Mint mindannyian tudjuk, a technológiai ipar számos rendkívüli eredményt ért el 2018-ban, és 2019-ben is számos lehetőség adódik, ami már régóta várt. Az Inphi technológiai igazgatója, Dr. Radha Nagarajan úgy véli, hogy a nagy sebességű adatközpontok összekapcsolódnak A (DCI) piac, amely a technológiai iparág egyik szegmense, szintén megváltozik 2019-ben. Íme három dolog, ami várhatóan megtörténik az adatközpontban idén.
1.Az adatközpontok földrajzi felosztása egyre gyakoribb lesz
Az adatközpontok fogyasztása sok fizikai helyet igényel, beleértve az infrastruktúrát, például az áramellátást és a hűtést. Az adatközpontok geodekompozíciója egyre gyakoribb lesz, mivel egyre nehezebb lesz nagy, folyamatos, nagy adatközpontokat építeni. A bomlás kulcsfontosságú a nagyvárosokban olyan területeken, ahol magasak a földárak.A nagy sávszélességű összekapcsolások kritikusak ezen adatközpontok összekapcsolásához.
DCI-Campus:Ezek az adatközpontok gyakran össze vannak kötve, például egyetemi környezetben.A távolság általában 2 és 5 kilométer között van. Az optikai szál elérhetőségétől függően ezeken a távolságokon átfedés van a CWDM és a DWDM kapcsolatok között.
DCI-Edge:Az ilyen típusú kapcsolat 2 km-től 120 km-ig terjed. Ezek a kapcsolatok elsősorban a területen belüli elosztott adatközpontokhoz csatlakoznak, és jellemzően késleltetési korlátozások vonatkoznak rájuk. A DCI optikai technológiai lehetőségei közé tartozik a közvetlen észlelés és a koherencia, mindkettő a DWDM segítségével valósul meg. átviteli formátum üvegszálas C-sávban (192 THz-től 196 THz-ig terjedő ablak). A közvetlen érzékelési modulációs formátum amplitúdómodulált, egyszerűbb észlelési sémával rendelkezik, alacsonyabb energiafogyasztású, alacsonyabb költséggel, és a legtöbb esetben külső diszperziókompenzációt igényel. 100 Gbps, 4 szintű impulzus amplitúdó moduláció (PAM4), a közvetlen érzékelési formátum költséghatékony módszer a DCI-Edge alkalmazásokhoz. A PAM4 modulációs formátum kétszer akkora kapacitással rendelkezik, mint a hagyományos nullához nem visszatérő (NRZ) modulációs formátum. A 400 Gbps (hullámhosszonkénti) DCI rendszerek következő generációjában a 60 Gbaud, 16 QAM koherens formátum a vezető versenytárs.
DCI-Metro/hosszú távú:Ez a szálkategória túlmutat a DCI-Edge-en, akár 3000 kilométeres földi kapcsolattal és hosszabb tengerfenékkel.Ebbe a kategóriába koherens modulációs formátumot használnak, és a moduláció típusa különböző távolságokra eltérő lehet.A koherens modulációs formátum amplitúdó- és fázismodulált is, a detektáláshoz helyi oszcillátorlézerek szükségesek, összetett digitális jelfeldolgozást igényel, több energiát fogyaszt, nagyobb a hatótávolsága, és drágább, mint a közvetlen detektálás vagy az NRZ módszerek.
2.Az adatközpont tovább fog fejlődni
A nagy sávszélességű összekapcsolások létfontosságúak ezen adatközpontok összekapcsolásához. Ezt szem előtt tartva a DCI-Campus, DCI-Edge és DCI-Metro/Long Haul adatközpontok tovább fognak fejlődni. Az elmúlt néhány évben a DCI terület került a középpontba a hagyományos DWDM-rendszer-szállítók figyelmét. A szoftvert szolgáltatásként (SaaS), platformként szolgáltatásként (PaaS) és infrastruktúrát szolgáltatásként nyújtó felhőszolgáltatók (CSP) növekvő sávszélesség-igénye Az (IaaS) képességek különböző optikai rendszereket hajtanak végre a CSP-adatközponti hálózatok összekapcsolásához. Rétegkapcsolók és útválasztók. Ma ennek 100 Gbps-os sebességgel kell működnie.Az adatközponton belül közvetlenül csatlakoztatott réz (DAC) kábelezés, aktív optikai kábel (AOC) vagy 100 G „szürke” optika használható. Adatközponti létesítményekhez (campus vagy edge/metró alkalmazások) való csatlakozáshoz az egyetlen lehetőség, amely rendelkezik csak mostanában jelent meg egy teljes értékű, koherens alapú átjátszó alapú megközelítés, amely nem optimális.
A 100G-s ökoszisztémára való átállással az adatközponti hálózati architektúra egy hagyományosabb adatközponti modellből fejlődött ki. Mindezek az adatközpont-létesítmények egyetlen nagy területen találhatók."nagy adatközpont”campus.A legtöbb CSP-t egy elosztott területi architektúrával egyesítették, hogy elérjék a szükséges léptéket és magasan elérhető felhőszolgáltatásokat biztosítsanak.
Az adatközpontok jellemzően nagy népsűrűségű nagyvárosi területek közelében helyezkednek el, hogy a legjobb szolgáltatást (késéssel és elérhetőséggel) biztosítsák az ezekhez a területekhez legközelebb eső végfelhasználók számára. A regionális architektúra némileg eltér a CSP-k között, de redundáns regionális „átjárókból” áll. vagy „hubok”.Ezek az „átjárók” vagy „elosztók” a CSP nagy kiterjedésű hálózatához (WAN) csatlakoznak (és a peremhelyekhez, amelyek peer-to-peer, helyi tartalomszállításra vagy tengeralattjáró szállításra használhatók). átjárók” vagy „hubok” csatlakoznak a CSP nagy kiterjedésű hálózati (WAN) gerincéhez (és peremhelyekhez, amelyek peer-to-peer, helyi tartalomszállításra vagy tengeralattjáró szállításra használhatók). Mivel a területet bővíteni kell, könnyű további létesítményeket beszerezni és a regionális átjáróhoz csatlakoztatni. Ez lehetővé teszi a terület gyors terjeszkedését és növekedését egy új nagy adatközpont építésének viszonylag magas költségéhez és a hosszabb építési időhöz képest, a bevezető további előnyévelegy adott területen a különböző rendelkezésre álló területek (AZ) koncepciójának kialakítása.
A nagy adatközpont-architektúráról a zónára való áttérés további megszorításokat vezet be, amelyeket figyelembe kell venni az átjárók és az adatközpont-létesítmények helyének kiválasztásakor. Például ugyanazon ügyfélélmény biztosítása érdekében (a várakozási idő szempontjából) a két adat közötti maximális távolságot kell biztosítani. A központokat (nyilvános átjárón keresztül) be kell határolni. Egy másik szempont az, hogy a szürke optikai rendszer túlságosan nem hatékony ahhoz, hogy ugyanazon a földrajzi területen belül fizikailag elkülönülő adatközpont-épületeket összekapcsoljon.Ezeket a tényezőket szem előtt tartva a mai koherens platform nem alkalmas DCI alkalmazásokhoz.
A PAM4 modulációs formátum alacsony energiafogyasztást, kis helyigényt és közvetlen érzékelési lehetőségeket biztosít. A szilícium fotonika felhasználásával egy kétvivős adó-vevő PAM4 alkalmazásspecifikus integrált áramkörrel (ASIC) lett kifejlesztve, amely integrált digitális jelprocesszort (DSP) és továbbítási hibajavítás (FEC). És csomagolja be a QSFP28 formátumba.Az eredményül kapott kapcsolóval csatlakoztatható modul DWDM átvitelt tud végezni egy tipikus DCI-kapcsolaton keresztül, szálpáronként 4 Tbps és 100 G-onként 4,5 W-tal.
3.A szilícium fotonika és a CMOS lesz az optikai modulok fejlesztésének magja
A szilícium fotonika nagymértékben integrált optikához és a jelfeldolgozáshoz használt nagy sebességű szilícium-komplementer fém-oxid félvezetők (CMOS) kombinációja szerepet fog játszani az alacsony költségű, alacsony fogyasztású, kapcsolható optikai modulok fejlődésében.
Az erősen integrált szilícium fotonikus chip a csatlakoztatható modul szíve. Az indium-foszfidhoz képest a szilícium CMOS platform nagyobb 200 mm-es és 300 mm-es szeletméretekben képes belépni az ostyaszintű optikába.Fotodetektorok 1300 nm és 1500 nm hullámhosszal germánium epitaxia hozzáadásával készültek szabványos szilícium CMOS platformon. Ezenkívül szilícium-dioxid és szilícium-nitrid alapú komponensek integrálhatók alacsony törésmutatójú kontrasztú és hőmérsékletre érzéketlen optikai alkatrészek előállításához.
A 2. ábrán a szilícium fotonikus chip kimeneti optikai útja egy pár mozgóhullámú Mach Zehnder modulátort (MZM) tartalmaz, mindegyik hullámhosszhoz egyet. A két hullámhosszú kimenetet ezután egy chipen egyesítik egy integrált 2:1 interleaver segítségével, amely DWDM multiplexerként működik.Ugyanaz a szilícium MZM NRZ és PAM4 modulációs formátumban is használható különböző meghajtójelekkel.
Mivel az adatközponti hálózatok sávszélesség-igénye folyamatosan nő, a Moore-törvény előrelépést igényel a chipek váltásában.Ez lehetővé teszi, hogy a switch és router platformok fenntartsák a switch chip alapparitást, miközben növelik az egyes portok kapacitását.A következő generációs switch chipeket a 400G minden portjához tervezték.A 400ZR nevű projektet az Optical Internet Forum (OIF) elindították. a következő generációs optikai DCI modulok szabványosítása és változatos optikai ökoszisztéma létrehozása a beszállítók számára. Ez a koncepció hasonló a WDM PAM4-hez, de kiterjed a 400 Gbps-os követelmények támogatására.