Sama sa nahibal-an namong tanan, ang industriya sa teknolohiya nakab-ot ang daghang talagsaon nga mga nahimo sa 2018, ug adunay lainlaing mga posibilidad sa 2019, nga dugay nang gipaabut. Ang punoan nga opisyal sa teknolohiya sa Inphi, si Dr. Radha Nagarajan, nagtuo nga ang high-speed data center interconnect. (DCI) nga merkado, usa sa mga bahin sa industriya sa teknolohiya, mausab usab sa 2019. Ania ang tulo ka butang nga iyang gipaabot nga mahitabo sa data center karong tuiga.
1.Ang geographic decomposition sa mga data center mahimong mas komon
Ang pagkonsumo sa sentro sa datos nanginahanglan daghang suporta sa pisikal nga wanang, lakip na ang imprastraktura sama sa gahum ug pagpabugnaw.Ang geo-decomposition sa sentro sa datos mahimong labi ka komon tungod kay kini mahimong labi ka lisud sa pagtukod og dako, padayon, dagkong mga sentro sa datos.Ang pagkadunot mao ang yawe sa metropolitan mga lugar diin taas ang presyo sa yuta.Ang dagkong mga interconnect sa bandwidth hinungdanon sa pagkonektar niini nga mga sentro sa datos.
DCI-Campus:Kini nga mga sentro sa datos kanunay nga konektado, pananglitan sa usa ka palibot sa campus.Ang gilay-on kasagaran limitado sa taliwala sa 2 ug 5 ka kilometro. Depende sa pagkaanaa sa lanot, adunay usa usab ka pagsapaw sa CWDM ug DWDM nga mga link niini nga mga distansya.
DCI-Edge:Kini nga matang sa koneksyon naglangkob gikan sa 2 km ngadto sa 120 km. Kini nga mga link nag-una nga konektado sa gipang-apod-apod nga mga sentro sa datos sulod sa lugar ug kasagaran ubos sa latency constraints. Ang DCI optical technology nga mga opsyon naglakip sa direktang pag-ila ug pagkahiusa, nga ang duha gipatuman gamit ang DWDM transmission format sa fiber-optic C-band (192 THz to 196 THz window).Ang direktang detection modulation format kay amplitude modulated, adunay mas simple nga detection scheme, naggamit sa ubos nga gahum, ubos nga gasto, ug nagkinahanglan sa external dispersion compensation sa kadaghanan sa mga kaso. 100 Gbps, 4-level pulse amplitude modulation (PAM4), ang direct detection format usa ka cost-effective nga pamaagi alang sa DCI-Edge nga mga aplikasyon. Ang PAM4 modulation format adunay doble nga kapasidad sa tradisyonal nga non-return-to-zero (NRZ) modulation format.Alang sa sunod nga henerasyon sa 400-Gbps (matag wavelength) DCI system, ang 60-Gbaud, 16-QAM coherent format mao ang nag-unang kakompetensya.
DCI-Metro/Long Haul:Kini nga kategoriya sa fiber kay lapas pa sa DCI-Edge, nga adunay ground link nga hangtod sa 3,000 kilometros ug mas taas nga salog sa dagat.Ang usa ka coherent modulation format gigamit alang niini nga kategoriya ug ang modulation type mahimong lahi alang sa lain-laing mga distansya.The coherent modulation format mao usab ang amplitude ug phase modulated, nagkinahanglan sa lokal nga oscillator lasers alang sa detection, nagkinahanglan komplikado digital signal processing, konsumo sa dugang nga gahum, adunay mas taas nga range, ug mas mahal kay sa direkta nga detection o NRZ mga pamaagi.
2.Ang data center magpadayon sa pag-uswag
Dakong bandwidth interconnects importante sa pagkonektar niini nga mga data centers. Uban niini sa hunahuna, DCI-Campus, DCI-Edge ug DCI-Metro/Long Haul data centers magpadayon sa pag-uswag.Sa milabay nga pipila ka tuig, ang DCI field nahimong focus sa pagtagad sa tradisyonal nga DWDM system suppliers.Ang nagkadako nga bandwidth nga gikinahanglan sa cloud service providers (CSPs) nga naghatag og software-as-a-service (SaaS), platform-as-a-service (PaaS) ug infrastructure-as-a-service (IaaS) nga mga kapabilidad nagmaneho sa lain-laing mga optical system alang sa pagkonektar sa CSP data center network Layer switch ug routers.Karon, kini kinahanglan nga modagan sa 100 Gbps.Sa sulod sa data center, mahimong gamiton ang direct-attached copper (DAC) cabling, active optical cable (AOC) o 100G "gray" optics. bag-o lang nga magamit mao ang usa ka bug-os nga bahin, managsama nga nakabase sa repeater-based nga pamaagi nga sub-optimal.
Uban sa transisyon ngadto sa usa ka 100G ecosystem, ang data center network nga arkitektura miuswag gikan sa usa ka mas tradisyonal nga data center model.Ang tanan niini nga mga data center pasilidad nahimutang sa usa ka dako“dako nga data center”campus.Kadaghanan sa mga CSP gisagol sa usa ka arkitektura nga gipang-apod-apod nga lugar aron makab-ot ang sukod nga gikinahanglan ug mahatagan ang mga serbisyo sa panganod nga magamit kaayo.
Ang mga lugar sa sentro sa datos kasagarang nahimutang duol sa metropolitan nga mga dapit nga adunay taas nga populasyon sa populasyon aron sa paghatag sa pinakamaayo nga serbisyo (nga adunay pagkalangan ug pagkaanaa) ngadto sa katapusan nga mga kustomer nga labing duol niini nga mga lugar. o “hubs”.Kining mga “gateway” o “hubs” konektado sa CSP nga lapad nga area network (WAN) backbone (ug mga edge site nga mahimong gamiton alang sa peer-to-peer, lokal nga transportasyon sa sulod o submarino nga transportasyon). gateways” o “hubs” konektado sa CSP's wide area network (WAN) backbone (ug edge sites nga mahimong gamiton para sa peer-to-peer, local content transport o submarine transport). sayon nga makakuha og dugang nga mga pasilidad ug ikonektar kini sa rehiyonal nga ganghaan.Kini nagtugot alang sa paspas nga pagpalapad ug pagtubo sa lugar kon itandi sa medyo taas nga gasto sa pagtukod og bag-ong dako nga data center ug mas taas nga panahon sa pagtukod, uban sa dugang nga kaayohan sa introducing sa konsepto sa lain-laing mga anaa nga mga dapit (AZ) sa usa ka gihatag nga dapit.
Ang transisyon gikan sa usa ka dako nga arkitektura sa data center ngadto sa usa ka zone nagpaila sa dugang nga mga pagpugong nga kinahanglan nga tagdon sa diha nga pagpili sa ganghaan ug data center pasilidad nga mga lokasyon.Pananglitan, aron sa pagsiguro sa sama nga customer nga kasinatian (gikan sa usa ka latency perspektibo), ang pinakataas nga gilay-on tali sa bisan unsa nga duha ka data centers (pinaagi sa usa ka publiko nga ganghaan) kinahanglan nga bounded.Ang laing konsiderasyon mao nga ang gray optical nga sistema mao ang kaayo inefficient sa interconnect pisikal nga lahi data center building sulod sa sama nga geographic nga dapit.Uban sa kini nga mga hinungdan sa hunahuna, ang managsama nga plataporma karon dili angay alang sa mga aplikasyon sa DCI.
Ang PAM4 modulation format naghatag og ubos nga konsumo sa kuryente, ubos nga footprint, ug direktang detection nga mga opsyon.Pinaagi sa paggamit sa silicon photonics, usa ka dual-carrier transceiver nga adunay PAM4 Application Specific Integrated Circuit (ASIC) naugmad, nga naghiusa sa usa ka integrated digital signal processor (DSP) ug forward error correction (FEC).Ug i-package kini sa QSFP28 form factor.Ang resulta nga switch pluggable module makahimo sa DWDM transmission sa usa ka tipikal nga DCI link, nga adunay 4 Tbps matag fiber pares ug 4.5 W kada 100G.
3.Silicon photonics ug CMOS mahimong kinauyokan sa optical module development
Ang kombinasyon sa silicon photonics alang sa highly integrated optics ug high-speed silicon complementary metal oxide semiconductors (CMOS) alang sa pagproseso sa signal adunay papel sa ebolusyon sa ubos nga gasto, ubos nga gahum, switchable optical modules.
Ang highly integrated silicon photonic chip mao ang kasingkasing sa pluggable module.Kon itandi sa indium phosphide, ang silicon CMOS nga plataporma makahimo sa pagsulod sa wafer-level optics sa mas dako nga 200 mm ug 300 mm nga wafer sizes.Photodetectors nga adunay wavelength nga 1300 nm ug 1500 nm Gitukod pinaagi sa pagdugang sa germanium epitaxy sa usa ka standard nga silicon CMOS nga plataporma. Dugang pa, ang silicon dioxide ug silicon nitride based nga mga sangkap mahimong i-integrate aron makahimo og ubos nga refractive index contrast ug temperature insensitive optical components.
Sa Figure 2, ang output optical path sa silicon photonic chip naglangkob sa usa ka parisan sa traveling wave Mach Zehnder modulators (MZM), usa alang sa matag wavelength. naglihok isip usa ka DWDM multiplexer.Ang sama nga silicon MZM mahimong gamiton sa duha NRZ ug PAM4 modulasyon format uban sa lain-laing mga drive signal.
Samtang ang mga kinahanglanon sa bandwidth sa mga network sa data center nagpadayon sa pagtubo, ang Balaod ni Moore nanginahanglan mga pag-uswag sa pagbalhin sa mga chips.Kini makapahimo sa switch ug router nga mga plataporma sa pagpadayon sa switch chip base parity samtang nagdugang sa kapasidad sa matag pantalan. Ang sunod nga henerasyon nga switch chips gidisenyo alang sa matag pantalan sa 400G.Usa ka proyekto nga gitawag og 400ZR ang gilusad sa Optical Internet Forum (OIF) aron i-standardize ang sunod nga henerasyon nga optical DCI modules ug paghimo og lainlain nga optical ecosystem alang sa mga suppliers.Kini nga konsepto susama sa WDM PAM4, apan gipalapad aron suportahan ang mga kinahanglanon sa 400-Gbps.