როგორც ყველამ ვიცით, ტექნოლოგიურმა ინდუსტრიამ მიაღწია ბევრ არაჩვეულებრივ მიღწევას 2018 წელს და იქნება სხვადასხვა შესაძლებლობა 2019 წელს, რაც დიდი ხნის ნანატრია. Inphi-ს მთავარი ტექნოლოგიების ოფიცერი, დოქტორი რადა ნაგარაჯანი თვლის, რომ მონაცემთა მაღალსიჩქარიანი ცენტრის ურთიერთდაკავშირება. (DCI) ბაზარი, ტექნოლოგიური ინდუსტრიის ერთ-ერთი სეგმენტი, ასევე შეიცვლება 2019 წელს. აქ არის სამი რამ, რასაც ის ელის, რომ მოხდება მონაცემთა ცენტრში წელს.
1.მონაცემთა ცენტრების გეოგრაფიული დაშლა უფრო ხშირი გახდება
მონაცემთა ცენტრის მოხმარება მოითხოვს დიდ ფიზიკურ სივრცის მხარდაჭერას, მათ შორის ინფრასტრუქტურას, როგორიცაა ელექტროენერგია და გაგრილება. მონაცემთა ცენტრის გეო-დაშლა უფრო გავრცელებული გახდება, რადგან უფრო და უფრო რთული ხდება დიდი, უწყვეტი, დიდი მონაცემთა ცენტრების აშენება. დაშლა მთავარია მეტროპოლიტენში. ადგილები, სადაც მიწის ფასი მაღალია.დიდი გამტარუნარიანობის ურთიერთდაკავშირება გადამწყვეტია ამ მონაცემთა ცენტრების დასაკავშირებლად.
DCI-კამპუსი:ეს მონაცემთა ცენტრები ხშირად დაკავშირებულია ერთმანეთთან, მაგალითად, კამპუსში.მანძილი ჩვეულებრივ შემოიფარგლება 2-დან 5 კილომეტრამდე. ბოჭკოების ხელმისაწვდომობიდან გამომდინარე, ასევე არის CWDM და DWDM ბმულების გადახურვა ამ დისტანციებზე.
DCI-Edge:ამ ტიპის კავშირი მერყეობს 2 კმ-დან 120 კმ-მდე. ეს ბმულები, ძირითადად, დაკავშირებულია განაწილებულ მონაცემთა ცენტრებთან რეგიონში და, როგორც წესი, ექვემდებარება შეყოვნების შეზღუდვებს. DCI ოპტიკური ტექნოლოგიის ვარიანტები მოიცავს პირდაპირ გამოვლენას და თანმიმდევრულობას, რომლებიც დანერგილია DWDM-ის გამოყენებით. გადაცემის ფორმატი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი C ზოლში (192 THz-დან 196 THz-მდე ფანჯარა). პირდაპირი გამოვლენის მოდულაციის ფორმატი არის ამპლიტუდის მოდულაცია, აქვს უფრო მარტივი გამოვლენის სქემა, მოიხმარს დაბალ ენერგიას, დაბალ ღირებულებას და მოითხოვს გარე დისპერსიის კომპენსაციას უმეტეს შემთხვევაში. 100 გბიტი/წმ, 4 დონის პულსის ამპლიტუდის მოდულაცია (PAM4), პირდაპირი გამოვლენის ფორმატი არის ეკონომიური მეთოდი DCI-Edge აპლიკაციებისთვის. PAM4 მოდულაციის ფორმატს აქვს ორჯერ მეტი სიმძლავრე, ვიდრე ტრადიციული ნულოვანი დაბრუნების (NRZ) მოდულაციის ფორმატი. 400-გბ/წმ (თითო ტალღის სიგრძეზე) DCI სისტემების შემდეგი თაობისთვის, 60-გბაუდი, 16-QAM თანმიმდევრული ფორმატი წამყვანი კონკურენტია.
DCI-Metro/Long Haul:ბოჭკოების ეს კატეგორია სცილდება DCI-Edge-ს, 3000 კილომეტრამდე სახმელეთო კავშირით და უფრო გრძელი ზღვის ფსკერით. ამ კატეგორიისთვის გამოიყენება თანმიმდევრული მოდულაციის ფორმატი და მოდულაციის ტიპი შეიძლება განსხვავებული იყოს სხვადასხვა დისტანციებზე. თანმიმდევრული მოდულაციის ფორმატი. ასევე არის ამპლიტუდისა და ფაზის მოდულაცია, საჭიროებს ლოკალური ოსცილატორის ლაზერებს გამოსავლენად, მოითხოვს ციფრული სიგნალის კომპლექსურ დამუშავებას, მოიხმარს მეტ ენერგიას, აქვს უფრო დიდი დიაპაზონი და უფრო ძვირია, ვიდრე პირდაპირი გამოვლენის ან NRZ მეთოდებზე.
2.მონაცემთა ცენტრი განაგრძობს განვითარებას
დიდი გამტარუნარიანობის ურთიერთდაკავშირება გადამწყვეტია ამ მონაცემთა ცენტრების დასაკავშირებლად. ამის გათვალისწინებით, DCI-Campus, DCI-Edge და DCI-Metro/Long Haul მონაცემთა ცენტრები განაგრძობენ განვითარებას. ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში, DCI ველი გახდა აქცენტი. ტრადიციული DWDM სისტემის მომწოდებლების ყურადღების ცენტრში. ღრუბლოვანი სერვისის პროვაიდერების (CSP) გამტარუნარიანობის მზარდი მოთხოვნები, რომლებიც უზრუნველყოფენ პროგრამულ უზრუნველყოფას როგორც სერვისს (SaaS), პლატფორმას როგორც სერვისს (PaaS) და ინფრასტრუქტურას როგორც სერვისს (IaaS) შესაძლებლობები განაპირობებს სხვადასხვა ოპტიკურ სისტემებს CSP მონაცემთა ცენტრის ქსელების ფენის გადამრთველებისა და მარშრუტიზატორების დასაკავშირებლად. დღეს ეს უნდა იმუშაოს 100 გბიტ/წმ სიჩქარით.მონაცემთა ცენტრის შიგნით შეიძლება გამოყენებულ იქნას პირდაპირ მიერთებული სპილენძის (DAC) კაბელი, აქტიური ოპტიკური კაბელი (AOC) ან 100G „ნაცრისფერი“ ოპტიკა. მონაცემთა ცენტრის ობიექტებთან კავშირებისთვის (კამპუსი ან კიდეები/მეტრო აპლიკაციები), ერთადერთი ვარიანტი, რომელსაც აქვს მხოლოდ ახლახან ხელმისაწვდომია სრულფასოვანი, თანმიმდევრული დაფუძნებული გამეორებაზე დაფუძნებული მიდგომა, რომელიც არაოპტიმალურია.
100G ეკოსისტემაზე გადასვლასთან ერთად, მონაცემთა ცენტრის ქსელის არქიტექტურა განვითარდა უფრო ტრადიციული მონაცემთა ცენტრის მოდელიდან. ყველა ეს მონაცემთა ცენტრის ობიექტი განლაგებულია ერთ დიდში."დიდი მონაცემთა ცენტრი”კამპუსი. CSP-ების უმეტესობა შერწყმულია განაწილებულ არეალის არქიტექტურასთან, რათა მიაღწიოს საჭირო მასშტაბებს და უზრუნველყოს მაღალ ხელმისაწვდომი ღრუბლოვანი სერვისები.
მონაცემთა ცენტრის ტერიტორიები, როგორც წესი, განლაგებულია მეტროპოლიტენის მახლობლად, მოსახლეობის მაღალი სიმკვრივით, რათა უზრუნველყოს საუკეთესო სერვისი (დაგვიანებით და ხელმისაწვდომობით) ამ ტერიტორიებთან ყველაზე ახლოს მყოფი საბოლოო მომხმარებლებისთვის. რეგიონული არქიტექტურა ოდნავ განსხვავდება CSP-ებს შორის, მაგრამ შედგება ზედმეტი რეგიონალური „კარიბჭეებისგან“. ან „ჰაბები“. ეს „კარიბჭეები“ ან „ჰაბები“ დაკავშირებულია CSP-ის ფართო ზონის ქსელთან (WAN) ხერხემალთან (და კიდეების უბნებთან, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას თანატოლებთან, ლოკალური შინაარსის ტრანსპორტირებისთვის ან წყალქვეშა ტრანსპორტისთვის). ეს „ კარიბჭეები“ ან „ჰაბები“ დაკავშირებულია CSP-ის ფართო ტერიტორიის ქსელთან (WAN) ხერხემალთან (და კიდეებზე, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას თანატოლებთან, ლოკალური კონტენტის ტრანსპორტირებისთვის ან წყალქვეშა ტრანსპორტისთვის). ვინაიდან ტერიტორია საჭიროებს გაფართოებას, ის ადვილია დამატებითი ობიექტების შეძენა და მათი დაკავშირება რეგიონულ კარიბჭესთან. ეს საშუალებას იძლევა სწრაფად გაფართოვდეს და გაიზარდოს ტერიტორიის შედარებით მაღალი ღირებულება ახალი დიდი მონაცემთა ცენტრის აშენებისა და მშენებლობის ხანგრძლივობით, შესავლის დამატებითი სარგებლით.მოცემულ ტერიტორიაზე სხვადასხვა ხელმისაწვდომი ტერიტორიის (AZ) კონცეფციის წარმოდგენა.
დიდი მონაცემთა ცენტრის არქიტექტურიდან ზონაზე გადასვლა იწვევს დამატებით შეზღუდვებს, რომლებიც გასათვალისწინებელია კარიბჭის და მონაცემთა ცენტრის ობიექტების ადგილმდებარეობის არჩევისას. მაგალითად, მომხმარებლის იგივე გამოცდილების უზრუნველსაყოფად (დაყოვნების თვალსაზრისით), მაქსიმალური მანძილი ნებისმიერ ორ მონაცემს შორის. ცენტრები (საჯარო კარიბჭის მეშვეობით) უნდა იყოს შემოსაზღვრული. კიდევ ერთი მოსაზრებაა, რომ ნაცრისფერი ოპტიკური სისტემა ზედმეტად არაეფექტურია იმავე გეოგრაფიულ ზონაში ფიზიკურად განსხვავებული მონაცემთა ცენტრის შენობების დასაკავშირებლად.ამ ფაქტორების გათვალისწინებით, დღევანდელი თანმიმდევრული პლატფორმა არ არის შესაფერისი DCI აპლიკაციებისთვის.
PAM4 მოდულაციის ფორმატი უზრუნველყოფს ენერგიის დაბალ მოხმარებას, დაბალ ანაბეჭდს და პირდაპირი გამოვლენის ვარიანტებს. სილიკონის ფოტონიკის გამოყენებით შეიქმნა ორმაგი გადამტანი გადამცემი PAM4 აპლიკაციის სპეციფიკური ინტეგრირებული ჩართვით (ASIC), რომელიც აერთიანებს ინტეგრირებულ ციფრული სიგნალის პროცესორს (DSP) და წინა შეცდომის კორექცია (FEC). და შეფუთეთ იგი QSFP28 ფორმის ფაქტორში.შედეგად მიღებული გადამრთველი ჩამრთველი მოდული შეუძლია შეასრულოს DWDM გადაცემა ტიპიური DCI ბმულით, 4 Tbps ბოჭკოვან წყვილზე და 4.5 W 100 გ-ზე.
3.სილიკონის ფოტონიკა და CMOS გახდება ოპტიკური მოდულის განვითარების ბირთვი
სილიკონის ფოტონიკის კომბინაცია უაღრესად ინტეგრირებული ოპტიკისთვის და მაღალსიჩქარიანი სილიციუმის დამატებითი ლითონის ოქსიდის ნახევარგამტარების (CMOS) სიგნალის დამუშავებისთვის როლს ითამაშებს იაფფასიანი, დაბალი სიმძლავრის, გადართვის ოპტიკური მოდულების ევოლუციაში.
უაღრესად ინტეგრირებული სილიკონის ფოტონიკური ჩიპი არის ჩამრთველი მოდულის გული. ინდიუმის ფოსფიდთან შედარებით, სილიკონის CMOS პლატფორმას შეუძლია შეაღწიოს ვაფლის დონის ოპტიკაში უფრო დიდი 200 მმ და 300 მმ ვაფლის ზომები. ფოტოდეტექტორები ტალღის სიგრძით 1300 ნმ და 1 ნმ. აშენდა გერმანიუმის ეპიტაქსიის დამატებით სტანდარტული სილიკონის CMOS პლატფორმაზე. გარდა ამისა, სილიციუმის დიოქსიდსა და სილიციუმის ნიტრიდზე დაფუძნებული კომპონენტები შეიძლება ინტეგრირებული იყოს დაბალი რეფრაქციული ინდექსის კონტრასტისა და ტემპერატურისადმი მგრძნობიარე ოპტიკური კომპონენტების შესაქმნელად.
სურათზე 2, სილიკონის ფოტონიკის ჩიპის გამომავალი ოპტიკური გზა შეიცავს წყვილი მოგზაურობის ტალღის Mach Zehnder-ის მოდულატორს (MZM), თითო ტალღის სიგრძეზე. შემდეგ ტალღის სიგრძის ორი გამოსავალი გაერთიანებულია ჩიპზე ინტეგრირებული 2:1 ინტერლევერის გამოყენებით, რომელიც მოქმედებს როგორც DWDM მულტიპლექსერი.იგივე სილიკონის MZM შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც NRZ, ასევე PAM4 მოდულაციის ფორმატებში სხვადასხვა წამყვანი სიგნალებით.
ვინაიდან მონაცემთა ცენტრების ქსელების გამტარუნარიანობის მოთხოვნები კვლავ იზრდება, მურის კანონი მოითხოვს ჩიპების გადართვის მიღწევებს.ეს საშუალებას მისცემს გადამრთველსა და როუტერის პლატფორმებს შეინარჩუნონ გადამრთველი ჩიპების ბაზის პარიტეტი და გაზარდონ თითოეული პორტის სიმძლავრე. შემდეგი თაობის გადართვის ჩიპები შექმნილია 400G-ის თითოეული პორტისთვის. პროექტი სახელწოდებით 400ZR დაიწყო ოპტიკურ ინტერნეტ ფორუმში (OIF) შემდეგი თაობის ოპტიკური DCI მოდულების სტანდარტიზაცია და მომწოდებლებისთვის მრავალფეროვანი ოპტიკური ეკოსისტემის შექმნა. ეს კონცეფცია WDM PAM4-ის მსგავსია, მაგრამ ვრცელდება 400 გბიტი/წმ მოთხოვნების მხარდაჭერაზე.