Como todos sabemos, a indústria de tecnologia alcançou muitas conquistas extraordinárias em 2018, e haverá várias possibilidades em 2019, o que é muito aguardado.O diretor de tecnologia da Inphi, Dr. Radha Nagarajan, acredita que a interconexão do data center de alta velocidade (DCI), um dos segmentos da indústria de tecnologia, também mudará em 2019. Aqui estão três coisas que ele espera que aconteçam no data center este ano.
1.A decomposição geográfica dos data centers se tornará mais comum
O consumo do data center requer muito suporte de espaço físico, incluindo infraestrutura como energia e resfriamento. A geodecomposição do data center se tornará mais comum à medida que se torna cada vez mais difícil construir data centers grandes e contínuos. áreas onde os preços dos terrenos são elevados. Interconexões de grande largura de banda são essenciais para conectar esses data centers.
DCI-Campus：Esses data centers costumam estar conectados entre si, por exemplo, em um ambiente de campus. A distância geralmente é limitada entre 2 e 5 quilômetros. Dependendo da disponibilidade da fibra, também há uma sobreposição de links CWDM e DWDM nessas distâncias.
DCI-Edge：Esse tipo de conexão varia de 2 km a 120 km. Esses links são conectados principalmente a data centers distribuídos dentro da área e normalmente estão sujeitos a restrições de latência. As opções de tecnologia óptica DCI incluem detecção direta e coerência, ambas implementadas usando o DWDM formato de transmissão em banda C de fibra óptica (janela de 192 THz a 196 THz). O formato de modulação de detecção direta é modulado em amplitude, possui um esquema de detecção mais simples, consome menor energia, menor custo e requer compensação de dispersão externa na maioria dos casos. 100 Gbps, modulação de amplitude de pulso de 4 níveis (PAM4), o formato de detecção direta é um método econômico para aplicações DCI-Edge. O formato de modulação PAM4 tem o dobro da capacidade do tradicional sem retorno a zero (NRZ) formato de modulação.Para a próxima geração de sistemas DCI de 400 Gbps (por comprimento de onda), o formato coerente de 60 Gbaud e 16 QAM é o principal concorrente.
DCI-Metro/Longo Curso：Esta categoria de fibra está além do DCI-Edge, com um link terrestre de até 3.000 quilômetros e um fundo marinho mais longo. Um formato de modulação coerente é usado para esta categoria e o tipo de modulação pode ser diferente para diferentes distâncias. também é modulado em amplitude e fase, requer lasers osciladores locais para detecção, requer processamento de sinal digital complexo, consome mais energia, tem um alcance maior e é mais caro que a detecção direta ou métodos NRZ.
2.O data center continuará a se desenvolver
Interconexões de grande largura de banda são essenciais para conectar esses data centers. Com isso em mente, os data centers DCI-Campus, DCI-Edge e DCI-Metro/Long Haul continuarão a se desenvolver. atenção dos fornecedores tradicionais de sistemas DWDM. Os crescentes requisitos de largura de banda dos provedores de serviços em nuvem (CSPs) que fornecem software como serviço (SaaS), plataforma como serviço (PaaS) e infraestrutura como serviço (IaaS) estão impulsionando diferentes sistemas ópticos para conectar redes de data centers CSP.interruptoreseroteadores.Hoje, isso precisa funcionar a 100 Gbps. Dentro do data center, cabeamento de cobre de conexão direta (DAC), cabo óptico ativo (AOC) ou óptica “cinza” de 100G podem ser usados. Para conexões com instalações de data center (campus ou aplicações de borda/metro), a única opção que possui só recentemente disponível está uma abordagem completa, baseada em repetidor e baseada em coerência, que é abaixo do ideal.
Com a transição para um ecossistema 100G, a arquitetura de rede do data center evoluiu de um modelo de data center mais tradicional. Todas essas instalações de data center estão localizadas em um único grande“grande centro de dados”campus.A maioria dos CSPs foi fundida a uma arquitetura de área distribuída para atingir a escala necessária e fornecer serviços em nuvem altamente disponíveis.
As áreas de data center geralmente estão localizadas perto de áreas metropolitanas com alta densidade populacional para fornecer o melhor serviço (com atraso e disponibilidade) aos clientes finais mais próximos dessas áreas. A arquitetura regional é ligeiramente diferente entre os CSPs, mas consiste em “gateways” regionais redundantes. ou “hubs”.Esses “gateways” ou “hubs” estão conectados ao backbone da rede de área ampla (WAN) do CSP (e sites de borda que podem ser usados para transporte peer-to-peer, de conteúdo local ou transporte submarino).Estes “ gateways” ou “hubs” estão conectados ao backbone da rede de longa distância (WAN) do CSP (e sites de borda que podem ser usados para peer-to-peer, transporte de conteúdo local ou transporte submarino). é fácil adquirir instalações adicionais e conectá-las ao gateway regional. Isso permite a rápida expansão e crescimento da área em comparação com o custo relativamente alto de construção de um novo grande data center e um tempo de construção mais longo, com o benefício adicional de introduzir o conceito de diferentes áreas disponíveis (AZ) em uma determinada área.
A transição de uma arquitetura de grande data center para uma zona introduz restrições adicionais que devem ser consideradas ao selecionar locais de gateway e instalações de data center. Por exemplo, para garantir a mesma experiência do cliente (de uma perspectiva de latência), a distância máxima entre quaisquer dois dados Os centros de dados (através de um gateway público) devem ser delimitados. Outra consideração é que o sistema óptico cinza é muito ineficiente para interconectar edifícios de centros de dados fisicamente distintos dentro da mesma área geográfica. Com estes fatores em mente, a plataforma coerente atual não é adequada para aplicações DCI.
O formato de modulação PAM4 oferece baixo consumo de energia, baixo impacto ambiental e opções de detecção direta. Ao utilizar fotônica de silício, foi desenvolvido um transceptor de portadora dupla com um circuito integrado específico de aplicação (ASIC) PAM4, integrando um processador de sinal digital integrado (DSP) e correção direta de erros (FEC). E empacote-o no formato QSFP28. O resultadotrocarO módulo conectável pode realizar transmissão DWDM em um link DCI típico, com 4 Tbps por par de fibra e 4,5 W por 100G.
3.Fotônica de silício e CMOS se tornarão o núcleo do desenvolvimento de módulos ópticos
A combinação de fotônica de silício para óptica altamente integrada e semicondutores de óxido metálico complementar de silício (CMOS) de alta velocidade para processamento de sinal desempenhará um papel na evolução de módulos ópticos comutáveis de baixo custo e baixo consumo de energia.
O chip fotônico de silício altamente integrado é o coração do módulo conectável. Em comparação com o fosfeto de índio, a plataforma CMOS de silício é capaz de entrar na óptica de nível de wafer em tamanhos de wafer maiores de 200 mm e 300 mm. foram construídos adicionando epitaxia de germânio em uma plataforma CMOS de silício padrão. Além disso, componentes à base de dióxido de silício e nitreto de silício podem ser integrados para fabricar contraste de baixo índice de refração e componentes ópticos insensíveis à temperatura.
Na Figura 2, o caminho óptico de saída do chip fotônico de silício contém um par de moduladores Mach Zehnder de ondas viajantes (MZM), um para cada comprimento de onda. As duas saídas de comprimento de onda são então combinadas em um chip usando um intercalador 2:1 integrado, que atua como um multiplexador DWDM. O mesmo MZM de silício pode ser usado nos formatos de modulação NRZ e PAM4 com diferentes sinais de acionamento.
À medida que os requisitos de largura de banda das redes de data centers continuam a crescer, a Lei de Moore exige avanços na comutação de chips. Isto permitirá otrocareroteadorplataformas para mantertrocarparidade de base do chip enquanto aumenta a capacidade de cada porta.Próxima geraçãotrocarchips são projetados para cada porta do 400G.Um projeto chamado 400ZR foi lançado no Optical Internet Forum (OIF) para padronizar módulos DCI ópticos de próxima geração e criar um ecossistema óptico diversificado para fornecedores.Este conceito é semelhante ao WDM PAM4, mas se estende para suportar requisitos de 400 Gbps.