Баршамызға белгілі, технология саласы 2018 жылы көптеген ерекше жетістіктерге қол жеткізді және көптен күткен 2019 жылы әртүрлі мүмкіндіктер болады. Inphi компаниясының бас технологиялық директоры, доктор Радха Нагаражан жоғары жылдамдықты деректер орталығы өзара байланысты деп санайды. Технология саласының сегменттерінің бірі (DCI) нарығы да 2019 жылы өзгереді. Міне, ол осы жылы деректер орталығында болатын үш нәрсені күтеді.
1.Деректер орталықтарының географиялық ыдырауы жиірек болады
Деректер орталығының тұтынуы қуат пен салқындату сияқты инфрақұрылымды қоса алғанда, көптеген физикалық кеңістікті қолдауды қажет етеді. Деректер орталығының геодекомпозициясы кең таралған болады, өйткені үлкен, үздіксіз, үлкен деректер орталықтарын салу қиындай түседі. Елордада ыдырау маңызды. жер бағасы жоғары аймақтар.Үлкен өткізу қабілеттілігінің интерконнекттері осы деректер орталықтарын қосу үшін өте маңызды.
DCI кампусы:Бұл деректер орталықтары жиі бір-біріне қосылады, мысалы, кампус ортасында.Қашықтық әдетте 2 және 5 километрмен шектеледі. Талшықтың қолжетімділігіне байланысты бұл қашықтықта CWDM және DWDM сілтемелерінің қабаттасуы да бар.
DCI-Edge:Қосылымның бұл түрі 2 км-ден 120 км-ге дейін ауытқиды. Бұл сілтемелер негізінен аймақтағы таратылған деректер орталықтарына қосылады және әдетте кідіріс шектеулеріне бағынады. DCI оптикалық технологиясының опциялары DWDM көмегімен жүзеге асырылатын тікелей анықтау мен когеренттілікті қамтиды. талшықты-оптикалық C-диапазонында (192 ТГц-тен 196 ТГц-ке дейінгі терезе) беру пішімі). Тікелей анықтау модуляциясының пішімі амплитудалық модуляцияланған, оңайырақ анықтау схемасы бар, аз қуат тұтынады, төмен шығындар және көп жағдайда сыртқы дисперсиялық компенсацияны қажет етеді. 100 Гбит/с, 4 деңгейлі импульстік амплитудалық модуляция (PAM4), тікелей анықтау пішімі DCI-Edge қолданбалары үшін үнемді әдіс болып табылады. PAM4 модуляция пішімі дәстүрлі нөлге қайтарылмайтын (NRZ) сыйымдылығынан екі есе көп. модуляция пішімі. 400-Гбит/с (толқын ұзындығына) DCI жүйелерінің келесі буыны үшін 60-Gbaud, 16-QAM когерентті пішімі жетекші бәсекелес болып табылады.
DCI-Метро/Ұзақ қашықтық:Талшықтың бұл санаты 3000 километрге дейінгі жердегі байланысы және ұзағырақ теңіз түбі бар DCI-Edge шеңберінен тыс. Бұл санат үшін когерентті модуляция пішімі пайдаланылады және модуляция түрі әртүрлі қашықтықтар үшін әртүрлі болуы мүмкін. Когерентті модуляция пішімі сонымен қатар амплитудалық және фазалық модуляцияланған, анықтау үшін жергілікті осцилляторлық лазерлерді қажет етеді, күрделі цифрлық сигналды өңдеуді қажет етеді, көбірек қуат тұтынады, ұзағырақ диапазонға ие және тікелей анықтау немесе NRZ әдістеріне қарағанда қымбатырақ.
2.Дата орталығы одан әрі дами бермек
Бұл деректер орталықтарын қосу үшін өткізу қабілеттілігі үлкен интерконнектер өте маңызды. Осыны ескере отырып, DCI-Campus, DCI-Edge және DCI-Metro/Long Haul деректер орталықтары дамуын жалғастырады. Соңғы бірнеше жылда DCI өрісі басты назарда болды. дәстүрлі DWDM жүйесінің жеткізушілерінің назарында. Бағдарламалық қамтамасыз етуді қызмет ретінде (SaaS), қызмет ретінде платформаны (PaaS) және қызмет ретінде инфрақұрылымды қамтамасыз ететін бұлттық қызмет провайдерлерінің (CSPs) өткізу қабілетінің өсу талаптары (IaaS) мүмкіндіктері CSP деректер орталығының желілерін Layer коммутаторлары мен маршрутизаторларын қосу үшін әртүрлі оптикалық жүйелерді қозғайды. Бүгінгі күні бұл 100 Гбит/с жылдамдықта жұмыс істеуі керек.Деректер орталығының ішінде тікелей қосылған мыс (DAC) кабельді, белсенді оптикалық кабельді (AOC) немесе 100G «сұр» оптиканы пайдалануға болады. Деректер орталығының құрылғыларына қосылу үшін (кампус немесе шет/метро қолданбалары), жалғыз опция бар. Жақында ғана қол жетімді болды, ол толық функционалды, когерентті негізделген қайталағышқа негізделген, ол оңтайлы емес.
100G экожүйесіне көшумен деректер орталығының желісінің архитектурасы дәстүрлі деректер орталығының үлгісінен дамыды. Бұл деректер орталығының құрылғыларының барлығы бір үлкен орталықта орналасқан.«үлкен деректер орталығы»кампус. Көптеген CSP-тер қажетті масштабқа қол жеткізу және жоғары қолжетімді бұлттық қызметтерді қамтамасыз ету үшін бөлінген аумақ архитектурасына біріктірілген.
Деректер орталығының аумақтары әдетте осы аймақтарға ең жақын түпкі тұтынушыларға ең жақсы қызмет көрсету үшін (кідіріспен және қолжетімділікпен) халық тығыздығы жоғары астаналық аудандардың жанында орналасады. Аймақтық архитектура CSP арасында аздап ерекшеленеді, бірақ артық аймақтық «шлюздерден» тұрады. немесе «концентраторлар». Бұл «шлюздер» немесе «концентраторлар» CSP кең ауқымды желісіне (WAN) (және тең дәрежелі, жергілікті мазмұнды тасымалдау немесе суасты қайықпен тасымалдау үшін пайдаланылуы мүмкін шеткі тораптар) қосылған. Бұл « шлюздер» немесе «концентраторлар» CSP кең ауқымды желісіне (WAN) магистральдық жүйесіне (және тең дәрежелі, жергілікті мазмұнды тасымалдау немесе суасты қайықпен тасымалдау үшін пайдаланылуы мүмкін шеткі тораптарға) қосылған. Ауданды кеңейту қажет болғандықтан, ол қосымша нысандарды сатып алу және оларды аймақтық шлюзге қосу оңай. Бұл жаңа ірі деректер орталығын салудың салыстырмалы түрде жоғары құнымен және құрылыстың ұзағырақ уақытымен салыстырғанда аумақты жылдам кеңейтуге және өсіруге мүмкіндік береді.белгілі бір аумақта әртүрлі қолжетімді аймақтар (AZ) тұжырымдамасын жасау.
Үлкен деректер орталығының архитектурасынан аймаққа көшу шлюз мен деректер орталығының нысандарын таңдау кезінде ескерілуі керек қосымша шектеулерді енгізеді. Мысалы, бірдей тұтынушы тәжірибесін қамтамасыз ету үшін (кідіріс тұрғысынан), кез келген екі деректер арасындағы ең үлкен қашықтық. орталықтар (жалпыға ортақ шлюз арқылы) шектелуі керек. Тағы бір ескеретін жайт, сұр оптикалық жүйе бір географиялық аймақтағы физикалық түрде әр түрлі деректер орталығының ғимараттарын біріктіру үшін тым тиімсіз.Осы факторларды ескере отырып, бүгінгі когерентті платформа DCI қолданбалары үшін жарамсыз.
PAM4 модуляция пішімі төмен қуат тұтынуды, төмен ізді және тікелей анықтау опцияларын қамтамасыз етеді. Кремний фотоникасын пайдалану арқылы біріктірілген цифрлық сигнал процессорын (DSP) біріктіретін PAM4 қолданбалы интегралды схемасы (ASIC) бар қос тасымалдаушы қабылдағыш әзірленді. қатені түзету (FEC). Және оны QSFP28 пішін факторына жинаңыз.Алынған қосқыш қосылатын модуль бір талшық жұбына 4 Тбит/с және 100Г үшін 4,5 Вт болатын әдеттегі DCI сілтемесі арқылы DWDM жіберуді орындай алады.
3.Кремний фотоникасы және CMOS оптикалық модульді әзірлеудің өзегіне айналады
Жоғары интеграцияланған оптикаға арналған кремний фотоникасының және сигналды өңдеуге арналған жоғары жылдамдықты кремний қосымша металл оксиді жартылай өткізгіштерінің (CMOS) комбинациясы арзан, қуатты, ауыспалы оптикалық модульдердің эволюциясында рөл атқарады.
Жоғары интеграцияланған кремний фотоникалық чип қосылатын модульдің жүрегі болып табылады. Индий фосфидімен салыстырғанда кремний CMOS платформасы үлкенірек 200 мм және 300 мм вафли өлшемдерінде вафли деңгейіндегі оптикаға кіре алады. 1300 нм және 11 нм толқын ұзындығы бар фотодетекторлар стандартты кремний CMOS платформасында германий эпитаксиясын қосу арқылы жасалды. Бұған қоса, кремний диоксиді мен кремний нитриді негізіндегі компоненттер төмен сыну көрсеткіші контрастын және температураға сезімтал емес оптикалық компоненттерді жасау үшін біріктірілуі мүмкін.
2-суретте кремнийлі фотоникалық чиптің шығыс оптикалық жолы әрбір толқын ұзындығы үшін бір-бірден болатын қозғалатын толқын Mach Zehnder модуляторларының (MZM) жұбын қамтиды. Содан кейін толқын ұзындығының екі шығысы біріктірілген 2:1 интерлеверді пайдаланып чипте біріктіріледі. DWDM мультиплексоры ретінде әрекет етеді. Бірдей кремний MZM әртүрлі жетек сигналдарымен NRZ және PAM4 модуляция пішімдерінде де қолданылуы мүмкін.
Деректер орталықтары желілерінің өткізу қабілетіне қойылатын талаптар өсуде, Мур заңы чиптерді ауыстырудағы жетістіктерді талап етеді.Бұл коммутатор мен маршрутизатор платформаларына коммутатор чиптерінің базалық паритетін сақтауға мүмкіндік береді, сонымен бірге әрбір порттың сыйымдылығын арттырады. Келесі ұрпақ коммутатор чиптері 400G-нің әрбір портына арналған. Оптикалық Интернет форумында (OIF) 400ZR деп аталатын жоба іске қосылды. келесі буын оптикалық DCI модульдерін стандарттау және жеткізушілер үшін әртүрлі оптикалық экожүйені құру. Бұл тұжырымдама WDM PAM4-ке ұқсас, бірақ 400-Гбит/с талаптарын қолдауға дейін кеңейтіледі.