După cum știm cu toții, industria tehnologiei a obținut multe realizări extraordinare în 2018 și vor exista diverse posibilități în 2019, ceea ce este mult așteptat. Directorul de tehnologie al Inphi, dr. Radha Nagarajan, consideră că interconectarea centrului de date de mare viteză. Piața (DCI), unul dintre segmentele industriei tehnologice, se va schimba și în 2019. Iată trei lucruri pe care se așteaptă să se întâmple în centrul de date în acest an.
1.Descompunerea geografică a centrelor de date va deveni mai comună
Consumul centrului de date necesită mult suport pentru spațiu fizic, inclusiv infrastructură, cum ar fi puterea și răcirea. Geo-descompunerea centrului de date va deveni mai comună, pe măsură ce devine din ce în ce mai dificilă construirea de centre de date mari, continue și mari. Descompunerea este cheia în metropolitană. zonele în care prețurile terenurilor sunt mari. Interconexiunile cu lățime de bandă mare sunt esențiale pentru conectarea acestor centre de date.
DCI-Campus：Aceste centre de date sunt adesea conectate între ele, de exemplu într-un mediu de campus. Distanța este de obicei limitată la între 2 și 5 kilometri. În funcție de disponibilitatea fibrei, există și o suprapunere a legăturilor CWDM și DWDM la aceste distanțe.
DCI-Edge：Acest tip de conexiune variază de la 2 km la 120 km. Aceste legături sunt conectate în principal la centre de date distribuite din zonă și sunt de obicei supuse constrângerilor de latență. Opțiunile de tehnologie optică DCI includ detectarea directă și coerența, ambele fiind implementate folosind DWDM format de transmisie în banda C de fibră optică (fereastra de la 192 THz la 196 THz). Formatul de modulare cu detecție directă este modulat în amplitudine, are o schemă de detectare mai simplă, consumă energie mai mică, costuri mai mici și necesită compensare externă a dispersiei în majoritatea cazurilor. Pentru 100 Gbps, modulație de amplitudine a impulsului pe 4 niveluri (PAM4), formatul de detectare directă este o metodă rentabilă pentru aplicațiile DCI-Edge. Formatul de modulație PAM4 are o capacitate de două ori mai mare decât a tradiționalului non-return-to-zero (NRZ) format de modulație. Pentru următoarea generație de sisteme DCI de 400 Gbps (pe lungime de undă), formatul coerent de 60 Gbaud, 16 QAM este principalul concurent.
DCI-Metro/Discurs Lung：Această categorie de fibre este dincolo de DCI-Edge, cu o legătură la sol de până la 3.000 de kilometri și un fund mare mai lung. Pentru această categorie este utilizat un format de modulație coerent, iar tipul de modulație poate fi diferit pentru diferite distanțe. Formatul de modulație coerent este, de asemenea, modulat în amplitudine și fază, necesită lasere oscilatoare locale pentru detectare, necesită procesare complexă a semnalului digital, consumă mai multă putere, are o rază mai lungă de acțiune și este mai scump decât metodele de detectare directă sau NRZ.
2.Centrul de date va continua să se dezvolte
Interconexiunile cu lățime de bandă mare sunt esențiale pentru conectarea acestor centre de date. Având în vedere acest lucru, centrele de date DCI-Campus, DCI-Edge și DCI-Metro/Long Haul vor continua să se dezvolte. În ultimii câțiva ani, domeniul DCI a devenit punctul central. de atenție a furnizorilor tradiționali de sisteme DWDM. Cerințele tot mai mari de lățime de bandă ale furnizorilor de servicii cloud (CSP) care furnizează software-as-a-service (SaaS), platform-as-a-service (PaaS) și infrastructură-as-a-service Capacitățile (IaaS) conduc diferite sisteme optice pentru conectarea stratului de rețele de centre de date CSPîntrerupătoareşiroutere.Astăzi, acesta trebuie să ruleze la 100 Gbps. În interiorul centrului de date pot fi utilizate cabluri din cupru atașat direct (DAC), cablu optic activ (AOC) sau optică „gri” 100G. Pentru conexiunile la facilitățile centrului de date (aplicații campus sau edge/metro), singura opțiune care are Numai de curând a fost disponibilă o abordare completă, bazată pe repetitor, bazată pe o bază coerentă, care este suboptimă.
Odată cu trecerea la un ecosistem 100G, arhitectura de rețea a centrelor de date a evoluat de la un model mai tradițional de centru de date. Toate aceste facilități ale centrelor de date sunt situate într-un singur mare„centru de date mare”campus. Majoritatea CSP-urilor au fost fuzionate cu o arhitectură de zonă distribuită pentru a atinge amploarea necesară și pentru a oferi servicii cloud de înaltă disponibilitate.
Zonele centrelor de date sunt de obicei situate în apropierea zonelor metropolitane cu densități mari de populație pentru a oferi cele mai bune servicii (cu întârziere și disponibilitate) clienților finali cei mai apropiați de aceste zone. Arhitectura regională este ușor diferită între CSP, dar constă în „porți” regionale redundante. sau „hub-uri”. Aceste „gateway-uri” sau „hub-uri” sunt conectate la coloana vertebrală a rețelei de zonă largă (WAN) a CSP (și site-uri de margine care pot fi utilizate pentru transport peer-to-peer, de conținut local sau transport submarin). gateway-uri” sau „hub-uri” sunt conectate la coloana vertebrală a rețelei de zonă largă (WAN) a CSP (și site-uri de margine care pot fi utilizate pentru transport peer-to-peer, transport de conținut local sau transport submarin). Deoarece zona trebuie extinsă, aceasta este ușor să achiziționați facilități suplimentare și să le conectați la gateway-ul regional. Acest lucru permite extinderea și creșterea rapidă a zonei în comparație cu costul relativ ridicat al construirii unui nou centru de date mare și un timp de construcție mai lung, cu avantajul suplimentar al introducerii conceptul de diferite zone disponibile (AZ) într-o zonă dată.
Tranziția de la o arhitectură mare de centru de date la o zonă introduce constrângeri suplimentare care trebuie luate în considerare la selectarea locațiilor de gateway și centre de date. De exemplu, pentru a asigura aceeași experiență client (din perspectiva latenței), distanța maximă dintre oricare două date. centrele (printr-un gateway public) trebuie să fie delimitate. O altă considerație este că sistemul optic gri este prea ineficient pentru a interconecta clădiri distincte fizic ale centrelor de date din aceeași zonă geografică. Având în vedere acești factori, platforma coerentă de astăzi nu este potrivită pentru aplicațiile DCI.
Formatul de modulație PAM4 oferă un consum redus de energie, amprentă redusă și opțiuni de detectare directă. Prin utilizarea fotonică de siliciu, a fost dezvoltat un transceiver cu purtător dublu cu un circuit integrat specific pentru aplicație (ASIC) PAM4, care integrează un procesor de semnal digital integrat (DSP) și Redirecționarea erorilor (FEC). Și împachetați-o în factorul de formă QSFP28. RezultatulcomutatorModulul conectabil poate efectua transmisie DWDM printr-o legătură DCI tipică, cu 4 Tbps per pereche de fibră și 4,5 W la 100G.
3.Fotonica pe siliciu și CMOS vor deveni nucleul dezvoltării modulelor optice
Combinația dintre fotonica de siliciu pentru optică înalt integrată și semiconductori de oxid de metal complementar (CMOS) de siliciu de mare viteză pentru procesarea semnalului va juca un rol în evoluția modulelor optice comutabile, cu costuri reduse, de putere redusă.
Cipul fotonic de siliciu foarte integrat este inima modulului conectabil. În comparație cu fosfura de indiu, platforma CMOS de siliciu este capabilă să intre în optica la nivel de plachetă la dimensiuni mai mari ale plachetelor de 200 mm și 300 mm. Fotodetectoare cu lungimi de undă de 1300 nm și 1500 nm au fost construite prin adăugarea de epitaxie de germaniu pe o platformă CMOS de siliciu standard. În plus, componentele pe bază de dioxid de siliciu și nitrură de siliciu pot fi integrate pentru a fabrica componente optice cu indice de refracție scăzut și insensibile la temperatură.
În figura 2, calea optică de ieșire a cipului fotonic de siliciu conține o pereche de modulatoare Mach Zehnder cu undă călătorie (MZM), câte unul pentru fiecare lungime de undă. Cele două ieșiri de lungime de undă sunt apoi combinate pe un cip folosind un intercalator integrat 2:1, care acționează ca un multiplexor DWDM. Același siliciu MZM poate fi folosit atât în formate de modulație NRZ, cât și PAM4 cu semnale de drive diferite.
Pe măsură ce cerințele de lățime de bandă ale rețelelor de centre de date continuă să crească, Legea lui Moore necesită progrese în schimbarea cipurilor. Acest lucru va permitecomutatorşirouterplatforme de întreținutcomutatorparitatea de bază a cipului în timp ce crește capacitatea fiecărui port. Generația următoarecomutatorcipurile sunt proiectate pentru fiecare port al 400G. Un proiect numit 400ZR a fost lansat în Optical Internet Forum (OIF) pentru a standardiza modulele DCI optice de ultimă generație și pentru a crea un ecosistem optic divers pentru furnizori. Acest concept este similar cu WDM PAM4, dar se extinde pentru a accepta cerințele de 400 Gbps.