كما نعلم جميعًا ، حققت صناعة التكنولوجيا العديد من الإنجازات غير العادية في عام 2018 ، وستكون هناك العديد من الاحتمالات في عام 2019 ، وهو ما طال انتظاره. (DCI) ، أحد قطاعات صناعة التكنولوجيا ، سيتغير أيضًا في عام 2019. إليك ثلاثة أشياء يتوقع حدوثها في مركز البيانات هذا العام.
1.سيصبح التحلل الجغرافي لمراكز البيانات أكثر شيوعًا
يتطلب استهلاك مركز البيانات الكثير من دعم المساحة المادية ، بما في ذلك البنية التحتية مثل الطاقة والتبريد ، وسيصبح التحلل الجغرافي لمركز البيانات أكثر شيوعًا حيث يصبح إنشاء مراكز بيانات كبيرة ومستمرة وكبيرة أكثر وأكثر صعوبة. المناطق التي ترتفع فيها أسعار الأراضي.تعتبر الوصلات ذات النطاق الترددي الكبير ضرورية لتوصيل مراكز البيانات هذه.
DCI- الحرم الجامعي：غالبًا ما تكون مراكز البيانات هذه متصلة ببعضها البعض ، على سبيل المثال في بيئة الحرم الجامعي.عادة ما تكون المسافة محدودة بين 2 و 5 كيلومترات ، واعتمادًا على توافر الألياف ، هناك أيضًا تداخل بين روابط CWDM و DWDM في هذه المسافات.
DCI-Edge：يتراوح هذا النوع من الاتصال من 2 كم إلى 120 كم ، وترتبط هذه الروابط بشكل أساسي بمراكز البيانات الموزعة داخل المنطقة وعادة ما تخضع لقيود الكمون. تتضمن خيارات تقنية DCI الضوئية الاكتشاف المباشر والتماسك ، وكلاهما يتم تنفيذه باستخدام DWDM تنسيق الإرسال في النطاق C للألياف الضوئية (نافذة من 192 THz إلى 196 THz). يتم تعديل تنسيق الكشف المباشر عن السعة ، وله نظام كشف أبسط ، ويستهلك طاقة أقل ، وتكلفة أقل ، ويتطلب تعويض التشتت الخارجي في معظم الحالات. 100 جيجابت في الثانية ، تعديل سعة النبضة على 4 مستويات (PAM4) ، تنسيق الكشف المباشر هو طريقة فعالة من حيث التكلفة لتطبيقات DCI-Edge. تنسيق تعديل PAM4 لديه ضعف السعة التقليدية غير العودة إلى الصفر (NRZ) تنسيق التعديل بالنسبة للجيل القادم من أنظمة DCI بسرعة 400 جيجابت في الثانية (لكل طول موجي) ، فإن التنسيق المتماسك 60-Gbaud و 16-QAM هو المنافس الرئيسي.
DCI- مترو / مسافات طويلة：هذه الفئة من الألياف تتجاوز DCI-Edge ، مع ارتباط أرضي يصل إلى 3000 كيلومتر وأرضية بحرية أطول. يتم استخدام تنسيق تعديل متماسك لهذه الفئة ويمكن أن يختلف نوع التعديل باختلاف المسافات. يتم تعديل السعة والطور أيضًا ، ويتطلب ليزر مذبذب محلي للكشف ، ويتطلب معالجة إشارات رقمية معقدة ، ويستهلك المزيد من الطاقة ، وله مدى أطول ، وهو أغلى من طرق الاكتشاف المباشر أو طرق NRZ.
2.سيستمر تطوير مركز البيانات
تعتبر الوصلات البينية ذات النطاق الترددي الكبير ضرورية لربط مراكز البيانات هذه ، ومع أخذ ذلك في الاعتبار ، ستستمر مراكز بيانات DCI-Campus و DCI-Edge و DCI-Metro / Long Haul في التطور. في السنوات القليلة الماضية ، أصبح مجال DCI هو التركيز من اهتمام موردي نظام DWDM التقليديين. متطلبات النطاق الترددي المتزايدة لمقدمي الخدمات السحابية (CSPs) التي توفر البرمجيات كخدمة (SaaS) ، والنظام الأساسي كخدمة (PaaS) والبنية التحتية كخدمة تعمل قدرات (IaaS) على تشغيل أنظمة بصرية مختلفة لتوصيل محولات الطبقة وأجهزة التوجيه الخاصة بشبكات مركز بيانات CSP ، واليوم ، يجب أن يعمل هذا بسرعة 100 جيجابت في الثانية.داخل مركز البيانات ، يمكن استخدام كبلات نحاسية (DAC) متصلة مباشرة ، وكابل بصري نشط (AOC) أو بصريات 100G "رمادية". للتوصيلات بمرافق مركز البيانات (تطبيقات الحرم الجامعي أو الحافة / مترو) ، الخيار الوحيد الذي يحتوي على لم يكن متاحًا إلا مؤخرًا هو نهج كامل الميزات ومتماسك قائم على مكرر وهو دون المستوى الأمثل.
مع الانتقال إلى نظام بيئي 100G ، تطورت بنية شبكة مركز البيانات من نموذج مركز بيانات أكثر تقليدية. تقع جميع مرافق مركز البيانات هذه في مساحة كبيرة واحدة"مركز بيانات كبير"تم دمج معظم CSPs في بنية منطقة موزعة لتحقيق النطاق المطلوب وتوفير خدمات سحابية عالية التوفر.
تقع مناطق مراكز البيانات عادةً بالقرب من المناطق الحضرية ذات الكثافة السكانية العالية لتقديم أفضل خدمة (مع تأخير وتوافر) للعملاء النهائيين الأقرب إلى هذه المناطق. تختلف البنية الإقليمية اختلافًا طفيفًا بين CSPs ، ولكنها تتكون من "بوابات" إقليمية زائدة عن الحاجة أو "المحاور". ترتبط هذه "البوابات" أو "المحاور" بالعمود الفقري لشبكة CSP الواسعة (WAN) (والمواقع الطرفية التي يمكن استخدامها لنقل المحتوى من نظير إلى نظير أو نقل المحتوى المحلي أو النقل البحري). ترتبط البوابات أو "المحاور" بالعمود الفقري لشبكة CSP الواسعة (WAN) (والمواقع الطرفية التي يمكن استخدامها لنقل المحتوى من نظير إلى نظير أو نقل المحتوى المحلي أو النقل البحري). من السهل شراء مرافق إضافية وربطها بالبوابة الإقليمية ، مما يسمح بالتوسع والنمو السريع للمنطقة مقارنة بالتكلفة العالية نسبيًا لبناء مركز بيانات كبير جديد ووقت إنشاء أطول ، مع ميزة إضافية تتمثل في المقدمةدس مفهوم المناطق المتاحة المختلفة (AZ) في منطقة معينة.
يقدم الانتقال من بنية مركز بيانات كبير إلى منطقة قيودًا إضافية يجب مراعاتها عند اختيار مواقع البوابة ومركز البيانات ، على سبيل المثال ، لضمان تجربة العميل نفسها (من منظور زمن الوصول) ، أقصى مسافة بين أي بيانات يجب أن تكون المراكز (من خلال بوابة عامة) مقيدة ، وهناك اعتبار آخر هو أن النظام البصري الرمادي غير فعال للغاية لربط مباني مركز البيانات المتميزة ماديًا داخل نفس المنطقة الجغرافية.مع وضع هذه العوامل في الاعتبار ، فإن النظام الأساسي المتماسك اليوم غير مناسب لتطبيقات DCI.
يوفر تنسيق تعديل PAM4 استهلاكًا منخفضًا للطاقة ، ومساحة منخفضة ، وخيارات الكشف المباشر. من خلال استخدام ضوئيات السيليكون ، تم تطوير جهاز إرسال واستقبال مزدوج الحامل مع دائرة متكاملة خاصة بالتطبيقات PAM4 (ASIC) ، ودمج معالج إشارة رقمي متكامل (DSP) و تصحيح الخطأ الأمامي (FEC) وتجميعه في عامل الشكل QSFP28.يمكن لوحدة التبديل القابلة للتوصيل الناتجة إجراء نقل DWDM عبر وصلة DCI نموذجية ، مع 4 تيرا بايت في الثانية لكل زوج من الألياف و 4.5 واط لكل 100 جرام.
3.سوف تصبح الضوئيات السيليكونية و CMOS جوهر تطوير الوحدة الضوئية
إن الجمع بين الضوئيات السيليكونية للبصريات المتكاملة للغاية وأشباه موصلات أكسيد المعادن التكميلية عالية السرعة للسيليكون (CMOS) لمعالجة الإشارات سوف تلعب دورًا في تطوير وحدات ضوئية منخفضة التكلفة ومنخفضة الطاقة وقابلة للتحويل.
تعد شريحة السيليكون الضوئية المدمجة للغاية قلب الوحدة القابلة للتوصيل ، وبالمقارنة مع فوسفيد الإنديوم ، فإن منصة CMOS السيليكونية قادرة على إدخال بصريات على مستوى الرقاقة بأحجام أكبر 200 مم و 300 مم. تم بناؤها عن طريق إضافة epitaxy الجرمانيوم على منصة CMOS قياسية من السيليكون. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن دمج المكونات القائمة على ثاني أكسيد السيليكون ونتريد السيليكون لتصنيع تباين معامل الانكسار المنخفض والمكونات الضوئية غير الحساسة لدرجة الحرارة.
في الشكل 2 ، يحتوي المسار البصري الناتج لشريحة السيليكون الضوئية على زوج من مُعدِّلات Mach Zehnder للموجة المتنقلة (MZM) ، واحد لكل طول موجي ، ثم يتم دمج مخرجات الطول الموجي على شريحة باستخدام مشذر متكامل 2: 1 ، والذي بمثابة معدد إرسال DWDM. يمكن استخدام نفس السيليكون MZM في كل من تنسيقات تعديل NRZ و PAM4 مع إشارات محرك مختلفة.
مع استمرار نمو متطلبات النطاق الترددي لشبكات مراكز البيانات ، يتطلب قانون مور تطورات في تبديل الرقائق.سيمكن ذلك منصات التبديل والموجه من الحفاظ على تكافؤ قاعدة رقاقة التبديل مع زيادة سعة كل منفذ. تم تصميم رقائق التبديل من الجيل التالي لكل منفذ من 400 جيجا ، وتم إطلاق مشروع يسمى 400ZR في منتدى الإنترنت البصري (OIF) لتوحيد معايير الجيل التالي من وحدات DCI الضوئية وإنشاء نظام بيئي بصري متنوع للموردين ، يشبه هذا المفهوم WDM PAM4 ، ولكنه يمتد لدعم متطلبات 400 جيجابت في الثانية.