的疑问，谢崇进回应道：阿里已经开始着手400G的研发，其100G部署在国内是属于较早的。当企业发展到一定程度，不能说等市场成熟了再去购买一种技术，这样已经来不及满足需求，所以阿里已经开始布局400G市场。据了解，阿里集团计划于2019年大规模铺设400G网络，到那时400G的标准可能刚刚确定甚至还没有完全确定，更新换代的速度是相当快，这个给整个行业带来的挑战非常非常大。

在提到400G的部署对光电子集成的挑战时，谢崇进认为目前400G部署过程中最大的挑战就是成本：站在用户角度看我们的需求，就像手机，今天手机的网络速度是10年前的一百倍，但是用户每个月所需要支付的费用差不多，这个需求便是希望速率提高，但是不增加成本，即“提速降费”。如果5年前光在数据中心占的网络成本是5%或10%，今天光的成本可能占到50%。如果再过5年，如果我们的技术没有突破，光连接的成本有可能会占到90%(当然这是一个相对成本)。当速率越高，成本越高不是一个可持续发展的路线，因为数据中心所有的连线都会用光来做。;第二挑战是高密度：尺寸更小、提供的带宽更大，交换机速率增加，通过光的能力把带宽拉起来;第三挑战是低能耗：对于我们来说不是电费账单，而是散热影响速率上不去。

从标准上来看，40G的时候规格比较少，到100G的时候，规格就越来越多，到400G，刚刚提出来就有各种各样的标准。当然有的标准是IEEE和MSA，但IEEE的标准立定至少要三年，有些太慢，更多需要依靠MSA。40G的时候，还可以采用IEEE的SR、LR标准，尽管成本较高，但所占比例较低，还可以接受。到100G的情况就不一样，距离受限了，IEEE的SR4和LR4，实在太贵。MSA的100G标准(CWDM4,PSM4,SWDM4)都在为100G降成本考虑。

2019年就要规模铺设400G网络了，但物理空间有限，实现的方法有各种各样，可以用更多的波长来做，增加光的信道，最理想的情况就是光电都采取PAM4，4×100G，这个是有相当挑战的。400G的技术演进大概有四代，从光口和电口的速度来看，都是25G走向100G，相对于单模来说，多模的话成本比较高。400G应用可能从第三代开始，光的速度可以达到100G，电的速度可以达到50G。对于400G的理想状况：首先是希望仍然是可插拔的；第二可以依然采用4路，不希望有更多的光路，IEEE规定的8路，基本上很难会用，用的话成本太高了。但现在的问题每家有不同的技术和标准，应用起来是相当的困难。

阿里巴巴网络光学路线图

据谢崇进介绍，2013年阿里巴巴开始铺设40G网络40G eSR4，2017年开始大规模铺设100G的网络，计划是2019年开始铺设400G网络。业务需求已经要求我们达到400G，但技术仍然达不到。至于2019年以后的下一步网络，到2023年是否是1.6T，这个目前很难定，如果速度增长了40倍，相当于每两年数据翻一番。但是1T以上怎么走，可能要靠材料上的突破，相干技术可能走进数据中心。

在面对面访谈中，对于“互联网厂商和国内运营商在数据中心的建设上是一种什么样的关系?”这一问题。谢崇进这样回答：数据中心是我们自己建设，可供企业使用，阿里设计，Building可能属于别人。以前国内很多公司都是租用运营商的机房，但是机房规模比较小，随着发展，机房已经无法满足需求，这种模式可能会慢慢地减少。阿里更倾向自己建设数据中心，可按照自己的要求设计，但是不是整个楼都自己建设这是另外一个事情。但是一般按照使用时间，根据自己的标准设计，相信这种模式在未来会越来越多。

据了解，对于光模块等光器件的采购，阿里集团是面向国内外所有的厂商采购，只要产品质量、供应能力等各方面能够符合采购标准，同时阿里集团面向国外内厂商的集采标准是一致的。

谢崇进博士（左）与讯石（右二）

总结

谢崇进最后表示，数据中心是互联网流量增长的主要驱动力，未来五年基本上仍然会保持在每一年番一翻；光互联将无处不在；集成光子学是未来网络连接的巨大的机遇，特别是对于更高速率要求、BoB和CoC之间的互相连接，同时更多的挑战和突破在于其如何做到成本低、体积小，密度高、低功耗四个方面。