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在“第 19 届讯石光纤通讯市场暨技术专题研讨会”上，业界领先的光通信测试与测量解决方案提供商日本安立公司(Anritsu)专家、业务开发经理赵雁飞发表《城域数据中心互连和高速互连模块的测试》报告，针对城域数据中心互连方案的选择，以及数据中心各种互连模块的测试选择两个角度，来探讨数据中心未来的发展。
从数据通信的整体情况来看，随着数据增长快速提升，数据中心内部连接技术正在向更高速演进，数据中心之间互联(DCI)也因流量的剧增产生新的需求。Anritsu 公司除了可以提供先进的高速误码仪、光电矢网、示波器和网络测试仪用于数据中心模块以及数据中心网络测试外，同时，Anritsu 公司还是一家光器件供应商，可以提供泵浦激光器、增益芯片、SOA 和放大器等光电子器件。基于安立公司高速测试技术和光电器件技术的丰富积累，并从推动产业发展的角度，赵雁飞分享了 Anritsu 对数据中心互联的思考。
城域数据中心互连
在城域数据中心互联方面， 随着各大互联网公司在数据中心开放性架构方面做出了很多探索，以及传统设备提供商或模块提供商开始进入 DCI 互连市场，光模块面临相干模块和长距直调模块的选择。
目前，城域内的数据中心选址半径以 40km 和 80km 为主。如果传输距离在 40km 以内，100G-ER4 模块是更好的选择，这类模块已在运营商网络内获得大规模部署。如果传输距离超过 40Km, 网络建设部署就需要使用相干模块，但是相干技术的采用很大程度将带来更高的成本。
40km 传输距离场景主要采用两类 100G ER4 模块，一是基于 SOA(Semiconductor Optical Amplifier) 的 CFP2；二是基于 APD 的 ER4-Lite。赵雁飞认为，100G ER4-Lite 和 100G CFP2-ER4 皆存在各自的问题，例如 CFP2 模块成本高和体积大，而 ER4-Lite 要实现 40km 传输需要满足诸多条件，包括 FEC 要求、链路预算，应用有一定的限制。但是，如果能将 SoA 集成到 QSFP28 封装的 100G 光模块里，那和 ER4-Lite 的对比就是成本与距离的平衡问题。
80km 传输距离场景，已经有相关厂商开发出基于 SOA 的 100GE QSFP28 ZR4(FEC) 模块，可以支持点到点 80km 传输，可以比较好地满足包括数据中心互连(DCI)在内的城域互连。与相干模块相比，后者需要运用高阶调制、复杂的相干检测以及纠正色散所需要的 DSP 芯片。如果能满足 80km 传输要求，那基于 SOA 的 100GE QSFP28 ZR4 将是一个很有竞争力的选择，而它实现的关键就是实现 SOA COC 的开放和耦合。
赵雁飞表示，SOA 不但可以用于 NRZ，也可以用于 PAM4 的模块，Anritsu 通过发挥自身在光器件领域的技术研究，提供 SOA 模块或 SOA COC 给到客户使用。结合自身测试方案，搭载 SOA 的 NRZ 信号在背靠背的条件下(速率：25.781Gbit/s，输入功率：-21dBm),Mask margin 可达 16%，E.R. 为 9.5dB。PAM4 的信号在背靠背的条件下(调制速率：53.125Gbit/s，输入功率：-22dBm) ，TDECQ 可达 2.7dB。
高速互连模块的测试
光模块、有源光缆(AOC)和有源电缆(DAC)是数据中心连接主要选择。传输速率上升会同步提高测试的复杂度，如何从测试的角度来提升互连模块生态更好发展，需要在规范制定上考虑。超 100G 后的模块将步入 PAM4 时代，预计 100G 单通道数量将未来 10 年达到 10 亿个。
400G 会是下一代演进节点，而在数据中心各类 400G 光模块中，400G DR4 模块被认为将是一款典型的大批量产品。400G DR4 PAM4 测试架构分为 53Gbaud 4 通道电接口、驱动输出和光输入电接口以及 400GBASE-DR4 光接口。部分因素还导致 400G DR4 发射端 PAM4 测试成本的增加。
一是时钟恢复，53GBaud PHY 由于高速信号处理的方式问题，采用基于 DSP 的 Re-timer,触发信号(PPG 输出触发信号)和数据信号(DSP 之后的数据信号)之间同步机制存在一定的限制，传统的误码仪给到示波器信号进行触发的方式不能工作。因此，400G DR4 PAM4 在眼图测试时，就需要用到时钟恢复从光信号提取时钟。
二是测试时间，TDECQ 的计算采用 DSP 的方式进行处理，相比于 NRZ 的信号，还需要加均衡(Equalizer)进行处理，均衡阶数的多少会影响到产线的测试速度，因此需要一个平衡，400G 光接口发端的均衡阶数为 5(IEEE 定义)。
针对 400G DR4 测试，Anritsu 解决方案是降低设备的成本，提高测试效率。方案中使用高带宽的采样示波器 MP2110A，该仪表采用一体化架构，内置时钟恢复，可以减少购买的成本，并兼容 25G/50G/100G/200G/400G/800G 的测试，测试速度快，可提升 PAM4 测试的计算效率。同时，Anritsu 积极参与标准的制定，包括 800G Plug MSA, IEEE, OPEN EYE MSA，以探索新的测试方法。例如 OPEN EYE MSA 的目标是降低模块元器件成本，降低测试成本，不进行 TDECQ 的测试，代之以传统 EYE MARGIN 测试。
数据中心对 AOC/DAC 也存在大量需求，从物理结构上来看，DAC 和 AOC 测试都是从电接口进行测试，但是使用的测试仪表有很大区别。AOC 主要采用电采样示波器和误码仪，DAC 采用矢量网络分析仪。赵雁飞认为，为了减少测试系统的复杂性，应当简化相关的测试内容，采用相对低成本的方案替代。Anritsu 解决方案推出 MS46524B 矢量网络分析仪，以高性价比支持到 43.5G 的 DAC 四端口测试，以及 MP2100B/MP2110A 一体机，同时测试 AOC 眼图和误码率。
在数据中心高速发展的时代，业界需要更多的创新性思维，例如基于 SOA 的光模块对 DCI 提供了另外一种选择。数据中心的高速连接测试在保证性能的前提下，业界需要思考如何降低测试设备成本和测试时间，Anritsu 愿意携手光通信产业链推进数据中心高速互联的发展。
