Jak wszyscy wiemy, branża technologiczna osiągnęła wiele niezwykłych osiągnięć w 2018 r., a w 2019 r. pojawią się różne możliwości, na co czekamy od dawna. Dyrektor ds. technologii w Inphi, dr Radha Nagarajan, uważa, że szybkie połączenie centrum danych Rynek (DCI), jeden z segmentów branży technologicznej, również ulegnie zmianie w 2019 roku. Oto trzy rzeczy, których spodziewa się w tym roku w centrum danych.
1.Dekompozycja geograficzna centrów danych stanie się bardziej powszechna
Zużycie w centrach danych wymaga dużego wsparcia przestrzeni fizycznej, w tym infrastruktury, takiej jak zasilanie i chłodzenie.Dekompozycja geograficzna centrów danych stanie się coraz bardziej powszechna, ponieważ coraz trudniej jest budować duże, ciągłe, duże centra danych.Dekompozycja ma kluczowe znaczenie w obszarze metropolitalnym obszary, na których ceny gruntów są wysokie.Połączenia międzysieciowe o dużej przepustowości mają kluczowe znaczenie dla łączenia tych centrów danych.
Kampus DCI:Te centra danych są często ze sobą połączone, na przykład w środowisku kampusowym.Odległość jest zwykle ograniczona od 2 do 5 kilometrów. W zależności od dostępności światłowodu, na tych odległościach występuje również nakładanie się łączy CWDM i DWDM.
Krawędź DCI:Ten typ połączenia ma zasięg od 2 km do 120 km. Łącza te są przede wszystkim połączone z rozproszonymi centrami danych na danym obszarze i zazwyczaj podlegają ograniczeniom dotyczącym opóźnień. Opcje technologii optycznej DCI obejmują bezpośrednie wykrywanie i spójność, które są realizowane za pomocą DWDM format transmisji w światłowodowym paśmie C (okno 192 THz do 196 THz). Format modulacji bezpośredniej detekcji jest modulowany amplitudowo, ma prostszy schemat detekcji, zużywa mniej energii, niższy koszt i w większości przypadków wymaga zewnętrznej kompensacji dyspersji. 100 Gbps, 4-poziomowa modulacja amplitudy impulsu (PAM4), format bezpośredniego wykrywania jest opłacalną metodą dla aplikacji DCI-Edge. Format modulacji PAM4 ma dwukrotnie większą pojemność niż tradycyjny brak powrotu do zera (NRZ) format modulacji. Dla następnej generacji systemów DCI 400 Gb/s (na długość fali) czołowym konkurentem jest format koherentny 60 Gbaud i 16 QAM.
DCI-metro/długodystans:Ta kategoria światłowodów znajduje się poza DCI-Edge, z połączeniem naziemnym o długości do 3000 kilometrów i dłuższym dnie morskim. Dla tej kategorii używany jest spójny format modulacji, a typ modulacji może być różny dla różnych odległości. Format spójnej modulacji jest również modulowany amplitudowo i fazowo, wymaga lokalnych laserów oscylacyjnych do detekcji, wymaga złożonego przetwarzania sygnału cyfrowego, zużywa więcej energii, ma większy zasięg i jest droższy niż metody bezpośredniego wykrywania lub NRZ.
2.Centrum danych będzie się dalej rozwijać
Połączenia międzysieciowe o dużej przepustowości mają kluczowe znaczenie dla połączenia tych centrów danych. Mając to na uwadze, centra danych DCI-Campus, DCI-Edge i DCI-Metro/Long Haul będą nadal się rozwijać. W ciągu ostatnich kilku lat dziedzina DCI stała się w centrum uwagi uwagi dostawców tradycyjnych systemów DWDM. Rosnące wymagania dotyczące przepustowości dostawców usług w chmurze (CSP), którzy dostarczają oprogramowanie jako usługa (SaaS), platforma jako usługa (PaaS) i infrastruktura jako usługa Możliwości (IaaS) napędzają różne systemy optyczne do łączenia sieci centrów danych CSP Przełączniki warstwowe i routery. Obecnie musi to działać z szybkością 100 Gb/s.Wewnątrz centrum danych można zastosować okablowanie miedziane podłączane bezpośrednio (DAC), aktywny kabel optyczny (AOC) lub „szarą” optykę 100G. W przypadku połączeń z obiektami centrum danych (aplikacje kampusowe lub brzegowe/metro) jest to jedyna opcja, która ma dopiero od niedawna dostępne jest w pełni funkcjonalne, oparte na koherencji podejście oparte na wzmacniaczach, które jest nieoptymalne.
Wraz z przejściem do ekosystemu 100G architektura sieci centrum danych ewoluowała z bardziej tradycyjnego modelu centrum danych. Wszystkie te obiekty centrum danych znajdują się w jednym dużym“duże centrum danych”campus.Większość dostawców CSP została połączona z architekturą obszaru rozproszonego, aby osiągnąć wymaganą skalę i zapewnić wysoce dostępne usługi w chmurze.
Obszary centrów danych są zazwyczaj zlokalizowane w pobliżu obszarów metropolitalnych o dużej gęstości zaludnienia, aby zapewnić najlepszą obsługę (z opóźnieniem i dostępnością) klientom końcowym znajdującym się najbliżej tych obszarów. Architektura regionalna różni się nieco między dostawcami usług internetowych, ale składa się z nadmiarowych regionalnych „bram” lub „koncentratory”. Te „bramy” lub „koncentratory” są połączone ze szkieletem sieci rozległej (WAN) dostawcy usług Kryptograficznych (i witrynami brzegowymi, które mogą być wykorzystywane do komunikacji równorzędnej, lokalnego transportu treści lub transportu podmorskiego). bramy” lub „koncentratory” są połączone ze szkieletem sieci rozległej (WAN) dostawcy usług Kryptograficznych (i witrynami brzegowymi, które mogą być używane do komunikacji równorzędnej, lokalnego transportu treści lub transportu podmorskiego). łatwo jest pozyskać dodatkowe obiekty i podłączyć je do bramy regionalnej. Pozwala to na szybką rozbudowę i wzrost obszaru w porównaniu ze stosunkowo wysokimi kosztami budowy nowego dużego centrum danych i dłuższym czasem budowy, z dodatkową korzyścią introtworzenie koncepcji różnych dostępnych obszarów (AZ) na danym obszarze.
Przejście z architektury dużego centrum danych do strefy wprowadza dodatkowe ograniczenia, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze lokalizacji bramy i centrum danych. Na przykład, aby zapewnić takie samo doświadczenie klienta (z perspektywy opóźnień), maksymalną odległość między dowolnymi dwoma danymi centra (przez bramę publiczną) muszą być ograniczone. Inną kwestią jest to, że szary system optyczny jest zbyt nieefektywny, aby połączyć fizycznie odrębne budynki centrum danych na tym samym obszarze geograficznym.Mając na uwadze te czynniki, dzisiejsza spójna platforma nie nadaje się do zastosowań DCI.
Format modulacji PAM4 zapewnia niskie zużycie energii, niewielkie rozmiary i opcje bezpośredniego wykrywania. Wykorzystując fotonikę krzemową, opracowano dwunośny nadajnik-odbiornik z układem scalonym do specyficznych zastosowań PAM4 (ASIC), integrując zintegrowany procesor sygnału cyfrowego (DSP) i do przodu korekcja błędów (FEC). I spakuj go w formacie QSFP28.Powstały moduł wtykowy przełącznika może wykonywać transmisję DWDM za pośrednictwem typowego łącza DCI, z 4 Tb/s na parę światłowodów i 4,5 W na 100G.
3.Fotonika krzemowa i CMOS staną się podstawą rozwoju modułów optycznych
Połączenie fotoniki krzemowej dla wysoce zintegrowanej optyki i szybkich półprzewodników krzemowych z tlenku metalu (CMOS) do przetwarzania sygnałów odegra rolę w ewolucji tanich, energooszczędnych, przełączalnych modułów optycznych.
Wysoce zintegrowany krzemowy układ fotoniczny jest sercem wymiennego modułu.W porównaniu z fosforkiem indu, krzemowa platforma CMOS jest w stanie wejść do optyki na poziomie wafla przy większych rozmiarach wafla 200 mm i 300 mm.Fotodetektory o długości fali 1300 nm i 1500 nm zostały skonstruowane poprzez dodanie epitaksji germanu na standardowej krzemowej platformie CMOS. Ponadto komponenty oparte na dwutlenku krzemu i azotku krzemu można zintegrować w celu wytworzenia kontrastu o niskim współczynniku załamania światła i komponentów optycznych niewrażliwych na temperaturę.
Na rysunku 2 wyjściowa ścieżka optyczna krzemowego układu fotonicznego zawiera parę modulatorów Mach Zehndera (MZM) o fali bieżącej (MZM), po jednym dla każdej długości fali. Wyjścia o dwóch długościach fali są następnie łączone na chipie za pomocą zintegrowanego układu przeplatającego 2:1, który działa jako multiplekser DWDM. Ten sam krzemowy MZM może być używany zarówno w formatach modulacji NRZ, jak i PAM4 z różnymi sygnałami napędowymi.
Ponieważ wymagania dotyczące przepustowości sieci centrów danych stale rosną, prawo Moore'a wymaga postępu w przełączaniu chipów.Umożliwi to platformom przełączników i routerów utrzymanie parzystości bazowej układów przełączników przy jednoczesnym zwiększeniu przepustowości każdego portu. Dla każdego portu 400G zaprojektowano układy przełączników nowej generacji. Na forum Optical Internet Forum (OIF) uruchomiono projekt o nazwie 400ZR. w celu standaryzacji modułów optycznych DCI nowej generacji i stworzenia zróżnicowanego ekosystemu optycznego dla dostawców. Ta koncepcja jest podobna do WDM PAM4, ale obejmuje obsługę wymagań 400 Gb/s.