Як мы ўсе ведаем, у 2018 годзе тэхналагічная індустрыя дасягнула шматлікіх незвычайных дасягненняў, і ў 2019 годзе адкрыюцца розныя магчымасці, чаго доўга чакалі. Галоўны тэхналагічны дырэктар Inphi, доктар Радха Нагараджан, лічыць, што высакахуткаснае злучэнне цэнтраў апрацоўкі дадзеных (DCI), адзін з сегментаў індустрыі тэхналогій, таксама зменіцца ў 2019. Вось тры рэчы, якія ён чакае, што адбудуцца ў цэнтры апрацоўкі дадзеных у гэтым годзе.
1.Геаграфічная дэкампазіцыя цэнтраў апрацоўкі дадзеных стане больш распаўсюджанай
Спажыванне цэнтраў апрацоўкі дадзеных патрабуе значнай фізічнай падтрымкі прасторы, у тым ліку такой інфраструктуры, як электраэнергія і астуджэнне. Геадэкампазіцыя цэнтра апрацоўкі дадзеных стане больш распаўсюджанай, паколькі будаваць вялікія, бесперапынныя, буйныя цэнтры апрацоўкі дадзеных становіцца ўсё цяжэй. Дэкампазіцыя з'яўляецца ключавой у мегаполісе раёнах, дзе цэны на зямлю высокія.Міжзлучэнні з вялікай прапускной здольнасцю маюць вырашальнае значэнне для злучэння гэтых цэнтраў апрацоўкі дадзеных.
DCI-кампус:Гэтыя цэнтры апрацоўкі дадзеных часта злучаюцца разам, напрыклад, у кампусе.Звычайна адлегласць абмяжоўваецца ад 2 да 5 кіламетраў. У залежнасці ад наяўнасці валакна на гэтых адлегласцях таксама існуе перакрыцце каналаў CWDM і DWDM.
DCI-Edge:Гэты тып злучэння знаходзіцца ў дыяпазоне ад 2 км да 120 км. Гэтыя спасылкі ў асноўным падключаюцца да размеркаваных цэнтраў апрацоўкі дадзеных у рэгіёне і звычайна падвяргаюцца абмежаванням затрымкі. Параметры аптычнай тэхналогіі DCI ўключаюць прамое выяўленне і кагерэнтнасць, абодва з якіх рэалізаваны з дапамогай DWDM фармат перадачы ў валаконна-аптычным дыяпазоне С (акно ад 192 ТГц да 196 ТГц). Фармат мадуляцыі прамога выяўлення мадулюецца па амплітудзе, мае больш простую схему выяўлення, спажывае меншую энергію, меншы кошт і ў большасці выпадкаў патрабуе знешняй кампенсацыі дысперсіі. 100 Гбіт/с, 4-ўзроўневая амплітудна-імпульсная мадуляцыя (PAM4), фармат прамога вызначэння з'яўляецца эканамічна эфектыўным метадам для прыкладанняў DCI-Edge. Фармат мадуляцыі PAM4 мае ў два разы большую магутнасць, чым традыцыйны фармат без вяртання да нуля (NRZ) фармат мадуляцыі. Для наступнага пакалення сістэм DCI 400 Гбіт/с (на даўжыню хвалі) галоўным канкурэнтам з'яўляецца кагерэнтны фармат 60 Гбод і 16 QAM.
DCI-Метро/Доўгія перавозкі:Гэтая катэгорыя валакна выходзіць за межы DCI-Edge, з наземнай сувяззю да 3000 кіламетраў і больш доўгім марскім дном. Для гэтай катэгорыі выкарыстоўваецца кагерэнтны фармат мадуляцыі, і тып мадуляцыі можа адрознівацца для розных адлегласцей. Кагерэнтны фармат мадуляцыі таксама мае амплітудную і фазавую мадуляцыю, для выяўлення патрабуе лакальных лазераў, патрабуе складанай лічбавай апрацоўкі сігналу, спажывае больш энергіі, мае большы дыяпазон і даражэй, чым прамое выяўленне або метады NRZ.
2.ЦОД будзе працягваць развівацца
Міжзлучэнні з вялікай прапускной здольнасцю маюць вырашальнае значэнне для злучэння гэтых цэнтраў апрацоўкі дадзеных. Улічваючы гэта, цэнтры апрацоўкі дадзеных DCI-Campus, DCI-Edge і DCI-Metro/Long Haul будуць працягваць развівацца. За апошнія некалькі гадоў сфера DCI стала ў цэнтры ўвагі увагі пастаўшчыкоў традыцыйных сістэм DWDM. Растуць патрабаванні да прапускной здольнасці пастаўшчыкоў воблачных паслуг (CSP), якія забяспечваюць праграмнае забеспячэнне як паслуга (SaaS), платформу як паслугу (PaaS) і інфраструктуру як паслугу Магчымасці (IaaS) кіруюць рознымі аптычнымі сістэмамі для злучэння сетак цэнтраў апрацоўкі дадзеных CSP, камутатарамі ўзроўню і маршрутызатарамі. Сёння гэта павінна працаваць на хуткасці 100 Гбіт/с.Унутры цэнтра апрацоўкі дадзеных можна выкарыстоўваць медны кабель з прамым падключэннем (DAC), актыўны аптычны кабель (AOC) або «шэрую» оптыку 100G. толькі нядаўна быў даступны поўнафункцыянальны падыход на аснове кагерэнтнага рэтранслятара, які з'яўляецца неаптымальным.
З пераходам да экасістэмы 100G сеткавая архітэктура цэнтра апрацоўкі дадзеных ператварылася з больш традыцыйнай мадэлі цэнтра апрацоўкі дадзеных. Усе гэтыя аб'екты цэнтра апрацоўкі дадзеных размешчаны ў адным вялікім«вялікі цэнтр апрацоўкі дадзеных»campus.Most CSP былі аб'яднаны з архітэктурай размеркаванай вобласці для дасягнення неабходнага маштабу і забеспячэння высокай даступнасці хмарных сэрвісаў.
Зоны цэнтраў апрацоўкі дадзеных звычайна размяшчаюцца паблізу мегаполісаў з высокай шчыльнасцю насельніцтва, каб забяспечыць лепшае абслугоўванне (з затрымкай і даступнасцю) канчатковым кліентам, бліжэйшым да гэтых абласцей. Рэгіянальная архітэктура CSP нязначна адрозніваецца, але складаецца з залішніх рэгіянальных «шлюзаў» або «канцэнтратары». Гэтыя «шлюзы» або «канцэнтратары» падлучаны да апорнай магістралі глабальнай сеткі (WAN) CSP (і памежных сайтаў, якія могуць выкарыстоўвацца для аднарангавай сувязі, перадачы лакальнага кантэнту або падводнай перадачы). шлюзы» або «канцэнтратары» падключаюцца да апорнай магістралі глабальнай сеткі (WAN) CSP (і пагранічных сайтаў, якія могуць выкарыстоўвацца для аднарангавага, лакальнага кантэнту або падводнага транспарту). Паколькі вобласць неабходна пашырыць, Лёгка набыць дадатковыя памяшканні і падключыць іх да рэгіянальнага шлюза. Гэта дазваляе хутка пашырыць і павялічыць тэрыторыю ў параўнанні з адносна высокім коштам будаўніцтва новага вялікага цэнтра апрацоўкі дадзеных і больш працяглым часам будаўніцтва, з дадатковай перавагай інтрастварэнне канцэпцыі розных даступных абласцей (AZ) у дадзенай вобласці.
Пераход ад архітэктуры вялікага цэнтра апрацоўкі дадзеных да зоны ўводзіць дадатковыя абмежаванні, якія неабходна ўлічваць пры выбары шлюза і размяшчэння цэнтра апрацоўкі дадзеных. Напрыклад, каб забяспечыць аднолькавы вопыт кліента (з пункту гледжання затрымкі), максімальная адлегласць паміж любымі двума дадзенымі цэнтры (праз агульнадаступны шлюз) павінны быць абмежаваныя. Іншым меркаваннем з'яўляецца тое, што шэрая аптычная сістэма занадта неэфектыўная для злучэння паміж сабой фізічна розных будынкаў цэнтра апрацоўкі дадзеных у межах адной геаграфічнай вобласці.Улічваючы гэтыя фактары, сённяшняя ўзгодненая платформа не падыходзіць для прыкладанняў DCI.
Фармат мадуляцыі PAM4 забяспечвае нізкае энергаспажыванне, малы памер і магчымасці прамога выяўлення. З выкарыстаннем крамянёвай фатонікі быў распрацаваны прыёмаперадатчык з двума нясучымі і спецыяльнай інтэгральнай схемай PAM4 (ASIC), якая аб'ядноўвае інтэграваны працэсар лічбавых сігналаў (DSP) і прамое выпраўленне памылак (FEC). І запакуйце яго ў формаў-фактар QSFP28.Атрыманы падключаемы модуль камутатара можа выконваць перадачу DWDM па тыповай сувязі DCI з хуткасцю 4 Тбіт/с на пару валокнаў і 4,5 Вт на 100 ГБ.
3.Крамянёвая фатоніка і CMOS стануць ядром распрацоўкі аптычных модуляў
Камбінацыя крамянёвай фатонікі для высокаінтэграванай оптыкі і высакахуткасных крэмніевых камплементарных металаксідных паўправаднікоў (CMOS) для апрацоўкі сігналаў будзе адыгрываць пэўную ролю ў эвалюцыі недарагіх маламагутных пераключаемых аптычных модуляў.
Высокаінтэграваны крамянёвы фатонны чып - гэта сэрца падключанага модуля. У параўнанні з фасфідам індыя, крэмніевая КМОП-платформа здольная ўваходзіць у оптыку на ўзроўні пласцін пры большых памерах пласцін 200 мм і 300 мм. Фотадэтэктары з даўжынямі хваль 1300 нм і 1500 нм былі пабудаваны шляхам дадання германіевай эпітаксіі на стандартнай крамянёвай КМОП-платформе. Акрамя таго, кампаненты на аснове дыяксіду крэмнію і нітрыду крэмнію могуць быць інтэграваны для вырабу кантрасту з нізкім паказчыкам праламлення і неадчувальных да тэмпературы аптычных кампанентаў.
На малюнку 2 выхадны аптычны шлях крамянёвага фатоннага чыпа змяшчае пару мадулятараў бягучай хвалі Маха Цэндэра (MZM), па адным для кожнай даўжыні хвалі. Дзве выхадныя даўжыні хвалі затым аб'ядноўваюцца на чыпе з дапамогай убудаванага перамежніка 2:1, які дзейнічае як мультыплексар DWDM. Адзін і той жа крэмній MZM можа выкарыстоўвацца як у фарматах мадуляцыі NRZ, так і ў PAM4 з рознымі сігналамі прывада.
Паколькі патрабаванні да прапускной здольнасці сетак цэнтра апрацоўкі дадзеных працягваюць расці, закон Мура патрабуе прагрэсу ў пераключэнні чыпаў.Гэта дазволіць платформам камутатараў і маршрутызатараў падтрымліваць базавы парытэт мікрасхем камутатараў, адначасова павялічваючы ёмістасць кожнага порта. Мікрасхемы камутатараў наступнага пакалення распрацаваны для кожнага порта 400G. Праект пад назвай 400ZR быў запушчаны на Форуме аптычнага інтэрнэту (OIF) стандартызаваць аптычныя модулі DCI наступнага пакалення і стварыць разнастайную аптычную экасістэму для пастаўшчыкоў. Гэтая канцэпцыя падобная на WDM PAM4, але распаўсюджваецца на падтрымку патрабаванняў 400 Гбіт/с.