כפי שכולנו יודעים, תעשיית הטכנולוגיה השיגה הישגים יוצאי דופן רבים בשנת 2018, ויהיו אפשרויות שונות בשנת 2019, אשר ציפתה לה זמן רב. מנהלת הטכנולוגיה הראשית של אינפי, ד"ר ראדה נגרג'אן, מאמינה כי מרכז הנתונים המהיר מתחבר. שוק (DCI), אחד מפלחי תעשיית הטכנולוגיה, ישתנה גם הוא ב-2019. הנה שלושה דברים שהוא מצפה שיקרו במרכז הנתונים השנה.
1.הפירוק הגיאוגרפי של מרכזי נתונים יהפוך לנפוץ יותר
צריכת מרכזי נתונים דורשת הרבה תמיכה בחלל פיזי, כולל תשתית כמו חשמל וקירור. פירוק גיאוגרפי של מרכז נתונים יהפוך נפוץ יותר ככל שיהיה קשה יותר ויותר לבנות מרכזי נתונים גדולים, רציפים וגדולים. פירוק הוא המפתח במטרופולין אזורים שבהם מחירי הקרקע גבוהים. חיבורי רוחב פס גדולים הם קריטיים לחיבור מרכזי נתונים אלה.
DCI-קמפוס:מרכזי נתונים אלו מחוברים לרוב יחד, למשל בסביבת קמפוס. המרחק מוגבל בדרך כלל בין 2 ל-5 ק"מ. בהתאם לזמינות הסיב, ישנה גם חפיפה של קישורי CWDM ו-DWDM במרחקים אלו.
DCI-Edge:סוג זה של חיבור נע בין 2 ק"מ ל-120 ק"מ. קישורים אלו מחוברים בעיקר למרכזי נתונים מבוזרים באזור והם כפופים בדרך כלל לאילוצי חביון. אפשרויות הטכנולוגיה האופטית של DCI כוללות זיהוי ישיר וקהרנטיות, שניהם מיושמים באמצעות DWDM פורמט שידור בפס C סיבים אופטיים (חלון של 192 THz עד 196 THz). פורמט אפנון הזיהוי הישיר הוא מאופנן משרעת, בעל סכמת זיהוי פשוטה יותר, צורך חשמל נמוך יותר, עלות נמוכה יותר ודורש פיצוי פיזור חיצוני ברוב המקרים. 100 Gbps, אפנון משרעת פולסים של 4 רמות (PAM4), פורמט הזיהוי הישיר הוא שיטה חסכונית עבור יישומי DCI-Edge. לפורמט האפנון PAM4 יש קיבולת כפולה מהאי-חזרה לאפס (NRZ) המסורתית. פורמט אפנון. עבור הדור הבא של מערכות DCI 400-Gbps (לכל אורך גל), הפורמט הקוהרנטי של 60-Gbaud, 16-QAM הוא המתחרה המוביל.
DCI-Metro/Long Haul:קטגוריה זו של סיבים היא מעבר ל-DCI-Edge, עם קישור קרקע של עד 3,000 ק"מ וקרקעית ים ארוכה יותר. פורמט אפנון קוהרנטי משמש עבור קטגוריה זו וסוג המודולציה יכול להיות שונה למרחקים שונים. פורמט האפנון הקוהרנטי הוא גם מאופנן משרעת ופאזה, דורש לייזרים מתנדים מקומיים לזיהוי, דורש עיבוד אותות דיגיטלי מורכב, צורך יותר חשמל, בעל טווח ארוך יותר, והוא יקר יותר משיטות זיהוי ישיר או NRZ.
2.מרכז הנתונים ימשיך להתפתח
חיבורי רוחב פס גדולים הם קריטיים לחיבור מרכזי נתונים אלה. מתוך מחשבה על כך, מרכזי הנתונים DCI-Campus, DCI-Edge ו-DCI-Metro/Long Haul ימשיכו להתפתח. בשנים האחרונות, תחום ה-DCI הפך למוקד תשומת הלב של ספקי מערכות DWDM מסורתיות. דרישות רוחב הפס הגדלות של ספקי שירותי ענן (CSPs) המספקים תוכנה כשירות (SaaS), פלטפורמה כשירות (PaaS) ותשתית כשירות יכולות (IaaS) מניעה מערכות אופטיות שונות לחיבור רשתות מרכזי נתונים של CSP Layerמתגיםונתבים.היום, זה צריך לפעול במהירות של 100 Gbps. בתוך מרכז הנתונים, ניתן להשתמש בכבלי נחושת (DAC) מחוברים ישירות, כבל אופטי אקטיבי (AOC) או אופטיקה "אפורה" 100G. לחיבורים למתקני מרכז נתונים (קמפוס או יישומי קצה/מטרו), האפשרות היחידה שיש לה רק לאחרונה זמינה גישה עם תכונות מלאות מבוססות קוהרנטיות המבוססת על משחזר שהיא לא אופטימלית.
עם המעבר למערכת אקולוגית של 100G, ארכיטקטורת רשת מרכז הנתונים התפתחה ממודל מרכז נתונים מסורתי יותר. כל מתקני מרכז הנתונים הללו ממוקמים באחד גדול"מרכז נתונים גדול”קמפוס. רוב ה-CSPs הותכו לארכיטקטורת אזור מבוזר כדי להשיג את קנה המידה הנדרש ולספק שירותי ענן זמינים ביותר.
אזורי מרכז נתונים ממוקמים בדרך כלל ליד אזורי מטרופולינים עם צפיפות אוכלוסין גבוהה כדי לספק את השירות הטוב ביותר (עם עיכוב וזמינות) ללקוחות הקצה הקרובים ביותר לאזורים אלה. הארכיטקטורה האזורית שונה במקצת בין CSPs, אך מורכבת מ"שערים" אזוריים מיותרים. או "רכזות". "שערים" או "רכזים" אלה מחוברים לעמוד השדרה של הרשת הרחבה (WAN) של ה-CSP (ואתרי קצה העשויים לשמש עבור עמית-לעמית, הובלת תוכן מקומי או הובלה תת-ימית). שערים" או "רכזות" מחוברים לעמוד השדרה של הרשת הרחבה (WAN) של ה-CSP (ולאתרי קצה שעשויים לשמש להובלת עמית לעמית, הובלת תוכן מקומי או הובלה תת ימית). מאחר שצריך להרחיב את האזור, זה קל לרכוש מתקנים נוספים ולחבר אותם לשער האזורי. הדבר מאפשר הרחבה וצמיחה מהירה של האזור בהשוואה לעלות הגבוהה יחסית של בניית מרכז נתונים גדול חדש וזמן בנייה ארוך יותר, עם היתרון הנוסף של הצגת מושג של אזורים זמינים שונים (AZ) באזור נתון.
המעבר מארכיטקטורת מרכז נתונים גדול לאזור מציג אילוצים נוספים שיש לקחת בחשבון בעת בחירת מיקומי שער ומרכזי נתונים. לדוגמה, כדי להבטיח את אותה חווית לקוח (מנקודת מבט של חביון), המרחק המקסימלי בין שני נתונים כלשהם. מרכזים (באמצעות שער ציבורי) חייבים להיות מוגבלים. שיקול נוסף הוא שהמערכת האופטית האפורה אינה יעילה מכדי לחבר בין בנייני מרכזי נתונים שונים פיזית בתוך אותו אזור גיאוגרפי. בהתחשב בגורמים אלה, הפלטפורמה הקוהרנטית של היום אינה מתאימה ליישומי DCI.
פורמט אפנון PAM4 מספק צריכת חשמל נמוכה, טביעת רגל נמוכה ואפשרויות זיהוי ישיר. על ידי שימוש בפוטוניקת סיליקון, פותח מקלט משדר כפול נושא עם מעגל משולב של PAM4 Application Specific Integrated (ASIC), המשלב מעבד אותות דיגיטלי משולב (DSP) ו תיקון שגיאות קדימה (FEC). וארוז אותו בפורמט QSFP28. המתקבלמֶתֶגמודול הניתן לחיבור יכול לבצע שידור DWDM דרך קישור DCI טיפוסי, עם 4 Tbps לזוג סיבים ו-4.5 W לכל 100G.
3.פוטוניקת סיליקון ו-CMOS יהפכו לליבה של פיתוח מודולים אופטיים
השילוב של פוטוניקת סיליקון עבור אופטיקה משולבת מאוד ומוליכי תחמוצת מתכת משלימים במהירות גבוהה של סיליקון (CMOS) לעיבוד אותות ישחק תפקיד בהתפתחות של מודולים אופטיים בעלות נמוכה, בהספק נמוך, הניתנים להחלפה.
שבב הסיליקון הפוטוני המשולב מאוד הוא הלב של המודול הניתן לחיבור. בהשוואה לאינדיום פוספיד, פלטפורמת הסיליקון CMOS מסוגלת להיכנס לאופטיקה ברמת רקיק בגדלים גדולים יותר של פרוסות 200 מ"מ ו-300 מ"מ. גלאי תמונות עם אורכי גל של 1300 ננומטר ו-1500 ננומטר נבנו על ידי הוספת אפיטקסיה גרמניום על פלטפורמת סיליקון CMOS סטנדרטית. בנוסף, ניתן לשלב רכיבים מבוססי סיליקון דו חמצני וסיליקון ניטריד כדי לייצר רכיבים אופטיים חסרי רגישות לטמפרטורה.
באיור 2, הנתיב האופטי של הפלט של שבב הסיליקון הפוטוני מכיל זוג מאפננים של Mach Zehnder בתנועה (MZM), אחד עבור כל אורך גל. לאחר מכן משולבים שני יציאות אורך הגל על שבב באמצעות משלב משולב 2:1, אשר פועל כמרבב DWDM. ניתן להשתמש באותו סיליקון MZM בפורמטים של אפנון NRZ ו-PAM4 עם אותות כונן שונים.
ככל שדרישות רוחב הפס של רשתות מרכזי נתונים ממשיכות לגדול, חוק מור דורש התקדמות במיתוג שבבים. זה יאפשר אתמֶתֶגונתבפלטפורמות לתחזוקהמֶתֶגשוויון בסיס שבב תוך הגדלת הקיבולת של כל יציאה. הדור הבאמֶתֶגשבבים מיועדים לכל יציאה של 400G. פרויקט בשם 400ZR הושק בפורום האינטרנט האופטי (OIF) כדי לתקן את הדור הבא של מודולי DCI אופטיים וליצור מערכת אקולוגית אופטית מגוונת לספקים. רעיון זה דומה ל-WDM PAM4, אך מתרחב לתמיכה בדרישות של 400 Gbps.