Hepimizin bildiği gibi, teknoloji endüstrisi 2018'de birçok olağanüstü başarıya imza attı ve uzun zamandır beklenen 2019'da çeşitli olasılıklar olacak. Inphi'nin teknolojiden sorumlu baş sorumlusu Dr. Radha Nagarajan, yüksek hızlı veri merkezi ara bağlantısının olduğuna inanıyor. Teknoloji endüstrisi segmentlerinden biri olan (DCI) pazarı da 2019'da değişecek. Veri merkezinde bu yıl olmasını beklediği üç şey var.
1.Veri merkezlerinin coğrafi ayrışması daha yaygın hale gelecek
Veri merkezi tüketimi, güç ve soğutma gibi altyapılar da dahil olmak üzere çok sayıda fiziksel alan desteği gerektirir. Büyük, sürekli, büyük veri merkezleri inşa etmek giderek daha zor hale geldikçe, veri merkezi coğrafi ayrıştırma daha yaygın hale gelecektir. Büyükşehirde ayrıştırma anahtardır arsa fiyatlarının yüksek olduğu yerler.Büyük bant genişliği ara bağlantıları, bu veri merkezlerini bağlamak için kritik öneme sahiptir.
DCI-Kampüs：Bu veri merkezleri, örneğin bir kampüs ortamında, genellikle birbirine bağlanır.Mesafe genellikle 2 ila 5 kilometre ile sınırlıdır. Fiberin mevcudiyetine bağlı olarak, bu mesafelerde CWDM ve DWDM bağlantılarının örtüşmesi de vardır.
DCI-Edge：Bu bağlantı türü 2 km ile 120 km arasında değişir. Bu bağlantılar öncelikle bölge içindeki dağıtılmış veri merkezlerine bağlıdır ve tipik olarak gecikme kısıtlamalarına tabidir. DCI optik teknolojisi seçenekleri, her ikisi de DWDM kullanılarak uygulanan doğrudan algılama ve tutarlılığı içerir. fiber optik C-bandında iletim formatı (192 THz ila 196 THz pencere).Doğrudan algılama modülasyon formatı genlik modülasyonludur, daha basit bir algılama şemasına sahiptir, daha düşük güç tüketir, daha düşük maliyetlidir ve çoğu durumda harici dağılım telafisi gerektirir. 100 Gbps, 4 seviyeli darbe genlik modülasyonu (PAM4), doğrudan algılama formatı, DCI-Edge uygulamaları için uygun maliyetli bir yöntemdir. PAM4 modülasyon formatı, geleneksel sıfıra dönüşsüz (NRZ) kapasitenin iki katı kapasiteye sahiptir. modülasyon formatı. Yeni nesil 400-Gbps (dalga boyu başına) DCI sistemleri için, 60-Gbaud, 16-QAM tutarlı formatı lider rakiptir.
DCI-Metro/Uzun Mesafe：Bu fiber kategorisi, 3.000 kilometreye kadar zemin bağlantısı ve daha uzun deniz tabanı ile DCI-Edge'in ötesindedir. Bu kategori için tutarlı bir modülasyon formatı kullanılır ve modülasyon tipi farklı mesafeler için farklı olabilir. Tutarlı modülasyon formatı ayrıca genlik ve faz modülasyonludur, algılama için yerel osilatör lazerleri gerektirir, karmaşık dijital sinyal işleme gerektirir, daha fazla güç tüketir, daha uzun menzile sahiptir ve doğrudan algılama veya NRZ yöntemlerinden daha pahalıdır.
2.Veri merkezi gelişmeye devam edecek
Geniş bant genişliği ara bağlantıları, bu veri merkezlerini birbirine bağlamak için kritik öneme sahiptir. Bunu akılda tutarak, DCI-Campus, DCI-Edge ve DCI-Metro/Long Haul veri merkezleri gelişmeye devam edecek. Son birkaç yılda DCI alanı odak noktası haline geldi. geleneksel DWDM sistem tedarikçilerinin ilgisini çekiyor. Hizmet olarak yazılım (SaaS), hizmet olarak platform (PaaS) ve hizmet olarak altyapı sağlayan bulut hizmeti sağlayıcılarının (CSP'ler) artan bant genişliği gereksinimleri (IaaS) yetenekleri, CSP veri merkezi ağları Katman anahtarları ve yönlendiricileri bağlamak için farklı optik sistemleri çalıştırıyor. Bugün bunun 100 Gbps'de çalışması gerekiyor.Veri merkezinin içinde doğrudan bağlı bakır (DAC) kablolama, aktif optik kablo (AOC) veya 100G “gri” optik kullanılabilir. Veri merkezi tesislerine (kampüs veya uç/metro uygulamaları) bağlantılar için tek seçenek, tam özellikli, tutarlı tabanlı tekrarlayıcı tabanlı bir yaklaşım ancak son zamanlarda kullanıma sunulmuştur.
100G ekosistemine geçişle birlikte, veri merkezi ağ mimarisi daha geleneksel bir veri merkezi modelinden evrimleşmiştir. Tüm bu veri merkezi tesisleri tek bir büyük“büyük veri merkezi”kampüs.Çoğu CSP, gereken ölçeği elde etmek ve yüksek düzeyde kullanılabilir bulut hizmetleri sağlamak için dağıtılmış alan mimarisiyle birleştirilmiştir.
Veri merkezi alanları, bu alanlara en yakın son müşterilere en iyi hizmeti (gecikme ve kullanılabilirlik ile) sağlamak için genellikle yüksek nüfus yoğunluğuna sahip metropol alanların yakınında bulunur. Bölgesel mimari, CSP'ler arasında biraz farklıdır, ancak yedekli bölgesel "ağ geçitlerinden" oluşur. veya "hub'lar". Bu "ağ geçitleri" veya "hub'lar", CSP'nin geniş alan ağı (WAN) omurgasına (ve eşler arası, yerel içerik aktarımı veya denizaltı taşımacılığı için kullanılabilecek uç sitelere) bağlıdır.Bu “ ağ geçitleri” veya “hublar”, CSP'nin geniş alan ağı (WAN) omurgasına (ve eşler arası, yerel içerik aktarımı veya denizaltı taşımacılığı için kullanılabilecek uç siteler) bağlıdır. Alanın genişletilmesi gerektiğinden, ek tesisler satın almak ve bunları bölgesel ağ geçidine bağlamak kolaydır. Bu, yeni bir büyük veri merkezi inşa etmenin nispeten yüksek maliyetine ve daha uzun bir inşaat süresine kıyasla alanın hızlı genişlemesine ve büyümesine olanak tanır ve ek bir giriş avantajı sağlar.belirli bir alanda farklı kullanılabilir alanlar (AZ) kavramını üretmek.
Büyük bir veri merkezi mimarisinden bir bölgeye geçiş, ağ geçidi ve veri merkezi tesis konumları seçilirken dikkate alınması gereken ek kısıtlamalar getirir. Örneğin, aynı müşteri deneyimini sağlamak için (gecikme açısından), herhangi iki veri arasındaki maksimum mesafe merkezler (genel bir ağ geçidi aracılığıyla) sınırlandırılmalıdır. Diğer bir husus, gri optik sistemin aynı coğrafi alan içindeki fiziksel olarak farklı veri merkezi binalarını birbirine bağlamak için çok yetersiz olmasıdır.Bu faktörler göz önünde bulundurulduğunda, günümüzün uyumlu platformu DCI uygulamaları için uygun değildir.
PAM4 modülasyon formatı, düşük güç tüketimi, düşük ayak izi ve doğrudan algılama seçenekleri sunar. Silikon fotonik kullanılarak, entegre bir dijital sinyal işlemcisini (DSP) ve entegre bir dijital sinyal işlemcisini (DSP) entegre eden PAM4 Uygulamaya Özel Entegre Devreye (ASIC) sahip çift taşıyıcılı bir alıcı-verici geliştirildi. ileri hata düzeltme (FEC). Ve onu QSFP28 form faktörüne paketleyin.Ortaya çıkan takılabilir anahtar modülü, fiber çifti başına 4 Tbps ve 100G başına 4,5 W ile tipik bir DCI bağlantısı üzerinden DWDM iletimi gerçekleştirebilir.
3.Silikon fotonik ve CMOS, optik modül geliştirmenin çekirdeği olacak
Yüksek düzeyde entegre optikler için silikon fotoniklerin ve sinyal işleme için yüksek hızlı silikon tamamlayıcı metal oksit yarı iletkenlerin (CMOS) kombinasyonu, düşük maliyetli, düşük güçlü, değiştirilebilir optik modüllerin gelişiminde rol oynayacaktır.
Yüksek düzeyde entegre silikon fotonik çip, tak-çıkar modülün kalbidir. İndiyum fosfit ile karşılaştırıldığında, silikon CMOS platformu, 200 mm ve 300 mm daha büyük gofret boyutlarında gofret seviyesindeki optiklere girebilir. 1300 nm ve 1500 nm dalga boylarına sahip fotodetektörler standart bir silikon CMOS platformunda germanyum epitaksi eklenerek yapılmıştır. Ek olarak, silikon dioksit ve silikon nitrür bazlı bileşenler, düşük kırılma indisi kontrastı ve sıcaklığa duyarsız optik bileşenler üretmek için entegre edilebilir.
Şekil 2'de, silikon fotonik çipin çıkış optik yolu, her dalga boyu için bir tane olmak üzere bir çift hareketli dalga Mach Zehnder modülatörü (MZM) içerir. Daha sonra iki dalga boyu çıkışı, entegre bir 2:1 serpiştirici kullanılarak bir çip üzerinde birleştirilir. DWDM çoklayıcı görevi görür. Aynı silikon MZM, farklı sürücü sinyalleriyle hem NRZ hem de PAM4 modülasyon formatlarında kullanılabilir.
Veri merkezi ağlarının bant genişliği gereksinimleri artmaya devam ederken, Moore Yasası anahtarlama çiplerinde ilerlemeler gerektiriyor.Bu, switch ve router platformlarının, her portun kapasitesini arttırırken, switch chip taban paritesini korumasını sağlayacaktır. Yeni nesil switch çipleri, 400G'nin her portu için tasarlanmıştır. Optik İnternet Forumu'nda (OIF) 400ZR adlı bir proje başlatıldı. yeni nesil optik DCI modüllerini standart hale getirmek ve tedarikçiler için çeşitli bir optik ekosistem oluşturmak. Bu konsept WDM PAM4'e benzer ancak 400 Gbps gereksinimlerini destekleyecek şekilde genişletilir.