Kuten me kaikki tiedämme, teknologiateollisuus on saavuttanut monia poikkeuksellisia saavutuksia vuonna 2018, ja vuonna 2019 on monia mahdollisuuksia, mitä on odotettu. Inphin teknologiajohtaja, tohtori Radha Nagarajan uskoo, että nopea datakeskus yhdistää (DCI) markkinat, yksi teknologiateollisuuden segmenteistä, muuttuvat myös vuonna 2019. Tässä on kolme asiaa, joita hän odottaa palvelinkeskuksessa tapahtuvan tänä vuonna.
1.Palvelinkeskusten maantieteellinen jakautuminen yleistyy
Palvelinkeskusten kulutus vaatii paljon fyysistä tilaa, mukaan lukien infrastruktuuri, kuten virta ja jäähdytys.Tietokeskusten geohajoaminen yleistyy, kun suuria, jatkuvia ja suuria palvelinkeskuksia on yhä vaikeampi rakentaa.Hajoaminen on avainasemassa pääkaupunkiseudulla. alueilla, joilla maan hinnat ovat korkeat. Suuret kaistanleveydet ovat kriittisiä näiden datakeskusten yhdistämisessä.
DCI-kampus：Nämä palvelinkeskukset on usein yhdistetty toisiinsa esimerkiksi kampusympäristössä. Etäisyys on yleensä rajoitettu 2-5 kilometriin. Riippuen kuidun saatavuudesta, näillä etäisyyksillä on myös CWDM- ja DWDM-linkkien päällekkäisyyttä.
DCI-Edge：Tämäntyyppiset yhteydet vaihtelevat 2 km:stä 120 km:iin.Nämä linkit on kytketty ensisijaisesti alueen hajautetuille datakeskuksille, ja niihin kohdistuu yleensä latenssirajoituksia.DCI-optisen teknologian vaihtoehdot sisältävät suoran havaitsemisen ja koherenssin, jotka molemmat toteutetaan DWDM:n avulla. lähetysmuoto kuituoptisella C-kaistalla (192 THz - 196 THz ikkuna). Suoran ilmaisun modulaatiomuoto on amplitudimoduloitu, sillä on yksinkertaisempi tunnistusjärjestelmä, se kuluttaa vähemmän virtaa, alhaisemmat kustannukset ja vaatii useimmissa tapauksissa ulkoisen dispersion kompensoinnin. 100 Gbps, 4-tasoinen pulssiamplitudimodulaatio (PAM4), suora tunnistusmuoto on kustannustehokas menetelmä DCI-Edge-sovelluksiin. PAM4-modulaatioformaatilla on kaksinkertainen kapasiteetti perinteiseen nollaan-palautumattomaan (NRZ) verrattuna. modulaatiomuoto. Seuraavan sukupolven 400 Gbps (aallonpituutta kohti) DCI-järjestelmissä 60 Gbaudin ja 16 QAM:n koherenttimuoto on johtava kilpailija.
DCI-metro/pitkä matka：Tämä kuituluokka on DCI-Edgen ulkopuolella, sillä maalinkki on jopa 3 000 kilometriä ja merenpohja on pidempi.Tässä luokassa käytetään koherenttia modulaatiomuotoa, ja modulaatiotyyppi voi olla erilainen eri etäisyyksillä.Koherentti modulaatiomuoto on myös amplitudi- ja vaihemoduloitu, vaatii paikallisoskillaattorilasereita havaitsemiseen, vaatii monimutkaista digitaalista signaalinkäsittelyä, kuluttaa enemmän tehoa, sen kantama on pidempi ja se on kalliimpaa kuin suora ilmaisu tai NRZ-menetelmät.
2.Palvelinkeskuksen kehitys jatkuu
Suuret kaistanleveydet ovat kriittisiä näiden palvelinkeskusten yhdistämisessä.Tämä mielessä DCI-Campus-, DCI-Edge- ja DCI-Metro/Long Haul -palvelinkeskukset jatkavat kehitystä. Viime vuosina DCI-kentästä on tullut painopiste perinteisten DWDM-järjestelmätoimittajien huomion. Kasvavat kaistanleveysvaatimukset pilvipalveluntarjoajilta (CSP), jotka tarjoavat ohjelmistoa palveluna (SaaS), alustana palveluna (PaaS) ja infrastruktuuria palveluna (IaaS) -ominaisuudet ohjaavat erilaisia optisia järjestelmiä CSP-palvelinkeskusverkkojen yhdistämiseen Layerkytkimetjareitittimet.Tänään tämän on toimittava nopeudella 100 Gbps. Palvelinkeskuksen sisällä voidaan käyttää suoraan liitettyä kuparikaapelointia (DAC), aktiivista optista kaapelia (AOC) tai 100 G "harmaata" optiikkaa. Yhteyksiin datakeskuksen tiloihin (kampus- tai reuna-/metrosovellukset), ainoa vaihtoehto, jolla on vasta äskettäin saatavilla on monipuolinen, koherenttipohjainen toistinpohjainen lähestymistapa, joka ei ole optimaalinen.
100G:n ekosysteemiin siirtymisen myötä palvelinkeskusten verkkoarkkitehtuuri on kehittynyt perinteisemmästä palvelinkeskusmallista. Kaikki nämä palvelinkeskukset sijaitsevat yhdessä suuressa tilassa."suuri datakeskus”Useimmat CSP:t on yhdistetty hajautettuun aluearkkitehtuuriin vaaditun mittakaavan saavuttamiseksi ja erittäin saatavilla olevien pilvipalvelujen tarjoamiseksi.
Palvelinkeskusalueet sijaitsevat tyypillisesti lähellä suurkaupunkialueita, joilla on tiheästi asutusta, jotta voidaan tarjota parasta palvelua (viiveellä ja saatavuudella) lähimpänä oleville loppuasiakkaille. Alueellinen arkkitehtuuri eroaa hieman CSP-palveluiden välillä, mutta se koostuu ylimääräisistä alueellisista "yhdyskäytävästä". tai "keskittimiä". Nämä "yhdyskäytävät" tai "keskittimet" on kytketty CSP:n suuralueverkon (WAN) runkoverkkoon (ja reunasivustoihin, joita voidaan käyttää vertaisverkkoon, paikalliseen sisällön siirtoon tai sukellusvenekuljetukseen). Nämä " yhdyskäytävät" tai "keskittimet" on kytketty CSP:n WAN-runkoverkkoon (ja reunasivustoihin, joita voidaan käyttää vertaisverkkoon, paikalliseen sisällön siirtoon tai sukellusvenekuljetukseen). Koska aluetta on laajennettava, se on helppo hankkia lisätiloja ja liittää ne alueelliseen yhdyskäytävään. Tämä mahdollistaa alueen nopean laajentamisen ja kasvun verrattuna uuden suuren datakeskuksen rakentamisen suhteellisen korkeisiin kustannuksiin ja pidempään rakennusaikaan, minkä lisäetuna on eri käytettävissä olevien alueiden (AZ) käsite tietyllä alueella.
Siirtyminen suuresta datakeskusarkkitehtuurista vyöhykkeelle tuo lisärajoituksia, jotka on otettava huomioon valittaessa yhdyskäytävän ja datakeskuksen tilojen sijaintia. Esimerkiksi saman asiakaskokemuksen varmistamiseksi (viiveen näkökulmasta) kahden tiedon välinen enimmäisetäisyys keskukset (julkisen yhdyskäytävän kautta) on rajattava. Toinen näkökohta on, että harmaa optinen järjestelmä on liian tehoton yhdistämään fyysisesti erillisiä datakeskusrakennuksia samalla maantieteellisellä alueella. Nämä tekijät huomioon ottaen nykypäivän yhtenäinen alusta ei sovellu DCI-sovelluksiin.
PAM4-modulaatiomuoto tarjoaa alhaisen virrankulutuksen, pienen jalanjäljen ja suoran tunnistusvaihtoehdon. Piifotoniikkaa käyttämällä kehitettiin kaksikantoaaltolähetin-vastaanotin, jossa on PAM4 Application Specific Integrated Circuit (ASIC) ja joka integroi integroidun digitaalisen signaaliprosessorin (DSP) ja välitä virheenkorjaus (FEC). Ja pakkaa se QSFP28-muototekijään. Tuloksena olevakytkinliitettävä moduuli voi suorittaa DWDM-lähetyksen tyypillisen DCI-linkin kautta 4 Tbps:llä kuituparilla ja 4,5 W:lla 100 G:tä kohti.
3.Piifotoniikasta ja CMOS:sta tulee optisten moduulien kehittämisen ydin
Piifotoniikan yhdistelmä erittäin integroitua optiikkaa varten ja nopeat piitä täydentävät metallioksidipuolijohteet (CMOS) signaalinkäsittelyä varten tulee olemaan tärkeä osa edullisten, vähän tehoa käyttävien, kytkettävien optisten moduulien kehitystä.
Pitkälle integroitu piin fotoninen siru on kytkettävän moduulin sydän. Indiumfosfidiin verrattuna pii CMOS -alusta pystyy syöttämään kiekkotason optiikkaa suuremmilla 200 mm ja 300 mm kiekkokoilla. Valotunnistimet aallonpituuksilla 1300 nm ja 1500 nm rakennettiin lisäämällä germanium epitaksia tavalliselle pii-CMOS-alustalle. Lisäksi piidioksidi- ja piinitridipohjaisia komponentteja voidaan integroida valmistamaan matalan taitekertoimen kontrastia ja lämpötilaherkkiä optisia komponentteja.
Kuvassa 2 piin fotonisen sirun optinen lähtöpolku sisältää parin liikkuvan aallon Mach Zehnder -modulaattoreita (MZM), yksi kullekin aallonpituudelle. Kaksi aallonpituuslähtöä yhdistetään sitten sirulle käyttämällä integroitua 2:1-lomittajaa, joka toimii DWDM-multiplekserina. Samaa pii-MZM:ää voidaan käyttää sekä NRZ- että PAM4-modulaatiomuodoissa erilaisilla ohjaussignaaleilla.
Koska konesaliverkkojen kaistanleveysvaatimukset kasvavat jatkuvasti, Mooren laki vaatii edistystä sirujen vaihtamisessa. Tämä mahdollistaakytkinjareititinylläpidettävät alustatkytkinsirun peruspariteetti lisäämällä kunkin portin kapasiteettia.Seuraava sukupolvikytkinsirut on suunniteltu jokaiselle 400G:n portille.Optical Internet Forumissa (OIF) käynnistettiin 400ZR-projekti, jonka tavoitteena on standardoida seuraavan sukupolven optisia DCI-moduuleja ja luoda monipuolinen optinen ekosysteemi toimittajille. Tämä konsepti on samanlainen kuin WDM PAM4, mutta laajenee tukemaan 400 Gbps:n vaatimuksia.