Kot vsi vemo, je tehnološka industrija v letu 2018 dosegla številne izjemne dosežke in v letu 2019, ki je dolgo pričakovano, bodo na voljo različne možnosti. Vodja tehnološke družbe Inphi, dr. Radha Nagarajan, verjame, da bo medsebojna povezava podatkovnih centrov visoke hitrosti (DCI), ki je eden od segmentov tehnološke industrije, se bo prav tako spremenil v letu 2019. Tukaj so tri stvari, ki jih pričakuje v podatkovnem centru letos.
1.Geografska razčlenitev podatkovnih centrov bo postala pogostejša
Poraba podatkovnih centrov zahteva veliko podpore fizičnega prostora, vključno z infrastrukturo, kot sta napajanje in hlajenje. Georazgradnja podatkovnih centrov bo postala pogostejša, saj postaja vse težje zgraditi velike, neprekinjene, velike podatkovne centre. Razgradnja je ključna v metropolitanskih območja, kjer so cene zemljišč visoke.Medsebojne povezave z veliko pasovno širino so ključne za povezovanje teh podatkovnih centrov.
DCI-kampus:Ti podatkovni centri so pogosto povezani skupaj, na primer v okolju kampusa.Razdalja je običajno omejena na 2 do 5 kilometrov. Odvisno od razpoložljivosti optičnih vlaken, na teh razdaljah prihaja tudi do prekrivanja povezav CWDM in DWDM.
DCI-Edge:Ta vrsta povezave sega od 2 km do 120 km. Te povezave so primarno povezane s porazdeljenimi podatkovnimi centri znotraj območja in so običajno podvržene omejitvam zakasnitve. Možnosti optične tehnologije DCI vključujejo neposredno zaznavanje in koherenco, ki sta izvedena z uporabo DWDM format prenosa v C-pasu optičnih vlaken (okno od 192 THz do 196 THz). Format modulacije z neposrednim zaznavanjem je amplitudno moduliran, ima enostavnejšo shemo zaznavanja, porabi manj energije, nižje stroške in v večini primerov zahteva zunanjo kompenzacijo disperzije. 100 Gb/s, 4-nivojska amplitudna modulacija impulzov (PAM4), format neposrednega zaznavanja je stroškovno učinkovita metoda za aplikacije DCI-Edge. Modulacijski format PAM4 ima dvakrat večjo zmogljivost kot tradicionalni format brez povratka na nič (NRZ) modulacijski format. Za naslednjo generacijo 400-Gbps (na valovno dolžino) sistemov DCI je koherentni format 60-Gbaud, 16-QAM vodilni tekmec.
DCI-Metro/dolge razdalje:Ta kategorija vlaken presega DCI-Edge, z zemeljsko povezavo do 3000 kilometrov in daljšim morskim dnom. Za to kategorijo se uporablja koherentni format modulacije, tip modulacije pa je lahko različen za različne razdalje. Format koherentne modulacije je tudi amplitudno in fazno moduliran, za detekcijo potrebuje lokalne oscilatorske laserje, zahteva kompleksno digitalno obdelavo signalov, porabi več energije, ima daljši doseg in je dražji od neposredne detekcije ali metod NRZ.
2.Podatkovni center se bo še razvijal
Medsebojne povezave z veliko pasovno širino so ključne za povezovanje teh podatkovnih centrov. S tem v mislih se bodo podatkovni centri DCI-Campus, DCI-Edge in DCI-Metro/Long Haul še naprej razvijali. V zadnjih nekaj letih je področje DCI postalo središče pozornosti tradicionalnih dobaviteljev sistemov DWDM. Naraščajoče zahteve glede pasovne širine ponudnikov storitev v oblaku (CSP), ki zagotavljajo programsko opremo kot storitev (SaaS), platformo kot storitev (PaaS) in infrastrukturo kot storitev. (IaaS) zmogljivosti poganjajo različne optične sisteme za povezovanje omrežij podatkovnih centrov CSP, stikala in usmerjevalnike. Danes mora to delovati pri 100 Gbps.Znotraj podatkovnega centra je mogoče uporabiti bakrene kable z neposrednim priklopom (DAC), aktivni optični kabel (AOC) ali 100G »sivo« optiko. Za povezave z objekti podatkovnega centra (kampus ali robne/metro aplikacije) je edina možnost, ki Šele pred kratkim je bil na voljo celovit pristop, ki temelji na koherentnem repetitorju in ni optimalen.
S prehodom na 100G ekosistem se je arhitektura omrežja podatkovnega centra razvila iz bolj tradicionalnega modela podatkovnega centra. Vsi ti objekti podatkovnega centra se nahajajo v enem samem velikem“velik podatkovni center”kampus. Večina CSP-jev je bila združena z arhitekturo porazdeljenega območja, da se doseže zahtevani obseg in zagotovi visoko razpoložljive storitve v oblaku.
Območja podatkovnih centrov se običajno nahajajo v bližini metropolitanskih območij z visoko gostoto prebivalstva, da se zagotovi najboljša storitev (z zamudo in razpoložljivostjo) končnim strankam, ki so najbližje tem območjem. Regionalna arhitektura se nekoliko razlikuje med CSP-ji, vendar je sestavljena iz redundantnih regionalnih "prehodov" ali »vozlišča«. Ti »prehodi« ali »vozlišča« so povezani s hrbtenico prostranega omrežja (WAN) CSP (in robnimi mesti, ki se lahko uporabljajo za enakovredni, lokalni prenos vsebine ali podmorski transport). prehodi« ali »vozlišča« so povezani s hrbtenico CSP-jevega prostranega omrežja (WAN) (in robnimi mesti, ki se lahko uporabljajo za enakovredni, lokalni prenos vsebine ali podmorski transport). Ker je treba območje razširiti, je enostavno nabaviti dodatne zmogljivosti in jih povezati z regionalnim prehodom. To omogoča hitro širitev in rast območja v primerjavi z relativno visokimi stroški gradnje novega velikega podatkovnega centra in daljšim časom gradnje, z dodatno prednostjo uvedbeoblikovanje koncepta različnih razpoložljivih območij (AZ) na danem območju.
Prehod z arhitekture velikega podatkovnega centra na cono uvaja dodatne omejitve, ki jih je treba upoštevati pri izbiri lokacij prehoda in podatkovnega centra. Na primer, da se zagotovi enaka uporabniška izkušnja (z vidika zakasnitve), je največja razdalja med katerima koli dvema podatkoma centri (prek javnega prehoda) morajo biti omejeni. Drug razlog je, da je sivi optični sistem premalo učinkovit za medsebojno povezovanje fizično različnih zgradb podatkovnih centrov znotraj istega geografskega območja.Ob upoštevanju teh dejavnikov današnja koherentna platforma ni primerna za aplikacije DCI.
Modulacijski format PAM4 zagotavlja nizko porabo energije, majhen odtis in možnosti neposrednega zaznavanja. Z uporabo silicijeve fotonike je bil razvit oddajnik-sprejemnik z dvema nosilcema z integriranim vezjem PAM4, specifičnim za aplikacijo (ASIC), ki vključuje integriran procesor digitalnih signalov (DSP) in naprej odpravljanje napak (FEC).In ga zapakirajte v faktor oblike QSFP28.Nastali vtični modul s stikalom lahko izvaja prenos DWDM prek tipične povezave DCI s 4 Tbps na par vlaken in 4,5 W na 100 G.
3.Silicijeva fotonika in CMOS bosta postala jedro razvoja optičnih modulov
Kombinacija silicijeve fotonike za visoko integrirano optiko in hitrih silicijevih komplementarnih kovinskih oksidnih polprevodnikov (CMOS) za obdelavo signalov bo igrala vlogo pri razvoju poceni preklopljivih optičnih modulov z nizko porabo energije.
Visoko integriran silicijev fotonski čip je srce vtičnega modula. V primerjavi z indijevim fosfidom lahko silicijeva CMOS platforma vstopi v optiko na ravni rezin pri večjih velikostih rezin 200 mm in 300 mm. Fotodetektorji z valovno dolžino 1300 nm in 1500 nm so bili izdelani z dodajanjem germanijeve epitaksije na standardni silicijevi platformi CMOS. Poleg tega je mogoče integrirati komponente na osnovi silicijevega dioksida in silicijevega nitrida za izdelavo kontrasta z nizkim lomnim količnikom in temperaturno neobčutljivih optičnih komponent.
Na sliki 2 izhodna optična pot silicijevega fotoničnega čipa vsebuje par Mach Zehnderjevih modulatorjev (MZM) s potujočim valom, po enega za vsako valovno dolžino. Dva izhoda valovne dolžine sta nato združena na čipu z uporabo integriranega prepletalnika 2:1, ki deluje kot multiplekser DWDM. Isti silicijev MZM je mogoče uporabiti v formatih modulacije NRZ in PAM4 z različnimi pogonskimi signali.
Ker zahteve glede pasovne širine omrežij podatkovnih centrov še naprej naraščajo, Moorov zakon zahteva napredek pri preklapljanju čipov.To bo omogočilo platformam stikal in usmerjevalnikov, da ohranijo pariteto osnovnega čipa stikala, hkrati pa povečajo zmogljivost vsakih vrat. Čipi stikala naslednje generacije so zasnovani za vsa vrata 400G. Projekt, imenovan 400ZR, je bil uveden na Forumu za optični internet (OIF). za standardizacijo optičnih modulov DCI naslednje generacije in ustvarjanje raznolikega optičnega ekosistema za dobavitelje. Ta koncept je podoben WDM PAM4, vendar se razširi na podporo zahtevam 400-Gbps.