Nagu me kõik teame, on tehnoloogiatööstus 2018. aastal saavutanud palju erakordseid saavutusi ning 2019. aastal, mis on kauaoodatud, on palju võimalusi.Inphi tehnoloogiadirektor dr Radha Nagarajan usub, et kiire andmekeskus ühendab omavahel (DCI) turg, üks tehnoloogiatööstuse segmente, muutub samuti 2019. aastal. Siin on kolm asja, mida ta loodab sel aastal andmekeskuses juhtuda.
1.Andmekeskuste geograafiline lagunemine muutub tavalisemaks
Andmekeskuse tarbimine nõuab palju füüsilist ruumi tuge, sealhulgas infrastruktuuri, nagu toide ja jahutus.Andmekeskuse geodekompleks muutub tavalisemaks, kuna suuri, pidevaid ja suuri andmekeskusi on üha keerulisem ehitada.Lagunemine on suurlinnades võtmetähtsusega piirkondades, kus maahinnad on kõrged. Suure ribalaiusega ühendused on nende andmekeskuste ühendamisel kriitilise tähtsusega.
DCI ülikoolilinnak:Need andmekeskused on sageli omavahel ühendatud, näiteks ülikoolilinnaku keskkonnas. Vahemaa on tavaliselt piiratud 2–5 kilomeetriga. Olenevalt kiu saadavusest kattuvad nendel vahemaadel ka CWDM- ja DWDM-lingid.
DCI-Edge:Seda tüüpi ühendus ulatub 2 km-st 120 km-ni. Need lingid on peamiselt ühendatud piirkonnas asuvate hajutatud andmekeskustega ja nende suhtes kehtivad tavaliselt latentsuspiirangud.DCI optilise tehnoloogia valikud hõlmavad otsest tuvastamist ja sidusust, mida mõlemat rakendatakse DWDM-i abil. edastusvorming fiiberoptilises C-ribas (192 THz kuni 196 THz aken). Otsese tuvastamise modulatsioonivorming on amplituudmoduleeritud, sellel on lihtsam tuvastusskeem, see tarbib väiksemat energiat, kulutab vähem ja nõuab enamikul juhtudel välist hajuvuse kompenseerimist. 100 Gbps, 4-tasemeline impulsi amplituudmodulatsioon (PAM4), otsetuvastusvorming on DCI-Edge'i rakenduste jaoks kulutõhus meetod. PAM4 modulatsioonivormingul on kaks korda suurem võimsus kui traditsioonilisel mitte-null-naasmisel (NRZ) modulatsioonivorming. Järgmise põlvkonna 400 Gbps (lainepikkuse kohta) DCI-süsteemide puhul on 60-Gbaud ja 16-QAM sidusvorming juhtiv konkurent.
DCI-metroo / pikamaa:See kiudude kategooria jääb DCI-Edge'ist kaugemale, maapealse ühendusega kuni 3000 kilomeetrit ja pikema merepõhjaga.Selle kategooria jaoks kasutatakse koherentset modulatsioonivormingut ja modulatsiooni tüüp võib erinevatel vahemaadel olla erinev.Koherentne modulatsioonivorming on ka amplituud- ja faasimoduleeritud, nõuab tuvastamiseks lokaalseid ostsillaatorlasereid, nõuab keerukat digitaalset signaalitöötlust, tarbib rohkem energiat, on pikema ulatusega ja on kallim kui otsetuvastus või NRZ meetodid.
2.Andmekeskus areneb edasi
Suure ribalaiusega vastastikused ühendused on nende andmekeskuste ühendamisel kriitilise tähtsusega. Seda silmas pidades jätkavad DCI-Campuse, DCI-Edge ja DCI-Metro/Long Haul andmekeskuste areng. Viimastel aastatel on DCI valdkond muutunud keskseks traditsiooniliste DWDM-süsteemide tarnijate tähelepanu. Pilveteenuse pakkujate (CSP-de) kasvavad ribalaiuse nõuded, mis pakuvad tarkvara-teenusena (SaaS), platvormi-teenusena (PaaS) ja infrastruktuuri kui teenust (IaaS) võimalused juhivad erinevaid optilisi süsteeme CSP andmekeskuste võrkude kihi ühendamisekslülitidjaruuterid.Täna peab see töötama kiirusel 100 Gbps. Andmekeskuse sees saab kasutada otseühendusega vaskkaablit (DAC), aktiivset optilist kaablit (AOC) või 100G "halli" optikat. Andmekeskuse rajatistega ühendamiseks (linnaku või ääre-/metroorakendused) on ainus võimalus, millel on Alles hiljuti oli saadaval täisfunktsionaalne, sidusal põhinev repiiteripõhine lähenemine, mis ei ole optimaalne.
100G ökosüsteemile üleminekuga on andmekeskuse võrguarhitektuur arenenud traditsioonilisemast andmekeskuse mudelist. Kõik need andmekeskuse rajatised asuvad ühes suures“suur andmekeskus”ülikoolilinnak.Enamik CSP-sid on liidetud hajutatud piirkonna arhitektuuriga, et saavutada vajalik mastaap ja pakkuda hästi kättesaadavaid pilveteenuseid.
Andmekeskuste piirkonnad asuvad tavaliselt suure asustustihedusega suurlinnapiirkondade lähedal, et pakkuda neile piirkondadele kõige lähemal asuvatele lõpptarbijatele parimat teenust (viivituse ja kättesaadavusega). Piirkondlik arhitektuur erineb CSP-de vahel veidi, kuid koosneb üleliigsetest piirkondlikest "väravatest". või "jaoturid". Need "lüüsid" või "jaoturid" on ühendatud CSP laivõrgu (WAN) magistraalsüsteemiga (ja äärealadega, mida saab kasutada võrdõigusvõrgu, kohaliku sisu edastamiseks või allveelaevatranspordiks). lüüsid" või "jaoturid" on ühendatud CSP laivõrgu (WAN) magistraaliga (ja äärealadega, mida saab kasutada võrdõigusvõrgu, kohaliku sisu transpordi või allveelaeva transpordi jaoks). Kuna piirkonda on vaja laiendada, on see on lihtne hankida lisarajatisi ja ühendada need piirkondliku väravaga. See võimaldab piirkonna kiiret laienemist ja kasvu võrreldes uue suure andmekeskuse ehitamise suhteliselt kõrgete kuludega ja pikema ehitusajaga, mille lisakasu on erinevate saadaolevate alade (AZ) kontseptsioon antud piirkonnas.
Üleminek suurelt andmekeskuse arhitektuurilt tsoonile toob kaasa täiendavaid piiranguid, mida tuleb lüüsi ja andmekeskuse rajatiste asukoha valimisel arvesse võtta. Näiteks sama kliendikogemuse tagamiseks (latentsiaja vaatenurgast) on võimalik kahe andmestiku maksimaalne vahemaa keskused (läbi avaliku lüüsi) peavad olema piiratud. Veel üks kaalutlus on see, et hall optiline süsteem on liiga ebatõhus, et ühendada füüsiliselt erinevad andmekeskuse hooned samas geograafilises piirkonnas. Neid tegureid silmas pidades ei sobi tänane sidus platvorm DCI rakenduste jaoks.
PAM4 modulatsioonivorming pakub madalat energiatarbimist, väikest jalajälge ja otsetuvastusvõimalusi. Ränifotoonikat kasutades töötati välja kahe kandjaga transiiver koos PAM4 rakendusspetsiifilise integraallülitusega (ASIC), mis integreerib integreeritud digitaalse signaaliprotsessori (DSP) ja edasi veaparandus (FEC). Ja pakendage see QSFP28 vormitegurisse. Saadudlülitiühendatav moodul suudab DWDM-i edastada tavalise DCI-lingi kaudu, kiirusega 4 Tbps kiupaari kohta ja 4,5 W 100 G kohta.
3.Ränifotoonikast ja CMOS-ist saavad optiliste moodulite arendamise tuum
Kõrgelt integreeritud optika jaoks mõeldud ränifotoonika ja signaalitöötluseks mõeldud kiirete räni komplementaarsete metalloksiidi pooljuhtide (CMOS) kombinatsioon mängib rolli odavate, väikese võimsusega, lülitatavate optiliste moodulite arengus.
Väga integreeritud ränifotoonkiip on ühendatava mooduli süda. Võrreldes indiumfosfiidiga on räni CMOS-platvorm võimeline sisenema vahvlitasandi optikasse suuremate plaatide suurustega 200 mm ja 300 mm. Fotodetektorid lainepikkustega 1300 nm ja 1500 nm konstrueeriti, lisades standardsele räni CMOS-platvormile germaaniumi epitaksi. Lisaks saab integreerida ränidioksiidil ja räninitriidil põhinevaid komponente, et valmistada madala murdumisnäitajaga kontrasti ja temperatuuri mittetundlikke optilisi komponente.
Joonisel 2 sisaldab ränist fotoonkiibi optiline väljundtee paari liikuva laine Mach Zehnder modulaatoreid (MZM), üks iga lainepikkuse jaoks. Seejärel ühendatakse kaks lainepikkuse väljundit kiibil, kasutades integreeritud 2:1 interleaverit, mis toimib DWDM-multiplekserina.Sama räni MZM-i saab kasutada nii NRZ kui ka PAM4 modulatsioonivormingus erinevate ajamisignaalidega.
Kuna andmekeskuste võrkude ribalaiuse nõuded kasvavad jätkuvalt, nõuab Moore'i seadus edasiminekut kiipide vahetamisel. See võimaldablülitijaruuterplatvormid, mida hooldadalülitikiibi baaspaarsus, suurendades samal ajal iga pordi võimsust.Järgmine põlvkondlülitikiibid on mõeldud 400G iga pordi jaoks.Optilise Interneti foorumis (OIF) käivitati projekt nimega 400ZR, et standardida järgmise põlvkonna optilised DCI moodulid ja luua tarnijatele mitmekesine optiline ökosüsteem. See kontseptsioon on sarnane WDM PAM4-ga, kuid laieneb 400-Gbps nõuete toetamisele.