మనందరికీ తెలిసినట్లుగా, టెక్నాలజీ పరిశ్రమ 2018లో అనేక అసాధారణ విజయాలను సాధించింది, మరియు 2019లో అనేక అవకాశాలు ఉంటాయి, ఇది చాలా కాలంగా ఎదురుచూస్తున్నది. ఇన్ఫీ యొక్క చీఫ్ టెక్నాలజీ ఆఫీసర్, డాక్టర్ రాధా నాగరాజన్, హై-స్పీడ్ డేటా సెంటర్ ఇంటర్‌కనెక్ట్ అవుతుందని అభిప్రాయపడ్డారు. సాంకేతిక పరిశ్రమ విభాగాలలో ఒకటైన (DCI) మార్కెట్ కూడా 2019లో మారుతుంది. ఈ సంవత్సరం డేటా సెంటర్‌లో అతను ఆశించే మూడు విషయాలు ఇక్కడ ఉన్నాయి.
1.డేటా కేంద్రాల భౌగోళిక కుళ్ళిపోవడం సర్వసాధారణం అవుతుంది
డేటా సెంటర్ వినియోగానికి శక్తి మరియు శీతలీకరణ వంటి మౌలిక సదుపాయాలతో సహా చాలా భౌతిక స్పేస్ మద్దతు అవసరం. పెద్ద, నిరంతర, పెద్ద డేటా సెంటర్‌లను నిర్మించడం మరింత కష్టతరమైనందున డేటా సెంటర్ జియో-డికాంపోజిషన్ సర్వసాధారణం అవుతుంది. మెట్రోపాలిటన్‌లో కుళ్ళిపోవడం కీలకం. భూముల ధరలు ఎక్కువగా ఉన్న ప్రాంతాలు. ఈ డేటా సెంటర్‌లను కనెక్ట్ చేయడానికి పెద్ద బ్యాండ్‌విడ్త్ ఇంటర్‌కనెక్ట్‌లు కీలకం.
DCI-క్యాంపస్:ఈ డేటా కేంద్రాలు తరచుగా ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, ఉదాహరణకు క్యాంపస్ వాతావరణంలో. దూరం సాధారణంగా 2 మరియు 5 కిలోమీటర్ల మధ్య పరిమితం చేయబడుతుంది. ఫైబర్ లభ్యతపై ఆధారపడి, ఈ దూరాలలో CWDM మరియు DWDM లింక్‌ల అతివ్యాప్తి కూడా ఉంటుంది.
DCI-ఎడ్జ్:ఈ రకమైన కనెక్షన్ 2 కిమీ నుండి 120 కిమీ వరకు ఉంటుంది. ఈ లింక్‌లు ప్రధానంగా ప్రాంతంలోని పంపిణీ చేయబడిన డేటా సెంటర్‌లకు అనుసంధానించబడి ఉంటాయి మరియు సాధారణంగా జాప్య పరిమితులకు లోబడి ఉంటాయి.DCI ఆప్టికల్ టెక్నాలజీ ఎంపికలలో ప్రత్యక్ష గుర్తింపు మరియు పొందిక ఉన్నాయి, రెండూ DWDMని ఉపయోగించి అమలు చేయబడతాయి. ఫైబర్-ఆప్టిక్ C-బ్యాండ్‌లో ప్రసార ఆకృతి (192 THz నుండి 196 THz విండో). డైరెక్ట్ డిటెక్షన్ మాడ్యులేషన్ ఫార్మాట్ యాంప్లిట్యూడ్ మాడ్యులేట్ చేయబడింది, సరళమైన గుర్తింపు పథకాన్ని కలిగి ఉంటుంది, తక్కువ శక్తిని వినియోగిస్తుంది, తక్కువ ఖర్చు అవుతుంది మరియు చాలా సందర్భాలలో బాహ్య వ్యాప్తి పరిహారం అవసరం. 100 Gbps, 4-స్థాయి పల్స్ యాంప్లిట్యూడ్ మాడ్యులేషన్ (PAM4), డైరెక్ట్ డిటెక్షన్ ఫార్మాట్ అనేది DCI-Edge అప్లికేషన్‌ల కోసం ఖర్చుతో కూడుకున్న పద్ధతి. PAM4 మాడ్యులేషన్ ఫార్మాట్ సాంప్రదాయక నాన్-రిటర్న్-టు-జీరో (NRZ) కంటే రెండు రెట్లు సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. మాడ్యులేషన్ ఫార్మాట్. తర్వాతి తరం 400-Gbps (తరంగదైర్ఘ్యం) DCI సిస్టమ్‌ల కోసం, 60-Gbaud, 16-QAM పొందికైన ఆకృతి ప్రముఖ పోటీదారు.
DCI-మెట్రో/లాంగ్ హాల్:ఫైబర్ యొక్క ఈ వర్గం DCI-ఎడ్జ్‌కి మించినది, 3,000 కిలోమీటర్ల వరకు గ్రౌండ్ లింక్ మరియు పొడవైన సముద్రపు అడుగుభాగం ఉంటుంది. ఈ వర్గం కోసం ఒక పొందికైన మాడ్యులేషన్ ఫార్మాట్ ఉపయోగించబడుతుంది మరియు మాడ్యులేషన్ రకం వేర్వేరు దూరాలకు భిన్నంగా ఉంటుంది. పొందికైన మాడ్యులేషన్ ఫార్మాట్ వ్యాప్తి మరియు దశ మాడ్యులేట్ చేయబడింది, గుర్తించడానికి స్థానిక ఓసిలేటర్ లేజర్‌లు అవసరం, సంక్లిష్టమైన డిజిటల్ సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్ అవసరం, ఎక్కువ శక్తిని వినియోగిస్తుంది, ఎక్కువ పరిధిని కలిగి ఉంటుంది మరియు ప్రత్యక్ష గుర్తింపు లేదా NRZ పద్ధతుల కంటే ఖరీదైనది.
2.డేటా సెంటర్ అభివృద్ధి కొనసాగుతుంది
ఈ డేటా సెంటర్‌లను కనెక్ట్ చేయడంలో పెద్ద బ్యాండ్‌విడ్త్ ఇంటర్‌కనెక్ట్‌లు కీలకం. దీన్ని దృష్టిలో ఉంచుకుని, DCI-క్యాంపస్, DCI-ఎడ్జ్ మరియు DCI-మెట్రో/లాంగ్ హాల్ డేటా సెంటర్‌లు అభివృద్ధి చెందుతూనే ఉంటాయి. గత కొన్ని సంవత్సరాలుగా, DCI ఫీల్డ్ దృష్టి కేంద్రీకరించబడింది. సాంప్రదాయ DWDM సిస్టమ్ సరఫరాదారుల దృష్టికి.సాఫ్ట్‌వేర్-యాజ్-ఎ-సర్వీస్ (SaaS), ప్లాట్‌ఫారమ్-యాజ్-ఎ-సర్వీస్ (PaaS) మరియు ఇన్‌ఫ్రాస్ట్రక్చర్-ఎ-సర్వీస్‌ను అందించే క్లౌడ్ సర్వీస్ ప్రొవైడర్ల (CSPలు) పెరుగుతున్న బ్యాండ్‌విడ్త్ అవసరాలు (IaaS) సామర్థ్యాలు CSP డేటా సెంటర్ నెట్‌వర్క్‌ల లేయర్‌ను కనెక్ట్ చేయడానికి వివిధ ఆప్టికల్ సిస్టమ్‌లను నడుపుతున్నాయిస్విచ్లుమరియురూటర్లు.నేడు, ఇది 100 Gbps వేగంతో అమలు కావాలి. డేటా సెంటర్ లోపల, డైరెక్ట్-అటాచ్డ్ కాపర్ (DAC) కేబులింగ్, యాక్టివ్ ఆప్టికల్ కేబుల్ (AOC) లేదా 100G "గ్రే" ఆప్టిక్‌లను ఉపయోగించవచ్చు. డేటా సెంటర్ సౌకర్యాలకు (క్యాంపస్ లేదా ఎడ్జ్/మెట్రో అప్లికేషన్‌లు) కనెక్షన్‌ల కోసం, ఇది మాత్రమే ఎంపిక ఇటీవలే అందుబాటులో ఉంది, ఇది పూర్తి-ఫీచర్ చేయబడిన, పొందికైన-ఆధారిత రిపీటర్-ఆధారిత విధానం ఉప-ఆప్టిమల్.
100G పర్యావరణ వ్యవస్థకు పరివర్తనతో, డేటా సెంటర్ నెట్‌వర్క్ ఆర్కిటెక్చర్ మరింత సాంప్రదాయ డేటా సెంటర్ మోడల్ నుండి అభివృద్ధి చెందింది. ఈ డేటా సెంటర్ సదుపాయాలన్నీ ఒకే పెద్ద పరిమాణంలో ఉన్నాయి."పెద్ద డేటా సెంటర్”క్యాంపస్.అవసరమైన స్కేల్‌ను సాధించడానికి మరియు అత్యంత అందుబాటులో ఉన్న క్లౌడ్ సేవలను అందించడానికి చాలా CSPలు పంపిణీ చేయబడిన ఏరియా ఆర్కిటెక్చర్‌కు ఫ్యూజ్ చేయబడ్డాయి.
డేటా సెంటర్ ప్రాంతాలు సాధారణంగా ఈ ప్రాంతాలకు దగ్గరగా ఉన్న చివరి కస్టమర్‌లకు ఉత్తమమైన సేవను (ఆలస్యం మరియు లభ్యతతో) అందించడానికి అధిక జనాభా సాంద్రత కలిగిన మెట్రోపాలిటన్ ప్రాంతాలకు సమీపంలో ఉంటాయి. ప్రాంతీయ నిర్మాణం CSPల మధ్య కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటుంది, కానీ అనవసరమైన ప్రాంతీయ "గేట్‌వేలు" కలిగి ఉంటుంది. లేదా "హబ్‌లు". ఈ "గేట్‌వేలు" లేదా "హబ్‌లు" CSP యొక్క వైడ్ ఏరియా నెట్‌వర్క్ (WAN) వెన్నెముకకు (మరియు పీర్-టు-పీర్, లోకల్ కంటెంట్ ట్రాన్స్‌పోర్ట్ లేదా సబ్‌మెరైన్ ట్రాన్స్‌పోర్ట్ కోసం ఉపయోగించబడే ఎడ్జ్ సైట్‌లు)కి కనెక్ట్ చేయబడ్డాయి. ఈ " గేట్‌వేలు" లేదా "హబ్‌లు" CSP యొక్క వైడ్ ఏరియా నెట్‌వర్క్ (WAN) వెన్నెముకకు (మరియు పీర్-టు-పీర్, లోకల్ కంటెంట్ ట్రాన్స్‌పోర్ట్ లేదా సబ్‌మెరైన్ ట్రాన్స్‌పోర్ట్ కోసం ఉపయోగించబడే ఎడ్జ్ సైట్‌లు)కి అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి. ప్రాంతం విస్తరించాల్సిన అవసరం ఉన్నందున, ఇది అదనపు సౌకర్యాలను పొందడం మరియు వాటిని ప్రాంతీయ గేట్‌వేకి కనెక్ట్ చేయడం సులభం. ఇది కొత్త పెద్ద డేటా సెంటర్‌ను నిర్మించడానికి సాపేక్షంగా అధిక వ్యయం మరియు సుదీర్ఘ నిర్మాణ సమయంతో పోల్చితే, ఈ ప్రాంతం యొక్క వేగవంతమైన విస్తరణ మరియు వృద్ధిని అనుమతిస్తుంది. ఇచ్చిన ప్రాంతంలో వివిధ అందుబాటులో ఉన్న ప్రాంతాల (AZ) భావన.
పెద్ద డేటా సెంటర్ ఆర్కిటెక్చర్ నుండి జోన్‌కి మారడం అనేది గేట్‌వే మరియు డేటా సెంటర్ సౌకర్యాల స్థానాలను ఎంచుకునేటప్పుడు తప్పనిసరిగా పరిగణించవలసిన అదనపు పరిమితులను పరిచయం చేస్తుంది. ఉదాహరణకు, ఒకే కస్టమర్ అనుభవాన్ని (లేటెన్సీ కోణం నుండి) నిర్ధారించడానికి, ఏదైనా రెండు డేటా మధ్య గరిష్ట దూరం కేంద్రాలు (పబ్లిక్ గేట్‌వే ద్వారా) తప్పనిసరిగా సరిహద్దులుగా ఉండాలి. మరొక పరిశీలన ఏమిటంటే, ఒకే భౌగోళిక ప్రాంతంలోని భౌతికంగా విభిన్నమైన డేటా సెంటర్ భవనాలను పరస్పరం అనుసంధానించడానికి బూడిద ఆప్టికల్ సిస్టమ్ చాలా అసమర్థంగా ఉంది. ఈ అంశాలను దృష్టిలో ఉంచుకుని, నేటి పొందికైన ప్లాట్‌ఫారమ్ DCI అప్లికేషన్‌లకు తగినది కాదు.
PAM4 మాడ్యులేషన్ ఫార్మాట్ తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం, తక్కువ పాదముద్ర మరియు ప్రత్యక్ష గుర్తింపు ఎంపికలను అందిస్తుంది. సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్‌ని ఉపయోగించడం ద్వారా, PAM4 అప్లికేషన్ స్పెసిఫిక్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ (ASIC)తో కూడిన డ్యూయల్-క్యారియర్ ట్రాన్స్‌సీవర్ అభివృద్ధి చేయబడింది, సమగ్ర డిజిటల్ సిగ్నల్ ప్రాసెసర్ (DSP) మరియు ఫార్వర్డ్ ఎర్రర్ కరెక్షన్ (FEC).మరియు దానిని QSFP28 ఫారమ్ ఫ్యాక్టర్‌లోకి ప్యాక్ చేయండి. ఫలితంగామారండిప్లగ్ చేయదగిన మాడ్యూల్ ప్రతి ఫైబర్ జతకి 4 Tbps మరియు 100Gకి 4.5 Wతో ఒక సాధారణ DCI లింక్ ద్వారా DWDM ప్రసారాన్ని చేయగలదు.
3.సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్ మరియు CMOS ఆప్టికల్ మాడ్యూల్ అభివృద్ధికి ప్రధానమైనవి
సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్ కోసం హై-ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టిక్స్ మరియు హై-స్పీడ్ సిలికాన్ కాంప్లిమెంటరీ మెటల్ ఆక్సైడ్ సెమీకండక్టర్స్ (CMOS) కోసం సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్ కలయిక తక్కువ-ధర, తక్కువ-శక్తి, స్విచ్ చేయగల ఆప్టికల్ మాడ్యూల్స్ యొక్క పరిణామంలో పాత్ర పోషిస్తుంది.
అత్యంత సమీకృత సిలికాన్ ఫోటోనిక్ చిప్ ప్లగ్ చేయదగిన మాడ్యూల్ యొక్క గుండె. ఇండియమ్ ఫాస్ఫైడ్‌తో పోలిస్తే, సిలికాన్ CMOS ప్లాట్‌ఫారమ్ పెద్ద 200 mm మరియు 300 mm పొర పరిమాణాలలో పొర-స్థాయి ఆప్టిక్స్‌లోకి ప్రవేశించగలదు. ప్రామాణిక సిలికాన్ CMOS ప్లాట్‌ఫారమ్‌పై జెర్మేనియం ఎపిటాక్సీని జోడించడం ద్వారా నిర్మించబడ్డాయి. అదనంగా, సిలికాన్ డయాక్సైడ్ మరియు సిలికాన్ నైట్రైడ్ ఆధారిత భాగాలు తక్కువ రిఫ్రాక్టివ్ ఇండెక్స్ కాంట్రాస్ట్ మరియు టెంపరేచర్ ఇన్‌సెన్సిటివ్ ఆప్టికల్ కాంపోనెంట్‌లను రూపొందించడానికి ఏకీకృతం చేయబడతాయి.
మూర్తి 2లో, సిలికాన్ ఫోటోనిక్ చిప్ యొక్క అవుట్‌పుట్ ఆప్టికల్ పాత్ ఒక జత ట్రావెలింగ్ వేవ్ మాక్ జెహెండర్ మాడ్యులేటర్‌లను (MZM) కలిగి ఉంటుంది, ప్రతి తరంగదైర్ఘ్యానికి ఒకటి. రెండు తరంగదైర్ఘ్యం అవుట్‌పుట్‌లు ఒక సమగ్ర 2:1 ఇంటర్‌లీవర్‌ని ఉపయోగించి చిప్‌పై మిళితం చేయబడతాయి. DWDM మల్టీప్లెక్సర్‌గా పనిచేస్తుంది.అదే సిలికాన్ MZMని వేర్వేరు డ్రైవ్ సిగ్నల్‌లతో NRZ మరియు PAM4 మాడ్యులేషన్ ఫార్మాట్‌లలో ఉపయోగించవచ్చు.
డేటా సెంటర్ నెట్‌వర్క్‌ల బ్యాండ్‌విడ్త్ అవసరాలు పెరుగుతూనే ఉన్నందున, చిప్‌లను మార్చడంలో మూర్స్ లా పురోగతి అవసరం. ఇది ఎనేబుల్ చేస్తుందిమారండిమరియురూటర్నిర్వహించడానికి వేదికలుమారండిప్రతి పోర్ట్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని పెంచేటప్పుడు చిప్ బేస్ సమానత్వం. తదుపరి తరంమారండి400G యొక్క ప్రతి పోర్ట్ కోసం చిప్‌లు రూపొందించబడ్డాయి. 400ZR అని పిలువబడే ప్రాజెక్ట్ ఆప్టికల్ ఇంటర్నెట్ ఫోరమ్ (OIF)లో తదుపరి తరం ఆప్టికల్ DCI మాడ్యూల్‌లను ప్రామాణీకరించడానికి మరియు సరఫరాదారుల కోసం విభిన్న ఆప్టికల్ పర్యావరణ వ్యవస్థను రూపొందించడానికి ప్రారంభించబడింది. ఈ భావన WDM PAM4 వలె ఉంటుంది, కానీ 400-Gbps అవసరాలకు మద్దతు ఇచ్చేలా విస్తరించింది.