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基于 OXC 技術(shù)的全光交換機(jī)有望加速落地
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2024-11-18

1、OXC 全光交換技術(shù)的發(fā)展

ROADM（Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer）可以實現(xiàn)多維度、大容量波長級調(diào)度，具備低時延、低功耗的優(yōu)點，滿足干線、城域及數(shù)據(jù)中心互聯(lián)等組網(wǎng)需求。隨著維度增加，ROADM 站點內(nèi)部連纖數(shù)量急劇增加，導(dǎo)致開通和維護(hù)時間長、易出錯，占地面積、功耗也大幅增加。OXC（Optical Cross Connect），一種更為靈活的全光交換調(diào)度方式。

相比傳統(tǒng) ROADM基于分離板件+板間跳纖的光交換方式，OXC 采用集成式互連構(gòu)建全光交換資源池，實現(xiàn)了高集成度、“0”跳纖的全光交換，有效避免人為跳纖操作失誤，提升了大顆粒業(yè)務(wù)的交換效率。

OXC 系統(tǒng)基于集成式互連全光交換理念，采用全光背板、光支路板和光線路板三大部分組成。

全光背板：采用集成式連接的方式實現(xiàn)系統(tǒng)級光交叉，無需手工跳纖，用戶只需關(guān)注對外接口。

光支路板：實現(xiàn)本地波長上下，支持 CDG 和 CDCG 特性。

光線路板：實現(xiàn)光信號在線路方向的發(fā)送和接收，集成傳統(tǒng)光層 WSS 板、光放板、OCS 板以及 FIU 板，支持一塊光線路板一個線路維度的應(yīng)用。

2、基于 OXC 技術(shù)的全光交換機(jī)產(chǎn)業(yè)進(jìn)展

華為創(chuàng)新性地將全光交叉（OXC）技術(shù)引入到數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，在全聯(lián)接大會 2024 期間推出業(yè)界領(lǐng)先的數(shù)據(jù)中心全光交換機(jī) Huawei OptiXtrans DC808，該全光交換機(jī)支持256*256 無阻塞全光交換，超高集成度（6U 高）、超低功耗（整機(jī)小于 200W）、超高可靠（電信級可靠性）。華為數(shù)據(jù)中心全光交換機(jī)預(yù)計將于 2025 年正式商用。

光迅科技在 OFC2024 創(chuàng)新推出 MEMS 系列最新產(chǎn)品 OCS（Optical Circuit Switch）。此次推出的 MEMS 系列 OCS 產(chǎn)品基于獨創(chuàng)光學(xué)設(shè)計，定制芯片開發(fā)；可支持最高 400×400 端口；采取全光透明傳輸，與速率/協(xié)議無關(guān)；可支持快速無阻塞切換，還可支持集成診斷和監(jiān)測功能。

Coherent（高意）在 2024 年 3 月的圣地亞哥 OFC 上展示了基于 DLX 技術(shù)的 300 端口x300 端口光交換機(jī)。這款產(chǎn)品得益于 Coherent 高意在先進(jìn)光學(xué)和電子制造領(lǐng)域的強(qiáng)大垂直整合能力、采用超可靠的數(shù)字液晶技術(shù)，為人工智能數(shù)據(jù)中心部署進(jìn)行了優(yōu)化。Coherent 預(yù)計 DLX 光交換機(jī)將于 2025 年開始大規(guī)模發(fā)貨。

同樣是在 2024 年 3 月的圣地亞哥 OFC 上，HUBER+SUHNER 通信公司展示了全光交換機(jī)產(chǎn)品 POLATIS 576。576x576 無阻塞光纖端口矩陣使運(yùn)營商能夠在網(wǎng)絡(luò)安全和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、測試實驗室自動化和數(shù)據(jù)中心交叉連接等應(yīng)用中以緊湊的外形將更多的光纖遠(yuǎn)程連接在一起。由于通過嵌入式 NETCONF 和 RESTCONF 接口支持軟件定義的網(wǎng)絡(luò)(SDN)，POLATIS 光路交換機(jī)比傳統(tǒng)的電子交換設(shè)備節(jié)能 100 倍，并能以光速數(shù)據(jù)延遲直接在光纖層對實時流量進(jìn)行動態(tài)路由、監(jiān)控、保護(hù)和測試。

華為在《智能世界 2023》白皮書中指出：AGI 時代，數(shù)據(jù)中心的能耗將達(dá)GW（十億瓦特）級，超過一個核電機(jī)組的供電能力，迫切需要持續(xù)提升數(shù)據(jù)中心的能效，降低基礎(chǔ)設(shè)施的供電壓力，匹配各國低碳數(shù)字經(jīng)濟(jì)的建設(shè)要求；在總線互連層面，基于高速總線的超節(jié)點架構(gòu)和資源池化提升算力效率；在 DCN 層面，芯片出光、OXC 光交換技術(shù)的應(yīng)用有望實現(xiàn)全光 DCN，結(jié)合 3D Fullmesh/Dragonfly/Torus 等新型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?chuàng)新可減少 50%以上光模塊的成本和能耗；廣域超寬無損 DCI 能力的突破，支持千公里級跨域并行訓(xùn)練（50Tbps DCI@70%線性度），在區(qū)域電網(wǎng)容量約束下，實現(xiàn)跨域訓(xùn)練成為可選方案之一。

CPO 與 LPO 等可插拔光模塊相比，進(jìn)一步壓縮了電互連在 PCB 內(nèi)的距離，即大大降低了 SerDes 驅(qū)動所需的功耗，具有功耗低、傳輸距離遠(yuǎn)（500 米）、時延小的優(yōu)勢，在解決了可靠性等問題后，加上 OXC 等光交換技術(shù)，集群網(wǎng)絡(luò)的互連有機(jī)會全部切換為 CPO 解決方案。

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