우리 모두가 알고 있듯이 기술 산업은 2018년에 많은 놀라운 성과를 달성했으며, 2019년에는 오랫동안 기다려온 다양한 가능성이 있을 것입니다. Inphi의 최고 기술 책임자인 Radha Nagarajan 박사는 고속 데이터 센터 상호 연결이 가능하다고 믿습니다. 기술 산업 분야 중 하나인 DCI(DCI) 시장도 2019년에는 변화할 것이다. 그가 올해 데이터센터에서 기대하는 세 가지 일은 다음과 같다.
1.데이터센터의 지리적 분할은 더욱 일반화될 것입니다.
데이터 센터 소비에는 전력, 냉각 등의 인프라를 포함하여 많은 물리적 공간 지원이 필요합니다. 크고 연속적인 대규모 데이터 센터를 구축하는 것이 점점 더 어려워짐에 따라 데이터 센터 지층 분해는 더욱 일반화될 것입니다. 대도시에서는 분해가 핵심입니다. 땅값이 비싼 지역. 이러한 데이터 센터를 연결하려면 대규모 대역폭 상호 연결이 중요합니다.
DCI-캠퍼스：이러한 데이터 센터는 예를 들어 캠퍼스 환경에서 서로 연결되는 경우가 많습니다. 거리는 일반적으로 2~5km로 제한됩니다. 광섬유의 가용성에 따라 이 거리에서 CWDM과 DWDM 링크가 겹치는 경우도 있습니다.
DCI-에지：이러한 유형의 연결 범위는 2km에서 120km입니다. 이러한 링크는 주로 해당 지역 내 분산된 데이터 센터에 연결되며 일반적으로 대기 시간 제한이 적용됩니다.DCI 광학 기술 옵션에는 직접 감지 및 일관성이 포함되며, 두 가지 모두 DWDM을 사용하여 구현됩니다. 광섬유 C 대역(192THz ~ 196THz 창)의 전송 형식입니다. 직접 감지 변조 형식은 진폭 변조이고 감지 방식이 더 간단하며 전력 소모와 비용이 낮으며 대부분의 경우 외부 분산 보상이 필요합니다. 100Gbps, 4레벨 펄스 진폭 변조(PAM4), 직접 감지 형식은 DCI-Edge 애플리케이션을 위한 비용 효율적인 방법입니다. PAM4 변조 형식은 기존 NRZ(Non-Return-to-Zero)보다 용량이 두 배 더 큽니다. 변조 형식. 차세대 400Gbps(파장당) DCI 시스템의 경우 60-Gbaud, 16-QAM 코히어런트 형식이 주요 경쟁자입니다.
DCI-메트로/장거리：이 광섬유 범주는 DCI-Edge를 넘어서며 최대 3,000km의 접지 링크와 더 긴 해저를 갖습니다. 이 범주에는 일관성 있는 변조 형식이 사용되며 변조 유형은 거리에 따라 다를 수 있습니다. 일관성 있는 변조 형식 또한 진폭과 위상이 변조되고, 감지를 위해 국부 발진기 레이저가 필요하고, 복잡한 디지털 신호 처리가 필요하며, 더 많은 전력을 소비하고, 더 긴 범위를 가지며, 직접 감지 또는 NRZ 방법보다 비용이 더 많이 듭니다.
2.데이터센터는 계속해서 발전할 것이다.
이러한 데이터 센터를 연결하려면 광대역 상호 연결이 중요합니다. 이를 염두에 두고 DCI-Campus, DCI-Edge 및 DCI-Metro/Long Haul 데이터 센터는 계속 발전할 것입니다. 지난 몇 년 동안 DCI 분야가 초점이 되었습니다. SaaS(Software-as-a-Service), PaaS(Platform-as-a-Service) 및 서비스형 인프라(Infrastructure-as-a-Service)를 제공하는 클라우드 서비스 제공업체(CSP)의 대역폭 요구 사항 증가 (IaaS) 기능은 CSP 데이터 센터 네트워크 계층 연결을 위한 다양한 광학 시스템을 구동합니다.스위치그리고라우터.현재 이 작업은 100Gbps로 실행되어야 합니다. 데이터 센터 내부에는 DAC(직접 연결 구리) 케이블, AOC(액티브 광 케이블) 또는 100G "회색" 광학을 사용할 수 있습니다. 데이터 센터 시설(캠퍼스 또는 에지/메트로 애플리케이션)에 대한 연결의 경우 차선책인 모든 기능을 갖춘 일관성 기반 리피터 기반 접근 방식은 최근에야 출시되었습니다.
100G 에코시스템으로의 전환과 함께 데이터 센터 네트워크 아키텍처는 보다 전통적인 데이터 센터 모델에서 발전했습니다. 이러한 모든 데이터 센터 시설은 하나의 대규모“대규모 데이터 센터”대부분의 CSP는 분산 영역 아키텍처에 융합되어 필요한 규모를 달성하고 고가용성 클라우드 서비스를 제공합니다.
데이터 센터 영역은 일반적으로 인구 밀도가 높은 대도시 지역 근처에 위치하여 해당 지역에 가장 가까운 최종 고객에게 최상의 서비스(지연 및 가용성 포함)를 제공합니다. 지역 아키텍처는 CSP마다 약간 다르지만 중복 지역 "게이트웨이"로 구성됩니다. 또는 "허브". 이러한 "게이트웨이" 또는 "허브"는 CSP의 WAN(광역 네트워크) 백본(및 P2P, 로컬 콘텐츠 전송 또는 해저 전송에 사용될 수 있는 엣지 사이트)에 연결됩니다. 게이트웨이” 또는 “허브”는 CSP의 WAN(광역 네트워크) 백본(및 P2P, 로컬 콘텐츠 전송 또는 해저 전송에 사용될 수 있는 엣지 사이트)에 연결됩니다. 신규 대규모 데이터센터 구축에 따른 상대적으로 높은 비용과 긴 공사 기간에 비해 빠른 면적 확장과 성장이 가능하며, 특정 영역에서 다양한 사용 가능한 영역(AZ)의 개념입니다.
대규모 데이터 센터 아키텍처에서 영역으로의 전환에는 게이트웨이 및 데이터 센터 시설 위치를 선택할 때 고려해야 하는 추가 제약 조건이 도입됩니다. 예를 들어 대기 시간 관점에서 동일한 고객 경험을 보장하려면 두 데이터 간의 최대 거리 (공용 게이트웨이를 통해) 센터는 경계가 지정되어야 합니다. 또 다른 고려 사항은 회색 광학 시스템이 동일한 지리적 영역 내에서 물리적으로 구별되는 데이터 센터 건물을 상호 연결하기에는 너무 비효율적이라는 것입니다. 이러한 요소를 염두에 두고 오늘날의 일관된 플랫폼은 DCI 애플리케이션에 적합하지 않습니다.
PAM4 변조 형식은 낮은 전력 소비, 낮은 설치 공간 및 직접 감지 옵션을 제공합니다. 실리콘 포토닉스를 활용하여 PAM4 ASIC(주문형 집적 회로)이 포함된 듀얼 캐리어 트랜시버가 개발되었으며 통합 디지털 신호 프로세서(DSP)와 FEC(Forward Error Correction). 그리고 이를 QSFP28 폼 팩터에 패키징합니다. 결과스위치플러그형 모듈은 광섬유 쌍당 4Tbps 및 100G당 4.5W로 일반적인 DCI 링크를 통해 DWDM 전송을 수행할 수 있습니다.
3.실리콘 포토닉스와 CMOS가 광모듈 개발의 핵심이 될 것
고집적 광학을 위한 실리콘 포토닉스와 신호 처리를 위한 고속 실리콘 상보형 금속 산화물 반도체(CMOS)의 결합은 저비용, 저전력, 전환 가능한 광학 모듈의 진화에 중요한 역할을 할 것입니다.
고도로 통합된 실리콘 포토닉 칩은 플러그형 모듈의 핵심입니다. 인듐 인화물과 비교하여 실리콘 CMOS 플랫폼은 더 큰 200mm 및 300mm 웨이퍼 크기의 웨이퍼 레벨 광학 장치에 들어갈 수 있습니다. 파장이 1300nm 및 1500nm인 광검출기 표준 실리콘 CMOS 플랫폼에 게르마늄 에피택시를 추가하여 구성되었습니다. 또한 이산화규소 및 질화규소 기반 구성 요소를 통합하여 낮은 굴절률 대비 및 온도에 민감하지 않은 광학 구성 요소를 제작할 수 있습니다.
그림 2에서 실리콘 포토닉 칩의 출력 광 경로에는 각 파장마다 하나씩 한 쌍의 진행파 MZM(Mach Zehnder Modulator)이 포함되어 있습니다. 그런 다음 두 개의 파장 출력이 통합된 2:1 인터리버를 사용하여 칩에 결합됩니다. DWDM 멀티플렉서 역할을 합니다. 동일한 실리콘 MZM을 서로 다른 구동 신호를 사용하는 NRZ 및 PAM4 변조 형식 모두에 사용할 수 있습니다.
데이터 센터 네트워크의 대역폭 요구 사항이 계속 증가함에 따라 무어의 법칙에 따라 스위칭 칩의 발전이 필요합니다. 이렇게 하면스위치그리고라우터유지하는 플랫폼스위치각 포트의 용량을 늘리는 동시에 칩 기반 패리티를 향상시킵니다. 차세대스위치칩은 400G의 포트마다 설계됩니다. 차세대 광 DCI 모듈을 표준화하고 공급업체를 위한 다양한 광 생태계를 조성하기 위해 OIF(Optical Internet Forum)에서 400ZR이라는 프로젝트가 시작되었습니다. 이 개념은 WDM PAM4와 유사하지만 400Gbps 요구 사항을 지원하도록 확장되었습니다.