Seperti yang kita ketahui bersama, industri teknologi telah meraih banyak pencapaian luar biasa di tahun 2018, dan akan ada berbagai kemungkinan di tahun 2019, yang sudah lama ditunggu-tunggu. Chief technology officer Inphi, Dr. Radha Nagarajan, percaya bahwa interkoneksi data center berkecepatan tinggi Pasar (DCI), salah satu segmen industri teknologi, juga akan berubah di 2019. Berikut tiga hal yang dia harapkan terjadi di data center tahun ini.
1.Dekomposisi geografis pusat data akan menjadi lebih umum
Konsumsi pusat data membutuhkan banyak dukungan ruang fisik, termasuk infrastruktur seperti daya dan pendinginan. Penguraian geo pusat data akan menjadi lebih umum karena semakin sulit untuk membangun pusat data yang besar, berkelanjutan, dan besar. Dekomposisi adalah kunci di metropolitan daerah yang harga tanahnya tinggi.Interkoneksi bandwidth besar sangat penting untuk menghubungkan pusat data ini.
DCI-KampuskanPusat data ini sering terhubung bersama, misalnya di lingkungan kampus.Jarak biasanya dibatasi antara 2 dan 5 kilometer. Tergantung pada ketersediaan serat, ada juga hubungan CWDM dan DWDM yang tumpang tindih pada jarak ini.
DCI-TepikanJenis koneksi ini berkisar dari 2 km hingga 120 km. Tautan ini terutama terhubung ke pusat data terdistribusi di dalam area dan biasanya tunduk pada batasan latensi. Opsi teknologi optik DCI mencakup deteksi langsung dan koherensi, keduanya diimplementasikan menggunakan DWDM format transmisi dalam C-band serat optik (jendela 192 THz hingga 196 THz). Format modulasi deteksi langsung adalah modulasi amplitudo, memiliki skema deteksi yang lebih sederhana, mengkonsumsi daya yang lebih rendah, biaya yang lebih rendah, dan memerlukan kompensasi dispersi eksternal dalam banyak kasus.Untuk 100 Gbps, 4-level modulasi amplitudo pulsa (PAM4), format deteksi langsung adalah metode hemat biaya untuk aplikasi DCI-Edge. Format modulasi PAM4 memiliki kapasitas dua kali lipat dari non-return-to-zero (NRZ) tradisional. format modulasi.Untuk sistem DCI 400-Gbps (per panjang gelombang) generasi berikutnya, format koheren 16-QAM 60-Gbaud adalah pesaing utama.
DCI-Metro/Jarak JauhkanKategori serat ini berada di luar DCI-Edge, dengan ground link hingga 3.000 kilometer dan dasar laut yang lebih panjang.Format modulasi koheren digunakan untuk kategori ini dan jenis modulasi dapat berbeda untuk jarak yang berbeda.Format modulasi koheren juga amplitudo dan fase termodulasi, membutuhkan laser osilator lokal untuk deteksi, membutuhkan pemrosesan sinyal digital yang kompleks, mengkonsumsi lebih banyak daya, memiliki jangkauan yang lebih panjang, dan lebih mahal daripada deteksi langsung atau metode NRZ.
2.Pusat data akan terus berkembang
Interkoneksi bandwidth besar sangat penting untuk menghubungkan pusat data ini. Dengan pemikiran ini, pusat data DCI-Campus, DCI-Edge dan DCI-Metro/Long Haul akan terus berkembang. Dalam beberapa tahun terakhir, bidang DCI telah menjadi fokus perhatian pemasok sistem DWDM tradisional. Kebutuhan bandwidth yang berkembang dari penyedia layanan cloud (CSP) yang menyediakan perangkat lunak sebagai layanan (SaaS), platform sebagai layanan (PaaS), dan infrastruktur sebagai layanan Kemampuan (IaaS) mendorong sistem optik yang berbeda untuk menghubungkan jaringan pusat data CSP Sakelar lapisan dan router. Saat ini, ini perlu dijalankan pada 100 Gbps.Di dalam data center, kabel direct-attached copper (DAC), active optical cable (AOC) atau optik 100G “abu-abu” dapat digunakan.Untuk koneksi ke fasilitas pusat data (aplikasi kampus atau edge/metro), satu-satunya pilihan yang ada hanya baru-baru ini telah tersedia adalah fitur lengkap, pendekatan berbasis repeater berbasis koheren yang sub-optimal.
Dengan transisi ke ekosistem 100G, arsitektur jaringan pusat data telah berevolusi dari model pusat data yang lebih tradisional.“pusat data besar”kampus. Sebagian besar CSP telah digabungkan ke arsitektur area terdistribusi untuk mencapai skala yang diperlukan dan menyediakan layanan cloud yang sangat tersedia.
Area pusat data biasanya terletak di dekat area metropolitan dengan kepadatan penduduk yang tinggi untuk memberikan layanan terbaik (dengan penundaan dan ketersediaan) kepada pelanggan akhir yang paling dekat dengan area ini. Arsitektur regional sedikit berbeda antara CSP, tetapi terdiri dari “gateway” regional yang berlebihan atau "hub". "Gerbang" atau "hub" ini terhubung ke tulang punggung jaringan area luas (WAN) CSP (dan situs tepi yang dapat digunakan untuk peer-to-peer, transportasi konten lokal atau transportasi bawah laut). gateway” atau “hub” terhubung ke backbone jaringan area luas (WAN) CSP (dan situs tepi yang dapat digunakan untuk peer-to-peer, transportasi konten lokal atau transportasi bawah laut). Karena area perlu diperluas, itu mudah untuk mendapatkan fasilitas tambahan dan menghubungkannya ke gateway regional.Hal ini memungkinkan perluasan dan pertumbuhan area yang cepat dibandingkan dengan biaya yang relatif tinggi untuk membangun pusat data baru yang besar dan waktu konstruksi yang lebih lama, dengan manfaat tambahan dari pengenalanmenghasilkan konsep berbagai area yang tersedia (AZ) di area tertentu.
Transisi dari arsitektur pusat data besar ke zona memperkenalkan kendala tambahan yang harus dipertimbangkan saat memilih gateway dan lokasi fasilitas pusat data. Misalnya, untuk memastikan pengalaman pelanggan yang sama (dari perspektif latensi), jarak maksimum antara dua data pusat (melalui gateway publik) harus dibatasi. Pertimbangan lain adalah bahwa sistem optik abu-abu terlalu tidak efisien untuk menghubungkan bangunan pusat data yang berbeda secara fisik dalam wilayah geografis yang sama.Dengan mempertimbangkan faktor-faktor ini, platform koheren saat ini tidak cocok untuk aplikasi DCI.
Format modulasi PAM4 menyediakan konsumsi daya rendah, tapak rendah, dan opsi deteksi langsung. Dengan memanfaatkan fotonik silikon, transceiver pembawa ganda dengan Sirkuit Terintegrasi Khusus Aplikasi (ASIC) PAM4 dikembangkan, mengintegrasikan prosesor sinyal digital terintegrasi (DSP) dan koreksi kesalahan maju (FEC). Dan mengemasnya ke dalam faktor bentuk QSFP28.Modul yang dapat dicolokkan sakelar yang dihasilkan dapat melakukan transmisi DWDM melalui tautan DCI biasa, dengan 4 Tbps per pasangan serat dan 4,5 W per 100G.
3.Fotonik silikon dan CMOS akan menjadi inti pengembangan modul optik
Kombinasi fotonik silikon untuk optik yang sangat terintegrasi dan semikonduktor oksida logam komplementer silikon (CMOS) berkecepatan tinggi untuk pemrosesan sinyal akan berperan dalam evolusi modul optik berbiaya rendah, berdaya rendah, dan dapat dialihkan.
Chip fotonik silikon yang sangat terintegrasi adalah inti dari modul yang dapat dipasang. Dibandingkan dengan indium phosphide, platform silikon CMOS mampu memasuki optik tingkat wafer pada ukuran wafer 200 mm dan 300 mm yang lebih besar. Detektor foto dengan panjang gelombang 1300 nm dan 1500 nm dibangun dengan menambahkan epitaksi germanium pada platform silikon CMOS standar. Selain itu, komponen berbasis silikon dioksida dan silikon nitrida dapat diintegrasikan untuk membuat kontras indeks bias rendah dan komponen optik yang tidak sensitif terhadap suhu.
Pada Gambar 2, jalur optik keluaran dari chip fotonik silikon berisi sepasang modulator gelombang perjalanan Mach Zehnder (MZM), satu untuk setiap panjang gelombang. Kedua keluaran panjang gelombang tersebut kemudian digabungkan pada sebuah chip menggunakan interleaver 2:1 terintegrasi, yang bertindak sebagai multiplexer DWDM. MZM silikon yang sama dapat digunakan dalam format modulasi NRZ dan PAM4 dengan sinyal drive yang berbeda.
Karena kebutuhan bandwidth jaringan pusat data terus bertambah, Hukum Moore membutuhkan kemajuan dalam mengganti chip.Ini akan memungkinkan platform switch dan router untuk mempertahankan paritas basis chip switch sambil meningkatkan kapasitas setiap port. Chip switch generasi berikutnya dirancang untuk setiap port dari 400G. Sebuah proyek yang disebut 400ZR diluncurkan di Optical Internet Forum (OIF) untuk menstandarisasi modul DCI optik generasi berikutnya dan menciptakan ekosistem optik yang beragam untuk pemasok. Konsep ini mirip dengan WDM PAM4, tetapi diperluas untuk mendukung persyaratan 400-Gbps.