在当今数字化时代,随着云计算和人工智能的迅猛发展,数据中心对网络传输的需求不断攀升,这对链路技术提出了前所未有的挑战。传统的铜缆链接以其低功耗和高可靠性深受欢迎,但其传输距离受限,通常只能在两米以内实现高效通信,主要应用于单个机架内部。相比之下,光学链路能够支持更远的传输距离,适应机架间甚至机房间的连接需求,但其高功耗和较低的可靠性成为制约广泛应用的关键因素。随着网络速率的提升,这种铜缆与光学链路之间的矛盾逐渐加剧,极有可能形成网络发展瓶颈,阻碍数据中心的规模化和效能提升。面对此情况,一种全新的光学链路技术 - - Mosaic应运而生,以期打破光学与铜缆之间的传统权衡,提供更长距离、更低功耗、更高可靠性的解决方案。Mosaic的创新核心在于其采用了一种宽而慢(wide-and-slow)的架构设计,摒弃了传统技术中追求极致高速通道的做法。
其系统由数百个并行的低速信道组成,这种分散式设计令复杂度大大降低,同时利用微型LED(MicroLED)替代传统激光器作为光源,使得硬件成本和电力开销显著降低。Mosaic还结合了多芯光纤技术,将众多微型光信号高效聚合,实现了高速数据的稳定传输。同传统的高速窄通道解决方案相比,这种多路并行的策略带来了高达十倍的传输距离提升,同时减少了多达68%的功耗,且可靠性提高了100倍。Mosaic所采用的微型LED作为光源,其优势不仅体现在功耗和成本控制方面,还表现为调制响应速度快、体积小巧以及温度适应性强,这些特性使其能够胜任数据中心严苛的环境需求。更重要的是,利用直接调制的微型LED摆脱了复杂的调制电路,电路设计趋于简洁,降低了故障率并提升了整体系统稳定性。为了验证方案的切实可行性,研究团队构建了支持100条光学通道的原型系统,每条信道可传输2Gbps数据,整体数据吞吐能力达到了200Gbps。
同时,Mosaic技术能够轻松扩展,向800Gbps及更高速率发展,传输距离可达50米以上,满足大规模数据中心内短中距离通信的诉求。除了硬件层面的革新,Mosaic的设计还充分考虑了系统集成性。该技术与现有网络基础设施高度兼容,支持多种网络协议,部署时无需针对数据中心网络架构做大范围改造,有助于缩短从实验室到生产环境的应用周期。结合其低功耗、高可靠性的优势,Mosaic为数据中心网络带来显著的经济效益,特别是在节约能源和降低运维复杂度方面表现突出。更广义地看,Mosaic不仅是单纯的光学链路技术创新,更代表了光电通信领域架构思想的转变。宽而慢的多通道设计理念突破了传统"窄而快"的范式,为下一代高速互联提供了可持续发展的方向。
未来,随着微型LED制造工艺的成熟和多芯光纤技术的持续优化,Mosaic有望成为新一代数据中心和人工智能基础设施的核心支撑技术。此外,Mosaic还具备较强的协议无关性,有助于推动不同厂商、不同系统间的互联互通,推动整个网络生态的健康发展。纵观目前数据中心光电链路技术,Mosaic以其独特的设计理念和技术实现,成功解决了行业痛点,为行业提供了一条有效应对传输距离与功耗权衡的新路径。随着云计算和AI应用的体量持续上升,网络链路对性能和能效的双重需求愈发突出,Mosaic技术的推广普及显得尤为关键。未来,业界可以期待借助Mosaic实现网络基础设施在高速、低功耗和高可靠性之间的理想平衡,推动数据中心迈向更高效、绿色的智能时代。 。
