همانطور که همه ما می دانیم، صنعت فناوری در سال 2018 به دستاوردهای خارق العاده زیادی دست یافته است و در سال 2019 احتمالات مختلفی وجود خواهد داشت که مدت ها منتظر آن هستیم. مدیر ارشد فناوری Inphi، دکتر رادا ناگاراجان، معتقد است که مرکز داده پرسرعت به هم متصل می شود. بازار (DCI)، یکی از بخش‌های صنعت فناوری، نیز در سال 2019 تغییر خواهد کرد. در اینجا سه چیز وجود دارد که او انتظار دارد امسال در مرکز داده اتفاق بیفتد.
1.تجزیه جغرافیایی مراکز داده رایج تر خواهد شد
مصرف مرکز داده نیاز به پشتیبانی فضای فیزیکی زیادی دارد، از جمله زیرساخت هایی مانند برق و خنک کننده. تجزیه جغرافیایی مرکز داده با دشوارتر شدن ساختن مراکز داده بزرگ، پیوسته و بزرگ، رایج تر خواهد شد. تجزیه در کلان شهرها کلیدی است. مناطقی که قیمت زمین بالاست اتصالات با پهنای باند بزرگ برای اتصال این مراکز داده حیاتی هستند.
پردیس DCI：این مراکز داده اغلب به یکدیگر متصل می شوند، برای مثال در محیط دانشگاه. فاصله معمولاً بین 2 تا 5 کیلومتر محدود می شود. بسته به در دسترس بودن فیبر، پیوندهای CWDM و DWDM نیز در این فواصل همپوشانی دارند.
DCI-Edge：محدوده این نوع اتصال از 2 کیلومتر تا 120 کیلومتر است. این پیوندها عمدتاً به مراکز داده توزیع شده در منطقه متصل هستند و معمولاً در معرض محدودیت‌های تأخیر هستند. گزینه‌های فناوری نوری DCI شامل تشخیص مستقیم و انسجام است که هر دو با استفاده از DWDM پیاده‌سازی می‌شوند. فرمت انتقال در باند C فیبر نوری (پنجره 192 تا 196 تراهرتز). 100 گیگابیت بر ثانیه، مدولاسیون دامنه پالس 4 سطحی (PAM4)، فرمت تشخیص مستقیم یک روش مقرون به صرفه برای کاربردهای DCI-Edge است. قالب مدولاسیون PAM4 دو برابر ظرفیت سنتی بدون بازگشت به صفر (NRZ) است. فرمت مدولاسیون. برای نسل بعدی سیستم های DCI با سرعت 400 گیگابیت در ثانیه (در هر طول موج)، فرمت منسجم 60 گیگابیت، 16-QAM رقیب پیشرو است.
DCI-Metro/Long Haul：این دسته از فیبر فراتر از DCI-Edge است، با اتصال زمینی تا 3000 کیلومتر و کف دریا طولانی تر. فرمت مدولاسیون منسجم برای این دسته استفاده می شود و نوع مدولاسیون می تواند برای فواصل مختلف متفاوت باشد. قالب مدولاسیون منسجم همچنین دامنه و فاز مدوله شده است، برای تشخیص به لیزرهای نوسانگر محلی نیاز دارد، به پردازش سیگنال دیجیتال پیچیده نیاز دارد، توان بیشتری مصرف می‌کند، برد طولانی‌تری دارد و گران‌تر از روش‌های تشخیص مستقیم یا NRZ است.
2.مرکز داده به توسعه خود ادامه خواهد داد
اتصالات پهنای باند بزرگ برای اتصال این مراکز داده بسیار مهم است. با در نظر گرفتن این موضوع، مراکز داده DCI-Campus، DCI-Edge و DCI-Metro/Long Haul به توسعه خود ادامه خواهند داد. در چند سال گذشته، حوزه DCI کانون توجه قرار گرفته است. توجه تامین کنندگان سیستم DWDM سنتی. نیازهای رو به رشد پهنای باند ارائه دهندگان خدمات ابری (CSP) که نرم افزار به عنوان سرویس (SaaS)، پلتفرم به عنوان سرویس (PaaS) و زیرساخت به عنوان یک سرویس را ارائه می دهند. قابلیت های (IaaS) سیستم های نوری مختلف را برای اتصال لایه شبکه های مرکز داده CSP هدایت می کند.سوئیچ هاوروترها.امروز، این باید با سرعت 100 گیگابیت در ثانیه اجرا شود. در داخل مرکز داده، کابل‌گذاری مسی متصل مستقیم (DAC)، کابل نوری فعال (AOC) یا اپتیک 100G خاکستری می‌تواند استفاده شود. برای اتصال به امکانات مرکز داده (پردیس یا برنامه‌های کاربردی لبه/مترو)، تنها گزینه‌ای است که دارای اخیراً یک رویکرد مبتنی بر تکرار کننده با ویژگی های کامل و منسجم است که کمتر از حد بهینه است.
با انتقال به اکوسیستم 100G، معماری شبکه مرکز داده از یک مدل مرکز داده سنتی تر تکامل یافته است. همه این امکانات مرکز داده در یک واحد بزرگ قرار گرفته اند."مرکز داده بزرگ”campus.اکثر CSPها برای دستیابی به مقیاس مورد نیاز و ارائه خدمات ابری بسیار در دسترس، با معماری ناحیه توزیع شده ترکیب شده اند.
مناطق مرکز داده معمولاً در نزدیکی مناطق شهری با تراکم جمعیت بالا قرار دارند تا بهترین خدمات (با تأخیر و در دسترس بودن) را به مشتریان نهایی نزدیک به این مناطق ارائه دهند. معماری منطقه ای بین CSP ها کمی متفاوت است، اما شامل "دروازه های" منطقه ای اضافی است یا «هاب‌ها». این «دروازه‌ها» یا «هاب‌ها» به ستون فقرات شبکه گسترده (WAN) CSP (و سایت‌های لبه‌ای که ممکن است برای حمل‌ونقل همتا به همتا، محتوای محلی یا حمل‌ونقل زیردریایی استفاده شوند) متصل هستند. دروازه‌ها» یا «هاب‌ها» به ستون فقرات شبکه گسترده (WAN) CSP (و سایت‌های لبه‌ای که ممکن است برای همتا به همتا، حمل‌ونقل محتوای محلی یا حمل‌ونقل زیردریایی استفاده شوند) متصل می‌شوند. از آنجایی که منطقه نیاز به گسترش دارد، تهیه تسهیلات اضافی و اتصال آنها به دروازه منطقه ای آسان است. این امکان گسترش و رشد سریع منطقه را در مقایسه با هزینه نسبتاً بالای ساخت یک مرکز داده بزرگ جدید و زمان ساخت طولانی تر، با مزیت افزوده معرفی مفهوم مناطق مختلف موجود (AZ) در یک منطقه معین.
انتقال از یک معماری مرکز داده بزرگ به یک منطقه، محدودیت‌های اضافی را ایجاد می‌کند که باید هنگام انتخاب مکان‌های دروازه و مرکز داده در نظر گرفته شود. برای مثال، برای اطمینان از تجربه مشتری یکسان (از دیدگاه تأخیر)، حداکثر فاصله بین هر دو داده مراکز (از طریق یک دروازه عمومی) باید محدود شوند. یکی دیگر از ملاحظات این است که سیستم نوری خاکستری برای اتصال ساختمان های مرکز داده متمایز فیزیکی در یک منطقه جغرافیایی بسیار ناکارآمد است. با در نظر گرفتن این عوامل، پلتفرم منسجم امروزی برای کاربردهای DCI مناسب نیست.
فرمت مدولاسیون PAM4 مصرف انرژی کم، ردپای کم و گزینه‌های تشخیص مستقیم را فراهم می‌کند. با استفاده از فوتونیک سیلیکونی، یک فرستنده گیرنده دو حامل با یک مدار مجتمع ویژه برنامه PAM4 (ASIC) ساخته شد که یک پردازشگر سیگنال دیجیتال یکپارچه (DSP) و یکپارچه‌سازی شده است. تصحیح خطای جلو (FEC). و آن را در فرم فاکتور QSFP28 بسته بندی کنید. حاصلهسوئیچماژول قابل اتصال می تواند انتقال DWDM را از طریق یک پیوند DCI معمولی با 4 ترابیت بر ثانیه در هر جفت فیبر و 4.5 وات در هر 100G انجام دهد.
3.فوتونیک سیلیکون و CMOS به هسته توسعه ماژول نوری تبدیل خواهند شد
ترکیبی از فوتونیک سیلیکونی برای اپتیک بسیار یکپارچه و نیمه هادی های اکسید فلزی مکمل سیلیکونی با سرعت بالا (CMOS) برای پردازش سیگنال نقشی در تکامل ماژول های نوری کم هزینه، کم مصرف و قابل تعویض ایفا می کند.
تراشه فوتونیک سیلیکونی بسیار یکپارچه قلب ماژول قابل اتصال است. در مقایسه با فسفید ایندیم، پلت فرم CMOS سیلیکونی قادر است در اندازه‌های بزرگتر 200 میلی‌متر و 300 میلی‌متر به اپتیک‌های سطح ویفر وارد شود. آشکارسازهای عکس با طول موج‌های 1300 نانومتر و 1500 نانومتر با افزودن اپیتاکسی ژرمانیوم بر روی یک پلت فرم استاندارد CMOS سیلیکونی ساخته شدند. علاوه بر این، اجزای مبتنی بر دی اکسید سیلیکون و نیترید سیلیکون را می توان برای ساخت اجزای نوری با ضریب شکست پایین و کنتراست ضریب شکست کم و اجزای نوری غیر حساس به دما ادغام کرد.
در شکل 2، مسیر نوری خروجی تراشه فوتونیک سیلیکونی شامل یک جفت مدولاتور موج حرکتی ماخ زهندر (MZM)، یکی برای هر طول موج است. سپس دو خروجی طول موج روی یک تراشه با استفاده از یک interleaver یکپارچه 2:1 ترکیب می‌شوند. به عنوان یک مالتی پلکسر DWDM عمل می کند. همان MZM سیلیکونی را می توان در هر دو فرمت مدولاسیون NRZ و PAM4 با سیگنال های درایو مختلف استفاده کرد.
همانطور که نیازهای پهنای باند شبکه های مرکز داده همچنان در حال رشد هستند، قانون مور نیاز به پیشرفت در تراشه های سوئیچینگ دارد. این را قادر می سازدسوئیچوروترپلتفرم هایی برای نگهداریسوئیچبرابری پایه تراشه در حالی که ظرفیت هر پورت را افزایش می دهد. نسل بعدیسوئیچتراشه ها برای هر پورت 400G طراحی شده اند. پروژه ای به نام 400ZR در انجمن اینترنت نوری (OIF) راه اندازی شد تا نسل بعدی ماژول های نوری DCI را استاندارد کند و یک اکوسیستم نوری متنوع برای تامین کنندگان ایجاد کند. این مفهوم مشابه WDM PAM4 است، اما برای پشتیبانی از نیازهای 400 گیگابیت بر ثانیه گسترش می یابد.