Seperti yang kita sedia maklum, industri teknologi telah mencapai banyak pencapaian luar biasa pada 2018, dan akan terdapat pelbagai kemungkinan pada 2019, yang sudah lama ditunggu-tunggu. Ketua pegawai teknologi Inphi, Dr. Radha Nagarajan, percaya pusat data berkelajuan tinggi itu saling bersambung (DCI), salah satu segmen industri teknologi, juga akan berubah pada 2019. Berikut adalah tiga perkara yang beliau jangkakan berlaku di pusat data tahun ini.
1.Penguraian geografi pusat data akan menjadi lebih biasa
Penggunaan pusat data memerlukan banyak sokongan ruang fizikal, termasuk infrastruktur seperti kuasa dan penyejukan. Penguraian geo pusat data akan menjadi lebih biasa apabila ia menjadi semakin sukar untuk membina pusat data yang besar, berterusan, besar. Penguraian adalah kunci dalam metropolitan kawasan yang harga tanahnya tinggi.Sambungan lebar jalur yang besar adalah penting untuk menyambungkan pusat data ini.
Kampus DCI：Pusat data ini sering disambungkan bersama, contohnya dalam persekitaran kampus.Jarak biasanya terhad kepada antara 2 dan 5 kilometer. Bergantung pada ketersediaan gentian, terdapat juga pertindihan pautan CWDM dan DWDM pada jarak ini.
DCI-Edge：Jenis sambungan ini berjulat dari 2 km hingga 120 km. Pautan ini terutamanya disambungkan ke pusat data teragih dalam kawasan tersebut dan biasanya tertakluk kepada kekangan kependaman. Pilihan teknologi optik DCI termasuk pengesanan terus dan koheren, yang kedua-duanya dilaksanakan menggunakan DWDM format penghantaran dalam jalur C gentian optik (tetingkap 192 THz hingga 196 THz). Format modulasi pengesanan langsung dimodulasi amplitud, mempunyai skema pengesanan yang lebih mudah, menggunakan kuasa yang lebih rendah, kos yang lebih rendah dan memerlukan pampasan penyebaran luaran dalam kebanyakan kes. Untuk 100 Gbps, modulasi amplitud nadi 4 peringkat (PAM4), format pengesanan langsung ialah kaedah kos efektif untuk aplikasi DCI-Edge. Format modulasi PAM4 mempunyai dua kali kapasiti bukan pulangan-ke-sifar tradisional (NRZ) format modulasi.Untuk sistem DCI 400-Gbps (setiap panjang gelombang) generasi seterusnya, format koheren 60-Gbaud, 16-QAM ialah pesaing utama.
DCI-Metro/Jarak Jauh：Kategori gentian ini berada di luar DCI-Edge, dengan pautan tanah sehingga 3,000 kilometer dan dasar laut yang lebih panjang. Format modulasi koheren digunakan untuk kategori ini dan jenis modulasi boleh berbeza untuk jarak yang berbeza. Format modulasi koheren juga amplitud dan fasa termodulat, memerlukan laser pengayun tempatan untuk pengesanan, memerlukan pemprosesan isyarat digital yang kompleks, menggunakan lebih banyak kuasa, mempunyai julat yang lebih panjang, dan lebih mahal daripada kaedah pengesanan langsung atau NRZ.
2.Pusat data akan terus berkembang
Sambungan lebar jalur yang besar adalah penting untuk menyambungkan pusat data ini. Dengan mengambil kira perkara ini, pusat data DCI-Campus, DCI-Edge dan DCI-Metro/Jarak Jauh akan terus berkembang. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, medan DCI telah menjadi tumpuan perhatian pembekal sistem DWDM tradisional. Keperluan lebar jalur yang semakin meningkat bagi penyedia perkhidmatan awan (CSP) yang menyediakan perisian-sebagai-perkhidmatan (SaaS), platform-sebagai-perkhidmatan (PaaS) dan infrastruktur-sebagai-perkhidmatan Keupayaan (IaaS) memacu sistem optik yang berbeza untuk menyambungkan rangkaian pusat data CSP Suis lapisan dan penghala. Hari ini, ini perlu berjalan pada 100 Gbps.Di dalam pusat data, kabel kuprum terpasang terus (DAC), kabel optik aktif (AOC) atau optik "kelabu" 100G boleh digunakan. Untuk sambungan ke kemudahan pusat data (aplikasi kampus atau tepi/metro), satu-satunya pilihan yang mempunyai hanya tersedia baru-baru ini ialah pendekatan berasaskan pengulang berciri penuh, berasaskan koheren yang tidak optimum.
Dengan peralihan kepada ekosistem 100G, seni bina rangkaian pusat data telah berkembang daripada model pusat data yang lebih tradisional. Kesemua kemudahan pusat data ini terletak dalam satu besar“pusat data yang besar”kampus.Kebanyakan CSP telah digabungkan dengan seni bina kawasan teragih untuk mencapai skala yang diperlukan dan menyediakan perkhidmatan awan yang sangat tersedia.
Kawasan pusat data biasanya terletak berhampiran kawasan metropolitan dengan kepadatan penduduk yang tinggi untuk menyediakan perkhidmatan terbaik (dengan kelewatan dan ketersediaan) kepada pelanggan akhir yang paling hampir dengan kawasan ini. Seni bina wilayah berbeza sedikit antara CSP, tetapi terdiri daripada "pintu masuk" wilayah yang berlebihan atau "hub". "Pintu masuk" atau "hub" ini disambungkan ke tulang belakang rangkaian kawasan luas (WAN) CSP (dan tapak tepi yang boleh digunakan untuk pengangkutan kandungan tempatan atau pengangkutan kapal selam peer-to-peer, tempatan atau kapal selam). gerbang” atau “hab” disambungkan ke tulang belakang rangkaian kawasan luas (WAN) CSP (dan tapak tepi yang boleh digunakan untuk pengangkutan kandungan tempatan atau pengangkutan kapal selam peer-to-peer). Memandangkan kawasan itu perlu diperluaskan, ia adalah mudah untuk mendapatkan kemudahan tambahan dan menyambungkannya ke pintu masuk wilayah. Ini membolehkan pengembangan dan pertumbuhan pesat kawasan itu berbanding kos yang agak tinggi untuk membina pusat data baru yang besar dan masa pembinaan yang lebih lama, dengan faedah tambahan pengenalanmenyebabkan konsep kawasan tersedia yang berbeza (AZ) di kawasan tertentu.
Peralihan daripada seni bina pusat data yang besar kepada zon memperkenalkan kekangan tambahan yang mesti dipertimbangkan semasa memilih lokasi kemudahan gerbang dan pusat data. Contohnya, untuk memastikan pengalaman pelanggan yang sama (dari perspektif kependaman), jarak maksimum antara mana-mana dua data pusat (melalui gerbang awam) mesti dihadkan. Pertimbangan lain ialah sistem optik kelabu terlalu tidak cekap untuk menyambung bangunan pusat data yang berbeza secara fizikal dalam kawasan geografi yang sama.Dengan mengambil kira faktor ini, platform koheren hari ini tidak sesuai untuk aplikasi DCI.
Format modulasi PAM4 menyediakan penggunaan kuasa yang rendah, jejak rendah dan pilihan pengesanan langsung. Dengan menggunakan fotonik silikon, transceiver dwi-pembawa dengan Litar Bersepadu Khusus Aplikasi PAM4 (ASIC) telah dibangunkan, menyepadukan pemproses isyarat digital bersepadu (DSP) dan pembetulan ralat ke hadapan (FEC). Dan bungkusnya ke dalam faktor bentuk QSFP28.Modul boleh pasang suis yang terhasil boleh melakukan penghantaran DWDM melalui pautan DCI biasa, dengan 4 Tbps setiap pasangan gentian dan 4.5 W setiap 100G.
3.Fotonik silikon dan CMOS akan menjadi teras pembangunan modul optik
Gabungan fotonik silikon untuk optik terintegrasi tinggi dan semikonduktor oksida logam pelengkap (CMOS) silikon berkelajuan tinggi untuk pemprosesan isyarat akan memainkan peranan dalam evolusi modul optik kos rendah, berkuasa rendah, boleh tukar.
Cip fotonik silikon yang sangat bersepadu ialah inti modul boleh pasang. Berbanding dengan indium phosphide, platform CMOS silikon mampu memasuki optik aras wafer pada saiz wafer 200 mm dan 300 mm yang lebih besar. Photodetektor dengan panjang gelombang 1300 nm dan 1500 nm telah dibina dengan menambah epitaksi germanium pada platform CMOS silikon standard. Selain itu, komponen berasaskan silikon dioksida dan silikon nitrida boleh diintegrasikan untuk menghasilkan kontras indeks biasan rendah dan komponen optik tidak sensitif suhu.
Dalam Rajah 2, laluan optik keluaran cip fotonik silikon mengandungi sepasang modulator Mach Zehnder (MZM), satu untuk setiap panjang gelombang. Kedua-dua output panjang gelombang kemudian digabungkan pada cip menggunakan interleaver 2:1 bersepadu, yang bertindak sebagai pemultipleks DWDM. MZM silikon yang sama boleh digunakan dalam kedua-dua format modulasi NRZ dan PAM4 dengan isyarat pemacu yang berbeza.
Memandangkan keperluan lebar jalur rangkaian pusat data terus berkembang, Undang-undang Moore memerlukan kemajuan dalam menukar cip.Ini akan membolehkan platform suis dan penghala mengekalkan pariti asas cip suis sambil meningkatkan kapasiti setiap port. Cip suis generasi seterusnya direka untuk setiap port projek 400G.A yang dipanggil 400ZR telah dilancarkan dalam Forum Internet Optik (OIF) untuk menyeragamkan modul DCI optik generasi akan datang dan mencipta ekosistem optik yang pelbagai untuk pembekal. Konsep ini serupa dengan WDM PAM4, tetapi meluas untuk menyokong keperluan 400-Gbps.