Zoals we allemaal weten heeft de technologie-industrie in 2018 veel buitengewone prestaties bereikt en zullen er in 2019 verschillende mogelijkheden zijn, waar lang naar uitgekeken wordt. (DCI)-markt, een van de segmenten van de technologie-industrie, zal ook veranderen in 2019. Hier zijn drie dingen die hij dit jaar verwacht in het datacenter.
1.De geografische decompositie van datacenters zal steeds gebruikelijker worden
Het verbruik van datacenters vereist veel fysieke ruimteondersteuning, inclusief infrastructuur zoals stroom en koeling. Geo-decompositie van datacenters zal steeds gebruikelijker worden naarmate het steeds moeilijker wordt om grote, continue, grote datacenters te bouwen. Decompositie is van cruciaal belang in stedelijke gebieden. gebieden waar de grondprijzen hoog zijn. Verbindingen met grote bandbreedte zijn van cruciaal belang voor het verbinden van deze datacenters.
DCI-Campus：Vaak zijn deze datacenters met elkaar verbonden, bijvoorbeeld in een campusomgeving. De afstand is doorgaans beperkt tot tussen de 2 en 5 kilometer. Afhankelijk van de beschikbaarheid van de glasvezel is er op deze afstanden ook sprake van overlap van CWDM- en DWDM-verbindingen.
DCI-Edge：Dit type verbinding varieert van 2 km tot 120 km. Deze verbindingen zijn voornamelijk verbonden met gedistribueerde datacentra in het gebied en zijn doorgaans onderhevig aan latentiebeperkingen. Opties voor optische DCI-technologie omvatten directe detectie en coherentie, die beide worden geïmplementeerd met behulp van de DWDM transmissieformaat in glasvezel C-band (192 THz tot 196 THz venster). Het directe detectiemodulatieformaat is amplitudegemoduleerd, heeft een eenvoudiger detectieschema, verbruikt minder stroom, lagere kosten en vereist in de meeste gevallen externe dispersiecompensatie. 100 Gbps, 4-niveau pulsamplitudemodulatie (PAM4), het directe detectieformaat is een kosteneffectieve methode voor DCI-Edge-toepassingen. Het PAM4-modulatieformaat heeft tweemaal de capaciteit van het traditionele non-return-to-zero (NRZ) modulatieformaat. Voor de volgende generatie 400 Gbps (per golflengte) DCI-systemen is het 60 Gbaud, 16-QAM coherente formaat de belangrijkste concurrent.
DCI-Metro/lange afstand：Deze categorie glasvezel valt buiten de DCI-Edge, met een grondverbinding van maximaal 3.000 kilometer en een langere zeebodem. Voor deze categorie wordt een coherent modulatieformaat gebruikt en het modulatietype kan voor verschillende afstanden verschillend zijn. Het coherente modulatieformaat is ook amplitude- en fasegemoduleerd, vereist lokale oscillatorlasers voor detectie, vereist complexe digitale signaalverwerking, verbruikt meer stroom, heeft een groter bereik en is duurder dan directe detectie of NRZ-methoden.
2.Het datacenter zal zich blijven ontwikkelen
Interconnecties met grote bandbreedte zijn van cruciaal belang voor het verbinden van deze datacenters. Met dit in gedachten zullen DCI-Campus, DCI-Edge en DCI-Metro/Long Haul datacenters zich blijven ontwikkelen. De afgelopen jaren is het DCI-veld de focus geworden van de aandacht van traditionele DWDM-systeemleveranciers. De groeiende bandbreedtevereisten van cloudserviceproviders (CSP's) die software-as-a-service (SaaS), platform-as-a-service (PaaS) en infrastructuur-as-a-service leveren (IaaS)-mogelijkheden sturen verschillende optische systemen aan voor het verbinden van CSP-datacenternetwerkenschakelaarsEnroutersTegenwoordig moet dit op 100 Gbps draaien. Binnen het datacenter kunnen direct aangesloten koperen (DAC) bekabeling, actieve optische kabel (AOC) of 100G “grijze” optica worden gebruikt. Voor verbindingen met datacenterfaciliteiten (campus of edge/metro-applicaties) is de enige optie die die pas onlangs beschikbaar is gekomen, is een complete, coherente, op repeater gebaseerde aanpak die suboptimaal is.
Met de transitie naar een 100G-ecosysteem is de netwerkarchitectuur van het datacenter geëvolueerd van een meer traditioneel datacentermodel. Al deze datacenterfaciliteiten bevinden zich in één groot netwerk.“groot datacenter”campus. De meeste CSP's zijn gefuseerd met een gedistribueerde gebiedsarchitectuur om de vereiste schaal te bereiken en hoog beschikbare clouddiensten te bieden.
Datacentergebieden bevinden zich doorgaans in de buurt van grootstedelijke gebieden met een hoge bevolkingsdichtheid om de beste service (met vertraging en beschikbaarheid) te bieden aan de eindklanten die zich het dichtst bij deze gebieden bevinden. De regionale architectuur verschilt enigszins tussen CSP's, maar bestaat uit redundante regionale "gateways" of “hubs”. Deze “gateways” of “hubs” zijn verbonden met de backbone van het Wide Area Network (WAN) van de CSP (en edge-sites die kunnen worden gebruikt voor peer-to-peer, lokaal inhoudstransport of onderzees transport). gateways” of “hubs” zijn verbonden met de backbone van het Wide Area Network (WAN) van de CSP (en edge-sites die kunnen worden gebruikt voor peer-to-peer, lokaal inhoudstransport of onderzees transport). Omdat het gebied moet worden uitgebreid, is het Het is gemakkelijk om extra faciliteiten aan te schaffen en deze aan te sluiten op de regionale gateway. Dit maakt een snelle uitbreiding en groei van het gebied mogelijk vergeleken met de relatief hoge kosten voor het bouwen van een nieuw groot datacenter en een langere bouwtijd, met als bijkomend voordeel de introductie van de concept van verschillende beschikbare gebieden (AZ) in een bepaald gebied.
De overgang van een grote datacenterarchitectuur naar een zone introduceert extra beperkingen waarmee rekening moet worden gehouden bij het selecteren van gateway- en datacenterlocaties. Om bijvoorbeeld dezelfde klantervaring te garanderen (vanuit latentieperspectief), moet de maximale afstand tussen twee datacenters centra (via een openbare gateway) moeten worden begrensd. Een andere overweging is dat het grijze optische systeem te inefficiënt is om fysiek verschillende datacentergebouwen binnen hetzelfde geografische gebied met elkaar te verbinden. Met deze factoren in gedachten is het huidige samenhangende platform niet geschikt voor DCI-toepassingen.
Het PAM4-modulatieformaat biedt een laag stroomverbruik, een lage footprint en directe detectie-opties. Door gebruik te maken van siliciumfotonica werd een dual-carrier transceiver met een PAM4 Application Specific Integrated Circuit (ASIC) ontwikkeld, waarin een geïntegreerde digitale signaalprocessor (DSP) en forward error correction (FEC). En verpak het in de QSFP28-vormfactor. Het resultaatschakelaarinplugbare module kan DWDM-transmissie uitvoeren via een typische DCI-link, met 4 Tbps per glasvezelpaar en 4,5 W per 100G.
3.Siliciumfotonica en CMOS zullen de kern worden van de ontwikkeling van optische modules
De combinatie van siliciumfotonica voor sterk geïntegreerde optica en snelle silicium complementaire metaaloxide halfgeleiders (CMOS) voor signaalverwerking zal een rol spelen in de evolutie van goedkope, energiezuinige, schakelbare optische modules.
De sterk geïntegreerde fotonische chip van silicium is het hart van de inplugbare module. Vergeleken met indiumfosfide kan het silicium CMOS-platform optica op waferniveau invoeren bij grotere waferafmetingen van 200 mm en 300 mm. Fotodetectoren met golflengten van 1300 nm en 1500 nm werden geconstrueerd door germaniumepitaxie toe te voegen aan een standaard silicium CMOS-platform. Bovendien kunnen op siliciumdioxide en siliciumnitride gebaseerde componenten worden geïntegreerd om een laag brekingsindexcontrast en temperatuurongevoelige optische componenten te vervaardigen.
In figuur 2 bevat het optische uitgangspad van de silicium fotonische chip een paar Mach Zehnder-modulatoren (MZM) met lopende golven, één voor elke golflengte. De twee golflengte-uitgangen worden vervolgens gecombineerd op een chip met behulp van een geïntegreerde 2:1-interleaver, die fungeert als een DWDM-multiplexer. Dezelfde silicium MZM kan worden gebruikt in zowel NRZ- als PAM4-modulatieformaten met verschillende aandrijfsignalen.
Terwijl de bandbreedtevereisten van datacenternetwerken blijven groeien, vereist de wet van Moore vooruitgang op het gebied van het schakelen tussen chips. Dit zal het mogelijk makenschakelaarEnrouterplatforms te onderhoudenschakelaarchipbasispariteit terwijl de capaciteit van elke poort wordt vergroot. Volgende generatieschakelaarchips zijn ontworpen voor elke poort van de 400G. Een project genaamd 400ZR werd gelanceerd in het Optical Internet Forum (OIF) om de volgende generatie optische DCI-modules te standaardiseren en een divers optisch ecosysteem voor leveranciers te creëren. Dit concept is vergelijkbaar met WDM PAM4, maar breidt zich uit om 400 Gbps-vereisten te ondersteunen.