ដូចដែលយើងទាំងអស់គ្នាដឹងហើយថា ឧស្សាហកម្មបច្ចេកវិទ្យាសម្រេចបានសមិទ្ធិផលដ៏អស្ចារ្យជាច្រើននៅក្នុងឆ្នាំ 2018 ហើយនឹងមានលទ្ធភាពផ្សេងៗនៅឆ្នាំ 2019 ដែលរង់ចាំជាយូរមកហើយ។ វេជ្ជបណ្ឌិត Radha Nagarajan ប្រធានផ្នែកបច្ចេកវិទ្យារបស់ Inphi ជឿជាក់ថា មជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យល្បឿនលឿនមានទំនាក់ទំនងគ្នាទៅវិញទៅមក។ ទីផ្សារ (DCI) ដែលជាផ្នែកមួយនៃផ្នែកឧស្សាហកម្មបច្ចេកវិទ្យាក៏នឹងផ្លាស់ប្តូរនៅឆ្នាំ 2019 ។ នេះគឺជារឿងបីដែលគាត់រំពឹងថានឹងកើតឡើងនៅក្នុងមជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យនៅឆ្នាំនេះ។
1.ការខូចទ្រង់ទ្រាយភូមិសាស្ត្រនៃមជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យនឹងកាន់តែជារឿងធម្មតា
ការប្រើប្រាស់មជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យទាមទារការគាំទ្រផ្នែករូបវន្តច្រើន រួមទាំងហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធដូចជាថាមពល និងភាពត្រជាក់។ ការបំផ្លិចបំផ្លាញតាមភូមិសាស្ត្រនៃមជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យនឹងក្លាយទៅជារឿងធម្មតា ដោយសារវាកាន់តែលំបាកក្នុងការសាងសង់មជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យធំបន្ត និងធំ។ ការបំផ្លិចបំផ្លាញគឺជាគន្លឹះនៅក្នុងទីក្រុង។ តំបន់ដែលតម្លៃដីឡើងខ្ពស់។ការភ្ជាប់គ្នារវាងកម្រិតបញ្ជូនធំមានសារៈសំខាន់ណាស់ក្នុងការភ្ជាប់មជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យទាំងនេះ។
DCI-Campus:មជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យទាំងនេះជារឿយៗត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយគ្នា ឧទាហរណ៍នៅក្នុងបរិយាកាសក្នុងបរិវេណសាលា។ចម្ងាយជាធម្មតាត្រូវបានកំណត់ត្រឹមចន្លោះពី 2 ទៅ 5 គីឡូម៉ែត្រ។ អាស្រ័យលើភាពអាចរកបាននៃសរសៃនេះ វាក៏មានការត្រួតស៊ីគ្នានៃតំណភ្ជាប់ CWDM និង DWDM នៅចម្ងាយទាំងនេះផងដែរ។
DCI-Edge:ប្រភេទនៃការតភ្ជាប់នេះមានចាប់ពី 2 គីឡូម៉ែត្រ ដល់ 120 គីឡូម៉ែត្រ។ តំណភ្ជាប់ទាំងនេះត្រូវបានភ្ជាប់ជាចម្បងទៅកាន់មជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យចែកចាយនៅក្នុងតំបន់ ហើយជាធម្មតាត្រូវទទួលរងនូវកម្រិតនៃភាពយឺតយ៉ាវ។ ជម្រើសបច្ចេកវិទ្យាអុបទិក DCI រួមមានការរកឃើញដោយផ្ទាល់ និងការភ្ជាប់គ្នា ដែលទាំងពីរនេះត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើ DWDM ទម្រង់ការបញ្ជូននៅក្នុងខ្សែកាបអុបទិក C-band (បង្អួច 192 THz ដល់ 196 THz)។ ទម្រង់ម៉ូឌុលការរកឃើញដោយផ្ទាល់ត្រូវបានកែប្រែទំហំ មានគ្រោងការណ៍ការរកឃើញដ៏សាមញ្ញ ប្រើប្រាស់ថាមពលទាប ការចំណាយទាប និងទាមទារសំណងពីការបែកខ្ញែកខាងក្រៅក្នុងករណីភាគច្រើន។ 100 Gbps, 4-level pulse amplitude modulation (PAM4) ទម្រង់ការរកឃើញដោយផ្ទាល់គឺជាវិធីសាស្រ្តដែលមានប្រសិទ្ធភាពក្នុងការចំណាយសម្រាប់កម្មវិធី DCI-Edge។ ទម្រង់ម៉ូឌុល PAM4 មានសមត្ថភាពទ្វេដងនៃស្តង់ដារមិនត្រឡប់ទៅសូន្យ (NRZ) ទម្រង់ម៉ូឌុល DCI សម្រាប់ជំនាន់ក្រោយនៃ 400-Gbps (ក្នុងមួយរលក) ប្រព័ន្ធ DCI ទម្រង់ coherent 60-Gbaud, 16-QAM គឺជាដៃគូប្រកួតប្រជែងឈានមុខគេ។
DCI-Metro/Long Haul:ប្រភេទនៃជាតិសរសៃនេះគឺហួសពី DCI-Edge ដោយមានតំណដីរហូតដល់ 3,000 គីឡូម៉ែត្រ និងបាតសមុទ្រវែងជាង។ ទម្រង់ម៉ូឌុលដែលជាប់គ្នាត្រូវបានប្រើសម្រាប់ប្រភេទនេះ ហើយប្រភេទម៉ូឌុលអាចខុសគ្នាសម្រាប់ចម្ងាយខុសៗគ្នា។ ទម្រង់ម៉ូឌុលដែលជាប់គ្នា។ ក៏មានអំព្លីទីត និងត្រូវបានកែប្រែតាមដំណាក់កាលផងដែរ ទាមទារឡាស៊ែរលំយោលក្នុងតំបន់សម្រាប់ការរាវរក ទាមទារដំណើរការសញ្ញាឌីជីថលដ៏ស្មុគស្មាញ ប្រើប្រាស់ថាមពលកាន់តែច្រើន មានជួរវែងជាង និងមានតម្លៃថ្លៃជាងការរកឃើញដោយផ្ទាល់ ឬវិធីសាស្ត្រ NRZ ។
2.មជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យនឹងបន្តអភិវឌ្ឍ
ការភ្ជាប់គ្នារវាងកម្រិតបញ្ជូនធំគឺមានសារៈសំខាន់ក្នុងការភ្ជាប់មជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យទាំងនេះ។ ដោយគិតក្នុងចិត្ត មជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យ DCI-Campus, DCI-Edge និង DCI-Metro/Long Haul នឹងបន្តអភិវឌ្ឍ។ ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំចុងក្រោយនេះ វិស័យ DCI បានក្លាយជាចំណុចសំខាន់ ការយកចិត្តទុកដាក់របស់អ្នកផ្គត់ផ្គង់ប្រព័ន្ធ DWDM ប្រពៃណី។ តម្រូវការកម្រិតបញ្ជូនដែលកំពុងកើនឡើងនៃអ្នកផ្តល់សេវាពពក (CSPs) ដែលផ្តល់សេវាផ្នែកទន់ (SaaS) វេទិកាជាសេវា (PaaS) និងហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធជាសេវាកម្ម សមត្ថភាព (IaaS) កំពុងជំរុញប្រព័ន្ធអុបទិកផ្សេងៗគ្នាសម្រាប់ភ្ជាប់បណ្តាញមជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យ CSP ស្រទាប់ប្តូរ និងរ៉ោតទ័រ។ សព្វថ្ងៃនេះ វាត្រូវការដំណើរការក្នុងល្បឿន 100 Gbps ។នៅខាងក្នុងមជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យ ខ្សែទង់ដែងដែលភ្ជាប់ដោយផ្ទាល់ (DAC) ខ្សែអុបទិកសកម្ម (AOC) ឬ 100G "ប្រផេះ" អុបទិកអាចត្រូវបានប្រើ។ សម្រាប់ការតភ្ជាប់ទៅមជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យ (កម្មវិធីបរិវេណ ឬគែម/ផ្លូវក្រោមដី) ជម្រើសតែមួយគត់ដែលមាន ទើបតែមានពេលថ្មីៗនេះប៉ុណ្ណោះដែលមានលក្ខណៈពិសេសពេញលេញ វិធីសាស្ត្រដែលផ្អែកលើការប្រើពាក្យដដែលៗដែលមានលក្ខណៈល្អប្រសើរ។
ជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរទៅប្រព័ន្ធអេកូ 100G ស្ថាបត្យកម្មបណ្តាញមជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យបានវិវត្តន៍ពីគំរូមជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យបែបប្រពៃណីជាង។ មជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យទាំងអស់នេះមានទីតាំងនៅក្នុងទំហំធំតែមួយ។“មជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យធំ”campus.CSPs ភាគច្រើនត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងស្ថាបត្យកម្មតំបន់ចែកចាយ ដើម្បីសម្រេចបាននូវទំហំដែលត្រូវការ និងផ្តល់សេវាកម្មពពកដែលមានកម្រិតខ្ពស់។
តំបន់មជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យជាធម្មតាមានទីតាំងនៅជិតតំបន់ទីប្រជុំជនដែលមានដង់ស៊ីតេប្រជាជនខ្ពស់ដើម្បីផ្តល់សេវាកម្មល្អបំផុត (ជាមួយនឹងការពន្យាពេល និងភាពអាចរកបាន) ដល់អតិថិជនចុងក្រោយដែលនៅជិតតំបន់ទាំងនេះ។ ស្ថាបត្យកម្មក្នុងតំបន់គឺខុសគ្នាបន្តិចបន្តួចរវាង CSPs ប៉ុន្តែមាន "ច្រកចេញចូល" ក្នុងតំបន់ដែលលែងត្រូវការតទៅទៀត។ ឬ "មជ្ឈមណ្ឌល"។ "ច្រកផ្លូវ" ឬ "មជ្ឈមណ្ឌល" ទាំងនេះត្រូវបានភ្ជាប់ទៅបណ្តាញតំបន់ធំទូលាយ (WAN) របស់ CSP (និងគេហទំព័រគែមដែលអាចប្រើសម្រាប់មិត្តភ័ក្តិ ការដឹកជញ្ជូនមាតិកាក្នុងស្រុក ឬការដឹកជញ្ជូនតាមនាវាមុជទឹក) ទាំងនេះ " gateways" ឬ "hubs" ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅបណ្តាញតំបន់ធំទូលាយ (WAN) backbone របស់ CSP (និងគេហទំព័រគែមដែលអាចប្រើសម្រាប់ peer-to-peer, local content transport or submarine transport)។ ចាប់តាំងពីតំបន់នេះចាំបាច់ត្រូវពង្រីកវា មានភាពងាយស្រួលក្នុងការទិញគ្រឿងបរិក្ខារបន្ថែម និងភ្ជាប់ពួកវាទៅនឹងច្រកទ្វារក្នុងតំបន់។ នេះអនុញ្ញាតឱ្យមានការពង្រីក និងរីកចម្រើនយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃតំបន់នេះ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងការចំណាយខ្ពស់ក្នុងការសាងសង់មជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យធំថ្មី និងរយៈពេលសាងសង់យូរជាង ជាមួយនឹងអត្ថប្រយោជន៍បន្ថែមនៃការណែនាំ។ducing គំនិតនៃតំបន់ដែលមានផ្សេងគ្នា (AZ) នៅក្នុងតំបន់ដែលបានផ្តល់ឱ្យ។
ការផ្លាស់ប្តូរពីស្ថាបត្យកម្មមជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យធំមួយទៅតំបន់មួយណែនាំឧបសគ្គបន្ថែមដែលត្រូវតែពិចារណានៅពេលជ្រើសរើសច្រកផ្លូវ និងទីតាំងមជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យ។ ឧទាហរណ៍ ដើម្បីធានាបាននូវបទពិសោធន៍អតិថិជនដូចគ្នា (តាមទស្សនៈនៃភាពយឺតយ៉ាវ) ចម្ងាយអតិបរមារវាងទិន្នន័យទាំងពីរ។ មជ្ឈមណ្ឌល (តាមរយៈច្រកផ្លូវសាធារណៈ) ត្រូវតែមានព្រំប្រទល់។ ការពិចារណាមួយទៀតគឺថាប្រព័ន្ធអុបទិកពណ៌ប្រផេះគឺគ្មានប្រសិទ្ធភាពពេកក្នុងការភ្ជាប់ទំនាក់ទំនងគ្នារវាងអគារមជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យដែលមានភាពខុសប្លែកគ្នានៅក្នុងតំបន់ភូមិសាស្ត្រដូចគ្នា។ជាមួយនឹងកត្តាទាំងនេះនៅក្នុងចិត្ត វេទិកាដែលស៊ីសង្វាក់គ្នានាពេលបច្ចុប្បន្ននេះគឺមិនសមរម្យសម្រាប់កម្មវិធី DCI ទេ។
ទម្រង់ម៉ូឌុល PAM4 ផ្តល់នូវការប្រើប្រាស់ថាមពលទាប ស្នាមជើងទាប និងជម្រើសនៃការរកឃើញដោយផ្ទាល់។ ដោយប្រើស៊ីលីកុន តូនិច ឧបករណ៍បញ្ជូនពីរជាមួយ PAM4 Application Specific Integrated Circuit (ASIC) ត្រូវបានបង្កើតឡើង ដោយរួមបញ្ចូលប្រព័ន្ធដំណើរការសញ្ញាឌីជីថលរួមបញ្ចូលគ្នា (DSP) និង ការកែកំហុសបញ្ជូនបន្ត (FEC)។ ហើយខ្ចប់វាទៅក្នុងទម្រង់បែបបទ QSFP28។ម៉ូឌុលដែលអាចដោតកុងតាក់លទ្ធផលអាចដំណើរការការបញ្ជូន DWDM លើតំណ DCI ធម្មតាដោយមាន 4 Tbps ក្នុងមួយគូ fiber និង 4.5 W ក្នុង 100G ។
3.Silicon photonics និង CMOS នឹងក្លាយជាស្នូលនៃការអភិវឌ្ឍន៍ម៉ូឌុលអុបទិក
ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃសូលុយស្យុងស៊ីលីកុនសម្រាប់អុបទិករួមបញ្ចូលគ្នាខ្ពស់ និងស៊ីលីកុន ស៊ីលីកុន ស៊ីលីកុន ស៊ីលីកុន អ៊ីដ្រូអ៊ីដ អ៊ីដ្រូអ៊ីដ អ៊ីដ្រូអ៊ីត អ៊ីដ្រូអ៊ីដ អ៊ីដ្រូសែន អ៊ីដ្រូសែន ល្បឿនលឿន សម្រាប់ដំណើរការសញ្ញានឹងដើរតួនាទីក្នុងការវិវត្តនៃម៉ូឌុលអុបទិកដែលមានតម្លៃទាប ថាមពលទាប និងអាចប្តូរបាន។
បន្ទះឈីប photonic silicon រួមបញ្ចូលគ្នាយ៉ាងខ្ពស់គឺជាបេះដូងនៃម៉ូឌុលដែលអាចដោតបាន។ បើប្រៀបធៀបទៅនឹង indium phosphide វេទិកា silicon CMOS អាចបញ្ចូលអុបទិកកម្រិត wafer នៅទំហំ wafer ធំជាង 200 mm និង 300 mm ។Photodetectors ជាមួយនឹងរលកពន្លឺ 1300 nm និង 1500 nm ត្រូវបានសាងសង់ដោយការបន្ថែម germanium epitaxy នៅលើវេទិកាស៊ីលីកុន CMOS ស្តង់ដារ។ លើសពីនេះ សមាសធាតុដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត និងស៊ីលីកុននីត្រាតអាចត្រូវបានរួមបញ្ចូលដើម្បីផលិតភាពផ្ទុយគ្នានៃសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរទាប និងសមាសធាតុអុបទិកដែលមិនមានប្រតិកម្មទៅនឹងសីតុណ្ហភាព។
នៅក្នុងរូបភាពទី 2 ផ្លូវអុបទិកទិន្នផលនៃបន្ទះឈីប silicon photonic chip មានឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូររលក Mach Zehnder modulators (MZM) មួយសម្រាប់រលកនីមួយៗ។ លទ្ធផលរលកទាំងពីរត្រូវបានបញ្ចូលគ្នានៅលើបន្ទះឈីបដោយប្រើ interleaver 2:1 រួមបញ្ចូលគ្នា ដែល ដើរតួជា Multiplexer DWDM ។ស៊ីលីកុន MZM ដូចគ្នាអាចត្រូវបានប្រើទាំងទម្រង់ម៉ូឌុល NRZ និង PAM4 ដែលមានសញ្ញាដ្រាយផ្សេងគ្នា។
នៅពេលដែលតម្រូវការកម្រិតបញ្ជូននៃបណ្តាញមជ្ឈមណ្ឌលទិន្នន័យបន្តកើនឡើង ច្បាប់របស់ Moore ទាមទារភាពជឿនលឿនក្នុងការប្តូរបន្ទះឈីប។វានឹងជួយឱ្យ switch និង router platforms រក្សាភាពស្មើគ្នានៃ switch chip base ខណៈពេលដែលបង្កើនសមត្ថភាពនៃ port នីមួយៗ។ បន្ទះឈីប switch ជំនាន់បន្ទាប់ត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់ច្រកនីមួយៗនៃគម្រោង 400G.A ដែលហៅថា 400ZR ត្រូវបានដាក់ឱ្យដំណើរការនៅក្នុង Optical Internet Forum (OIF) ដើម្បីធ្វើស្តង់ដារម៉ូឌុល DCI អុបទិកជំនាន់ក្រោយ និងបង្កើតប្រព័ន្ធអេកូអុបទិកចម្រុះសម្រាប់អ្នកផ្គត់ផ្គង់។ គំនិតនេះគឺស្រដៀងទៅនឹង WDM PAM4 ប៉ុន្តែពង្រីកដល់តម្រូវការ 400-Gbps ។