Com tots sabem, la indústria tecnològica ha aconseguit molts èxits extraordinaris el 2018, i hi haurà diverses possibilitats el 2019, que és molt esperada. La directora de tecnologia d'Inphi, la doctora Radha Nagarajan, creu que la interconnexió del centre de dades d'alta velocitat El mercat (DCI), un dels segments de la indústria tecnològica, també canviarà el 2019. Aquí hi ha tres coses que espera que passin al centre de dades aquest any.
1.La descomposició geogràfica dels centres de dades serà més habitual
El consum del centre de dades requereix una gran quantitat de suport d'espai físic, incloent infraestructures com l'alimentació i la refrigeració. La descomposició geogràfica del centre de dades es farà més freqüent a mesura que cada cop sigui més difícil construir centres de dades grans, continus i grans. La descomposició és clau a les àrees metropolitanes. zones on els preus del sòl són alts. Les interconnexions d'ample de banda gran són fonamentals per connectar aquests centres de dades.
DCI-Campus：Aquests centres de dades sovint estan connectats entre ells, per exemple en un entorn de campus. La distància sol estar limitada a entre 2 i 5 quilòmetres. Depenent de la disponibilitat de la fibra, també hi ha una superposició d'enllaços CWDM i DWDM a aquestes distàncies.
DCI-Edge：Aquest tipus de connexió oscil·la entre 2 km i 120 km. Aquests enllaços es connecten principalment a centres de dades distribuïts dins de la zona i normalment estan subjectes a restriccions de latència. Les opcions de tecnologia òptica DCI inclouen la detecció directa i la coherència, ambdues implementades mitjançant el DWDM. format de transmissió en banda C de fibra òptica (finestra de 192 THz a 196 THz). El format de modulació de detecció directa té una modulació d'amplitud, té un esquema de detecció més senzill, consumeix menys potència, menor cost i requereix compensació de dispersió externa en la majoria dels casos. 100 Gbps, modulació d'amplitud de pols de 4 nivells (PAM4), el format de detecció directa és un mètode rendible per a aplicacions DCI-Edge. El format de modulació PAM4 té el doble de capacitat que el tradicional sense retorn a zero (NRZ) format de modulació. Per a la propera generació de sistemes DCI de 400 Gbps (per longitud d'ona), el format coherent de 60 Gbaud i 16 QAM és el principal competidor.
DCI-Metro/Llarg recorregut：Aquesta categoria de fibra està més enllà del DCI-Edge, amb un enllaç terrestre de fins a 3.000 quilòmetres i un fons marí més llarg. S'utilitza un format de modulació coherent per a aquesta categoria i el tipus de modulació pot ser diferent per a diferents distàncies. El format de modulació coherent també està modulada en amplitud i fase, requereix làsers d'oscil·lador local per a la detecció, requereix un processament de senyal digital complex, consumeix més potència, té un abast més llarg i és més car que els mètodes de detecció directa o NRZ.
2.El centre de dades continuarà desenvolupant-se
Les interconnexions d'ample de banda gran són fonamentals per connectar aquests centres de dades. Tenint això en compte, els centres de dades DCI-Campus, DCI-Edge i DCI-Metro/Long Haul continuaran desenvolupant-se. En els últims anys, el camp DCI s'ha convertit en el focus. d'atenció dels proveïdors de sistemes DWDM tradicionals. Els creixents requisits d'amplada de banda dels proveïdors de serveis al núvol (CSP) que proporcionen programari com a servei (SaaS), plataforma com a servei (PaaS) i infraestructura com a servei. Les capacitats (IaaS) estan impulsant diferents sistemes òptics per connectar la capa de xarxes de centres de dades CSPinterruptorsiencaminadors.Avui, això ha de funcionar a 100 Gbps. Dins del centre de dades, es pot utilitzar cablejat de coure connectat directament (DAC), cable òptic actiu (AOC) o òptica "grisa" de 100G. Per a connexions a instal·lacions del centre de dades (aplicacions de campus o perifèrics/metro), l'única opció que té Només fa poc que s'ha disposat d'un enfocament basat en repetidors basat en funcions completes i coherents que no és òptim.
Amb la transició a un ecosistema 100G, l'arquitectura de xarxa del centre de dades ha evolucionat a partir d'un model de centre de dades més tradicional. Totes aquestes instal·lacions del centre de dades es troben en un únic gran“gran centre de dades”campus. La majoria dels CSP s'han fusionat amb una arquitectura d'àrea distribuïda per aconseguir l'escala requerida i oferir serveis al núvol d'alta disponibilitat.
Les àrees del centre de dades solen situar-se a prop d'àrees metropolitanes amb alta densitat de població per oferir el millor servei (amb retard i disponibilitat) als clients finals més propers a aquestes àrees. L'arquitectura regional és lleugerament diferent entre els CSP, però consisteix en "gateways" regionals redundants. o "concentradors". Aquestes "passareles" o "concentradors" estan connectades a la xarxa troncal de la xarxa d'àrea àmplia (WAN) del CSP (i llocs perifèrics que es poden utilitzar per a transport d'igual a igual, de contingut local o transport submarí). les passarel·les” o els “concentradors” estan connectats a la xarxa troncal de la xarxa d'àrea àmplia (WAN) del CSP (i als llocs perifèrics que es poden utilitzar per a transport d'igual a igual, de contingut local o transport submarí). Atès que l'àrea s'ha d'ampliar, és És fàcil adquirir instal·lacions addicionals i connectar-les a la passarel·la regional. Això permet una ràpida expansió i creixement de l'àrea en comparació amb el cost relativament elevat de construir un nou gran centre de dades i un temps de construcció més llarg, amb l'avantatge afegit d'introduir el concepte de diferents àrees disponibles (AZ) en una àrea determinada.
La transició d'una arquitectura de centre de dades gran a una zona introdueix restriccions addicionals que s'han de tenir en compte a l'hora de seleccionar les ubicacions de les instal·lacions de la passarel·la i del centre de dades. Per exemple, per garantir la mateixa experiència del client (des d'una perspectiva de latència), la distància màxima entre dues dades qualsevol. els centres (a través d'una passarel·la pública) s'han de delimitar. Una altra consideració és que el sistema òptic gris és massa ineficient per interconnectar edificis de centres de dades físicament diferents dins de la mateixa àrea geogràfica. Tenint en compte aquests factors, la plataforma coherent actual no és adequada per a aplicacions DCI.
El format de modulació PAM4 proporciona un baix consum d'energia, una petita empremta i opcions de detecció directa. Mitjançant la utilització de fotònica de silici, es va desenvolupar un transceptor de doble portadora amb un circuit integrat específic d'aplicació (ASIC) PAM4, que integrava un processador de senyal digital integrat (DSP) i Correcció d'errors de reenviament (FEC). I empaqueteu-lo al factor de forma QSFP28. El resultantinterruptorEl mòdul connectable pot realitzar transmissió DWDM a través d'un enllaç DCI típic, amb 4 Tbps per parell de fibra i 4,5 W per 100G.
3.La fotònica de silici i el CMOS es convertiran en el nucli del desenvolupament de mòduls òptics
La combinació de fotònica de silici per a òptica altament integrada i semiconductors d'òxid metàl·lic complementari de silici d'alta velocitat (CMOS) per al processament de senyals jugarà un paper en l'evolució dels mòduls òptics commutables de baix cost, de baix consum i de potència.
El xip fotònic de silici altament integrat és el cor del mòdul connectable. En comparació amb el fosfur d'indi, la plataforma CMOS de silici és capaç d'introduir òptiques a nivell d'hòsties a mides d'hòsties més grans de 200 mm i 300 mm. Fotodetectors amb longituds d'ona de 1300 nm i 1500 nm es van construir afegint epitaxia de germani a una plataforma CMOS de silici estàndard. A més, es poden integrar components basats en diòxid de silici i nitrur de silici per fabricar components òptics insensibles a la temperatura i de baix índex de refracció.
A la figura 2, el camí òptic de sortida del xip fotònic de silici conté un parell de moduladors Mach Zehnder d'ona viatjant (MZM), un per a cada longitud d'ona. Les dues sortides de longitud d'ona es combinen després en un xip mitjançant un entrellaçador integrat 2:1, que actua com a multiplexor DWDM. El mateix MZM de silici es pot utilitzar tant en formats de modulació NRZ com PAM4 amb diferents senyals d'accionament.
A mesura que els requisits d'amplada de banda de les xarxes de centres de dades continuen creixent, la Llei de Moore requereix avenços en el canvi de xips. Això habilitarà elinterruptoriencaminadorplataformes per mantenirinterruptorparitat de base de xip alhora que augmenta la capacitat de cada port. Nova generacióinterruptorels xips estan dissenyats per a cada port del 400G. Un projecte anomenat 400ZR es va llançar a l'Optical Internet Forum (OIF) per estandarditzar els mòduls òptics DCI de nova generació i crear un ecosistema òptic divers per als proveïdors. Aquest concepte és similar al WDM PAM4, però s'estén per suportar els requisits de 400 Gbps.