Hepimizin bildiği gibi teknoloji sektörü 2018'de birçok olağanüstü başarıya imza attı ve 2019'da da uzun zamandır beklenen çeşitli olasılıklar olacak. Inphi'nin baş teknoloji sorumlusu Dr. Radha Nagarajan, yüksek hızlı veri merkezi ara bağlantısının önemli olduğuna inanıyor. Teknoloji endüstrisi segmentlerinden biri olan (DCI) pazarı da 2019'da değişecek. İşte bu yıl veri merkezinde olmasını beklediği üç şey.
1.Veri merkezlerinin coğrafi ayrışımı daha yaygın hale gelecek
Veri merkezi tüketimi, güç ve soğutma gibi altyapı da dahil olmak üzere çok sayıda fiziksel alan desteği gerektirir. Büyük, sürekli, büyük veri merkezleri inşa etmek giderek zorlaştıkça, veri merkezi coğrafi ayrıştırması daha yaygın hale gelecektir. Ayrıştırma, metropollerde anahtardır Arsa fiyatlarının yüksek olduğu bölgeler. Büyük bant genişliği ara bağlantıları bu veri merkezlerini bağlamak için kritik öneme sahiptir.
DCI Kampüsü:Bu veri merkezleri genellikle örneğin kampüs ortamında birbirine bağlanır. Mesafe genellikle 2 ile 5 kilometre arasında sınırlıdır. Fiberin mevcudiyetine bağlı olarak bu mesafelerde CWDM ve DWDM bağlantılarının örtüşmesi de söz konusudur.
DCI-Edge:Bu bağlantı türü 2 km ile 120 km arasında değişir. Bu bağlantılar öncelikle bölgedeki dağıtılmış veri merkezlerine bağlanır ve genellikle gecikme kısıtlamalarına tabidir. DCI optik teknolojisi seçenekleri, her ikisi de DWDM kullanılarak uygulanan doğrudan algılama ve tutarlılığı içerir. fiber optik C-bandında iletim formatı (192 THz - 196 THz pencere). Doğrudan algılama modülasyon formatı genlik modülasyonludur, daha basit bir algılama şemasına sahiptir, daha düşük güç tüketir, daha düşük maliyetlidir ve çoğu durumda harici dağılım telafisi gerektirir. 100 Gbps, 4 seviyeli darbe genlik modülasyonu (PAM4), doğrudan algılama formatı, DCI-Edge uygulamaları için uygun maliyetli bir yöntemdir. PAM4 modülasyon formatı, geleneksel sıfıra dönüşsüz (NRZ) formatın iki katı kapasiteye sahiptir. modülasyon formatı. Yeni nesil 400 Gbps (dalga boyu başına) DCI sistemleri için, 60 Gbaud, 16-QAM tutarlı format önde gelen rakiptir.
DCI-Metro/Uzun Yol:Bu fiber kategorisi, 3.000 kilometreye kadar yer bağlantısı ve daha uzun deniz tabanıyla DCI-Edge'in ötesindedir. Bu kategori için tutarlı bir modülasyon formatı kullanılır ve modülasyon türü farklı mesafeler için farklı olabilir. Tutarlı modülasyon formatı aynı zamanda genlik ve faz modülasyonludur, tespit için yerel osilatör lazerleri gerektirir, karmaşık dijital sinyal işleme gerektirir, daha fazla güç tüketir, daha uzun menzile sahiptir ve doğrudan tespit veya NRZ yöntemlerinden daha pahalıdır.
2.Veri merkezi gelişmeye devam edecek
Bu veri merkezlerini bağlamak için geniş bant genişliğine sahip ara bağlantılar kritik öneme sahiptir. Bu düşünceyle DCI-Campus, DCI-Edge ve DCI-Metro/Long Haul veri merkezleri gelişmeye devam edecektir. Son birkaç yılda DCI alanı odak noktası haline geldi Geleneksel DWDM sistem tedarikçilerinin dikkatini çekiyor. Hizmet olarak yazılım (SaaS), hizmet olarak platform (PaaS) ve hizmet olarak altyapı sağlayan bulut hizmet sağlayıcılarının (CSP'ler) artan bant genişliği gereksinimleri (IaaS) yetenekleri, CSP veri merkezi ağlarına bağlanmak için farklı optik sistemleri harekete geçiriyor KatmananahtarlarVeyönlendiriciler.Bugün bunun 100 Gbps hızında çalışması gerekiyor. Veri merkezi içerisinde doğrudan bağlı bakır (DAC) kablolama, aktif optik kablo (AOC) veya 100G “gri” optik kullanılabilir. Veri merkezi tesislerine (kampüs veya kenar/metro uygulamaları) bağlantılar için, sahip olan tek seçenek tam özellikli, tutarlı tabanlı, optimalin altında olan tekrarlayıcı tabanlı bir yaklaşım ancak yakın zamanda kullanıma sunuldu.
100G ekosistemine geçişle birlikte veri merkezi ağ mimarisi, daha geleneksel bir veri merkezi modelinden evrim geçirdi. Bu veri merkezi tesislerinin tümü, tek bir büyük binada yer alıyor.“büyük veri merkezi”Kampüs. Çoğu CSP, gereken ölçeğe ulaşmak ve yüksek düzeyde kullanılabilir bulut hizmetleri sağlamak için dağıtılmış alan mimarisiyle birleştirilmiştir.
Veri merkezi alanları, bu alanlara en yakın son müşterilere en iyi hizmeti (gecikme ve kullanılabilirlik ile) sağlamak için genellikle yüksek nüfus yoğunluğuna sahip metropol alanların yakınında bulunur. Bölgesel mimari, CSP'ler arasında biraz farklıdır, ancak yedekli bölgesel "ağ geçitlerinden" oluşur. veya "hub'lar". Bu "ağ geçitleri" veya "hub'lar", CSP'nin geniş alan ağı (WAN) omurgasına (ve eşler arası, yerel içerik aktarımı veya denizaltı taşımacılığı için kullanılabilen uç sitelere) bağlanır.Bunlar " ağ geçitleri” veya “hub'lar” CSP'nin geniş alan ağı (WAN) omurgasına (ve eşler arası, yerel içerik aktarımı veya denizaltı taşımacılığı için kullanılabilecek uç sitelere) bağlanır. Alanın genişletilmesi gerektiğinden, ek tesislerin temin edilmesi ve bunların bölgesel ağ geçidine bağlanması kolaydır. Bu, yeni bir büyük veri merkezi inşa etmenin nispeten yüksek maliyeti ve daha uzun bir inşaat süresi ile karşılaştırıldığında, alanın hızlı bir şekilde genişlemesine ve büyümesine olanak tanır ve ilave fayda sağlar. Belirli bir alandaki farklı kullanılabilir alanlar (AZ) kavramı.
Büyük bir veri merkezi mimarisinden bir bölgeye geçiş, ağ geçidi ve veri merkezi tesis konumlarını seçerken dikkate alınması gereken ek kısıtlamalar getirir. Örneğin, aynı müşteri deneyimini sağlamak için (gecikme perspektifinden bakıldığında), herhangi iki veri arasındaki maksimum mesafe merkezler (kamuya açık bir ağ geçidi aracılığıyla) sınırlandırılmalıdır. Diğer bir husus, gri optik sistemin aynı coğrafi bölgedeki fiziksel olarak farklı veri merkezi binalarını birbirine bağlamak için fazla verimsiz olmasıdır. Bu faktörler göz önünde bulundurulduğunda günümüzün tutarlı platformu DCI uygulamaları için uygun değildir.
PAM4 modülasyon formatı, düşük güç tüketimi, az yer kaplayan ve doğrudan algılama seçenekleri sağlar. Silikon fotonik kullanılarak, entegre bir dijital sinyal işlemcisini (DSP) entegre eden, PAM4 Uygulamaya Özel Entegre Devreye (ASIC) sahip çift taşıyıcılı bir alıcı-verici geliştirildi ve ileri hata düzeltme (FEC). Ve bunu QSFP28 form faktöründe paketleyin. Ortaya çıkananahtarTakılabilir modül, fiber çifti başına 4 Tbps ve 100G başına 4,5 W ile tipik bir DCI bağlantısı üzerinden DWDM aktarımı gerçekleştirebilir.
3.Silikon fotoniği ve CMOS, optik modül geliştirmenin temeli olacak
Yüksek derecede entegre optikler için silikon fotoniklerin ve sinyal işleme için yüksek hızlı silikon tamamlayıcı metal oksit yarı iletkenlerin (CMOS) kombinasyonu, düşük maliyetli, düşük güçlü, değiştirilebilir optik modüllerin gelişiminde rol oynayacaktır.
Son derece entegre silikon fotonik çip, takılabilir modülün kalbidir. İndiyum fosfit ile karşılaştırıldığında silikon CMOS platformu, daha büyük 200 mm ve 300 mm levha boyutlarında levha düzeyinde optiklere girebilir. 1300 nm ve 1500 nm dalga boylarına sahip fotodetektörler standart bir silikon CMOS platformuna germanyum epitaksi eklenerek oluşturulmuştur. Ayrıca, düşük kırılma indeksi kontrastı ve sıcaklığa duyarsız optik bileşenler üretmek için silikon dioksit ve silikon nitrür bazlı bileşenler entegre edilebilir.
Şekil 2'de, silikon fotonik çipin çıkış optik yolu, her dalga boyu için bir tane olmak üzere bir çift yürüyen dalga Mach Zehnder modülatörü (MZM) içerir. İki dalga boyu çıkışı daha sonra entegre bir 2:1 serpiştirici kullanılarak bir çip üzerinde birleştirilir. DWDM çoklayıcı görevi görür. Aynı silikon MZM, farklı sürücü sinyalleriyle hem NRZ hem de PAM4 modülasyon formatlarında kullanılabilir.
Veri merkezi ağlarının bant genişliği gereksinimleri artmaya devam ettikçe Moore Yasası, çiplerin değiştirilmesinde ilerlemeler yapılmasını gerektirmektedir. Bu şunları etkinleştirecektir:anahtarVeyönlendiricibakımı yapılacak platformlaranahtarHer bağlantı noktasının kapasitesini artırırken çip tabanı eşitliği.Yeni nesilanahtar400G'nin her portu için çipler tasarlandı. Yeni nesil optik DCI modüllerini standartlaştırmak ve tedarikçiler için çeşitli bir optik ekosistem oluşturmak amacıyla Optik İnternet Forumunda (OIF) 400ZR adlı bir proje başlatıldı. Bu konsept WDM PAM4'e benzer, ancak 400 Gbps gereksinimlerini destekleyecek şekilde genişletilir.