Tulad ng alam nating lahat, ang industriya ng teknolohiya ay nakamit ang maraming pambihirang tagumpay sa 2018, at magkakaroon ng iba't ibang mga posibilidad sa 2019, na matagal nang hinihintay. Naniniwala ang punong opisyal ng teknolohiya ng Inphi, si Dr. Radha Nagarajan, na ang high-speed data center ay magkakaugnay (DCI) market, isa sa mga segment ng industriya ng teknolohiya, ay magbabago rin sa 2019. Narito ang tatlong bagay na inaasahan niyang mangyayari sa data center ngayong taon.
1.Ang heograpikong agnas ng mga data center ay magiging mas karaniwan
Ang pagkonsumo ng data center ay nangangailangan ng maraming pisikal na suporta sa espasyo, kabilang ang imprastraktura tulad ng kapangyarihan at paglamig. Ang geo-decomposition ng data center ay magiging mas karaniwan habang nagiging mas mahirap ang pagbuo ng malaki, tuluy-tuloy, malalaking data center. Ang decomposition ay susi sa metropolitan mga lugar kung saan mataas ang presyo ng lupa.Ang malalaking bandwidth interconnect ay kritikal sa pagkonekta sa mga data center na ito.
DCI-Campus：Ang mga data center na ito ay madalas na konektado nang magkasama, halimbawa sa isang kapaligiran sa campus.Karaniwang limitado ang distansya sa pagitan ng 2 at 5 kilometro. Depende sa pagkakaroon ng fiber, mayroon ding overlap ng CWDM at DWDM link sa mga distansyang ito.
DCI-Edge：Ang ganitong uri ng koneksyon ay mula 2 km hanggang 120 km. Ang mga link na ito ay pangunahing konektado sa mga distributed data center sa loob ng lugar at karaniwang napapailalim sa latency constraints. Kasama sa mga opsyon sa optical technology ng DCI ang direktang pagtuklas at pagkakaugnay, na parehong ipinapatupad gamit ang DWDM transmission format sa fiber-optic C-band (192 THz hanggang 196 THz window). 100 Gbps, 4-level pulse amplitude modulation (PAM4), ang direct detection format ay isang cost-effective na paraan para sa DCI-Edge applications. Ang PAM4 modulation format ay may dobleng kapasidad ng tradisyonal na non-return-to-zero (NRZ) modulation format.Para sa susunod na henerasyon ng 400-Gbps (bawat wavelength) DCI system, ang 60-Gbaud, 16-QAM na magkakaugnay na format ay ang nangungunang kakumpitensya.
DCI-Metro/Long Haul：Ang kategoryang ito ng fiber ay lampas sa DCI-Edge, na may ground link na hanggang 3,000 kilometro at mas mahabang sahig ng dagat. Ginagamit ang magkakaugnay na format ng modulasyon para sa kategoryang ito at maaaring iba ang uri ng modulasyon para sa iba't ibang distansya. Ang magkakaugnay na format ng modulasyon ay din amplitude at phase modulated, nangangailangan ng mga lokal na oscillator laser para sa pagtuklas, nangangailangan ng kumplikadong digital signal processing, kumonsumo ng mas maraming kapangyarihan, may mas mahabang hanay, at mas mahal kaysa sa direktang pagtuklas o mga pamamaraan ng NRZ.
2.Ang data center ay patuloy na bubuo
Ang malalaking bandwidth interconnects ay kritikal sa pagkonekta sa mga data center na ito. Sa pag-iisip nito, ang DCI-Campus, DCI-Edge at DCI-Metro/Long Haul data center ay patuloy na bubuo. Sa nakalipas na ilang taon, ang DCI field ay naging focus ng atensyon ng mga tradisyunal na supplier ng DWDM system. Ang lumalaking pangangailangan ng bandwidth ng mga cloud service provider (CSP) na nagbibigay ng software-as-a-service (SaaS), platform-as-a-service (PaaS) at infrastructure-as-a-service Ang mga kakayahan ng (IaaS) ay nagtutulak ng iba't ibang optical system para sa pagkonekta sa mga network ng CSP data center Mga switch at router ng Layer. Ngayon, kailangan itong tumakbo sa 100 Gbps.Sa loob ng data center, maaaring gamitin ang direct-attached copper (DAC) cabling, active optical cable (AOC) o 100G "gray" optics. Para sa mga koneksyon sa mga pasilidad ng data center (campus o edge/metro application), ang tanging opsyon na mayroong kamakailan lamang na magagamit ay isang ganap na tampok, magkakaugnay na nakabatay sa repeater-based na diskarte na sub-optimal.
Sa paglipat sa isang 100G ecosystem, ang arkitektura ng network ng data center ay umunlad mula sa isang mas tradisyonal na modelo ng data center. Ang lahat ng mga pasilidad ng data center na ito ay matatagpuan sa isang malaking“malaking data center”campus. Karamihan sa mga CSP ay pinagsama sa isang naka-distribute na arkitektura ng lugar upang makamit ang sukat na kinakailangan at magbigay ng mataas na magagamit na mga serbisyo sa cloud.
Ang mga lugar ng data center ay karaniwang matatagpuan malapit sa mga metropolitan na lugar na may mataas na populasyon upang maibigay ang pinakamahusay na serbisyo (na may pagkaantala at availability) sa mga end customer na pinakamalapit sa mga lugar na ito. Ang rehiyonal na arkitektura ay bahagyang naiiba sa pagitan ng mga CSP, ngunit binubuo ng mga paulit-ulit na rehiyonal na "mga gateway" o “hubs”. Ang mga “gateway” o “hub” na ito ay konektado sa wide area network (WAN) backbone ng CSP (at mga gilid na site na maaaring gamitin para sa peer-to-peer, lokal na transportasyon ng nilalaman o submarine transport). gateway” o “hubs” ay konektado sa wide area network (WAN) backbone ng CSP (at mga edge na site na maaaring gamitin para sa peer-to-peer, lokal na transportasyon ng nilalaman o submarine transport).Dahil ang lugar ay kailangang palawakin, ito ay madaling makakuha ng mga karagdagang pasilidad at ikonekta ang mga ito sa regional gateway. Nagbibigay-daan ito para sa mabilis na pagpapalawak at paglaki ng lugar kumpara sa medyo mataas na halaga ng pagtatayo ng bagong malaking data center at mas mahabang oras ng konstruksiyon, na may karagdagang benepisyo ng introducing the concept of different available areas (AZ) in a given area.
Ang paglipat mula sa isang malaking arkitektura ng data center patungo sa isang zone ay nagpapakilala ng mga karagdagang hadlang na dapat isaalang-alang kapag pumipili ng mga lokasyon ng pasilidad ng gateway at data center. Halimbawa, upang matiyak ang parehong karanasan ng customer (mula sa pananaw ng latency), ang maximum na distansya sa pagitan ng alinmang dalawang data ang mga sentro (sa pamamagitan ng isang pampublikong gateway) ay dapat na may hangganan. Ang isa pang pagsasaalang-alang ay ang kulay abong optical system ay masyadong hindi epektibo upang magkabit ng pisikal na natatanging mga gusali ng data center sa loob ng parehong heyograpikong lugar.Sa mga salik na ito sa isip, ang magkakaugnay na platform ngayon ay hindi angkop para sa mga aplikasyon ng DCI.
Ang format ng modulation ng PAM4 ay nagbibigay ng mababang paggamit ng kuryente, mababang footprint, at mga opsyon sa direktang pag-detect. Sa pamamagitan ng paggamit ng mga silicon photonics, nabuo ang isang dual-carrier transceiver na may PAM4 Application Specific Integrated Circuit (ASIC), na pinagsama ang isang integrated digital signal processor (DSP) at forward error correction (FEC). At i-package ito sa QSFP28 form factor.Ang resultang switch pluggable module ay maaaring magsagawa ng DWDM transmission sa isang tipikal na DCI link, na may 4 Tbps bawat fiber pair at 4.5 W bawat 100G.
3.Ang Silicon photonics at CMOS ay magiging core ng optical module development
Ang kumbinasyon ng mga silikon na photonic para sa lubos na pinagsama-samang optika at mataas na bilis ng silicon na komplementaryong metal oxide semiconductors (CMOS) para sa pagpoproseso ng signal ay gaganap ng isang papel sa ebolusyon ng mga low-cost, low-power, switchable optical modules.
Ang lubos na pinagsama-samang silicon photonic chip ay ang puso ng pluggable module. Kung ikukumpara sa indium phosphide, ang platform ng silicon CMOS ay nakapasok sa wafer-level optics sa mas malaking 200 mm at 300 mm na laki ng wafer. Mga Photodetector na may wavelength na 1300 nm at 1500 nm ay itinayo sa pamamagitan ng pagdaragdag ng germanium epitaxy sa isang karaniwang platform ng silikon na CMOS. Bilang karagdagan, ang mga sangkap na nakabatay sa silicon dioxide at nitride ay maaaring isama upang makagawa ng mababang refractive index contrast at hindi sensitibo sa temperatura na mga optical na bahagi.
Sa Figure 2, ang output optical path ng silicon photonic chip ay naglalaman ng isang pares ng naglalakbay na wave Mach Zehnder modulators (MZM), isa para sa bawat wavelength. Ang dalawang wavelength na output ay pagkatapos ay pinagsama sa isang chip gamit ang integrated 2:1 interleaver, na kung saan gumaganap bilang isang DWDM multiplexer. Ang parehong silikon na MZM ay maaaring gamitin sa parehong NRZ at PAM4 na mga format ng modulasyon na may iba't ibang mga signal ng drive.
Habang ang mga kinakailangan sa bandwidth ng mga network ng data center ay patuloy na lumalaki, ang Batas ni Moore ay nangangailangan ng mga pagsulong sa paglipat ng mga chip.Ito ay magbibigay-daan sa switch at router platform na mapanatili ang switch chip base parity habang pinapataas ang kapasidad ng bawat port. Ang mga susunod na henerasyon na switch chip ay idinisenyo para sa bawat port ng 400G. Isang proyektong tinatawag na 400ZR ang inilunsad sa Optical Internet Forum (OIF) upang i-standardize ang mga susunod na henerasyong optical DCI modules at lumikha ng magkakaibang optical ecosystem para sa mga supplier.