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Tres predicciones sobre centros de datos en 2019: El photonics del silicio será la base del desarrollo óptico del módulo

July 16, 2019

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Tres predicciones sobre centros de datos en 2019: El photonics del silicio será la base del desarrollo óptico del módulo

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Resumen: El Dr. Radha Nagarajan de Inphi Corp está satisfecho con los logros de la industria de la tecnología en 2018 y excitado sobre las posibilidades ilimitadas traídas en 2019, incluyendo el mercado de alta velocidad de la interconexión del centro de datos (DCI). La descomposición geográfica de centros de datos llegará a ser más común. El centro de datos continuará creciendo. El photonics del silicio y el Cmos serán la base del desarrollo óptico del módulo.

 

Noticias de ICCSZ. Pues todos sabidos que la industria de la tecnología ha hecho muchos logros extraordinarios en 2018, y allí seremos diversas posibilidades infinitas en 2019, ha sido el venir del tiempo largo. El Dr. Radha Nagarajan, principal oficial de la tecnología de Inphi, cree que la interconexión de alta velocidad del centro de datos (DCI) pues uno de los sectores industriales de la tecnología, también cambiará en 2019. Aquí están tres cosas que él espera suceder en el centro de datos este año.

 

1. La descomposición geográfica de centros de datos se convertirá en más campo común.

 

El consumo del centro de datos requiere la ayuda sustancial del espacio físico, incluyendo la infraestructura tal como poder y enfriamiento. La descomposición geográfica del centro de datos llegará a ser tan más común que llega a ser cada vez más difícil construir centros de datos grandes solos, grandes, continuos. La descomposición es llave en zonas metropolitanas donde están altos los precios de tierra. El alto ancho de banda interconecta es crítico a conectar estos centros de datos.

 

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DCI-campus: Estos centros de datos están conectados a menudo juntos, por ejemplo en campus. Las distancias son generalmente limitadas entre a los 2km y a los 5km. Dependiendo de la disponibilidad de fibras ópticas, las distancias también coinciden los vínculos de CWDM y de DWDM.

 

DCI-borde: Este tipo de gamas de la conexión a partir de 2 kilómetros a 120 kilómetros. Estos vínculos están conectados principalmente con los centros de datos distribuidos dentro del área y están generalmente conforme a limitaciones del estado latente. Las opciones ópticas de la tecnología de DCI incluyen la detección y la coherencia directas, se ejecutan usando el formato de transmisión de DWDM en la C-banda de la fibra (192 THz a la ventana de 196 THz). El formato directo de la modulación de la detección amplitud-se modula con un esquema más simple de la detección, consume un poder más bajo, y costos más bajos, y requiere la remuneración externa de la dispersión en la mayoría de los casos. Para 100 Gbps, la modulación de amplitud llana de pulso 4 (PAM4), el formato directo de la detección es un método rentable para los usos del DCI-borde. La capacidad del formato de la modulación PAM4 es dos veces la del formato tradicional de la modulación del sin retorno a cero (NRZ). Para la siguiente generación de sistemas de 400-Gbps (por longitud de onda) DCI, 60-Gbaud, formatos coherentes 16-QAM son competidores principales.

 

DCI-metro/largo trayecto: Esta categoría de fibra óptica más allá del DCI-borde, con 3.000 kilómetros de vínculos de la tierra y de fondos del mar más largos. Un formato coherente de la modulación se utiliza para esta categoría, y el tipo de la modulación puede ser diferente para diversas distancias. El formato coherente de la modulación es también la modulación de amplitud y de fase, que requiere la detección por un laser del oscilador local. Necesita procesamiento de señales digitales complejo, consume más poder, tiene un de más alcance, y es más costoso que la detección directa o métodos de NRZ.

 

2. Data Center continuará convirtiéndose.

 

El alto ancho de banda interconecta es crítico a conectar estos centros de datos. Así, el DCI-campus, el DCI-borde y el DCI-metro/los centros de datos de larga distancia continuarán creciendo.

 

En los últimos años, el ámbito de DCI se ha convertido en el foco cada vez mayor de los vendedores de sistema tradicionales de DWDM. Creciendo ancho de banda demanda de nube los proveedores de servicios (CSPS) que proporciona software como servicio (SaaS), la plataforma como servicio (PaaS), y la infraestructura como capacidades de un servicio (IaaS) está conduciendo la demanda para los sistemas ópticos que conectan los interruptores y a los routeres ningunas diversas capas de la red del centro de datos de CSP. Hoy, esto necesita al funcionamiento en 100 Gbps, y dentro de un centro de datos, puede telegrafiar con el cable de cobre directo (DAC), el cable óptico activo (AOC) o la óptica “gris” 100G se puede utilizar en centro de datos. Para los vínculos de las instalaciones del centro de datos (campus o borde/los usos metropolitanos), la única opción disponible hasta hace poco tiempo era acercamiento transpondor-basado completamente equipado, coherente, los métodos es subóptima.

 

Con la transición al ecosistema 100G, la arquitectura de red del centro de datos ha desplazado de un modelo más tradicional del centro de datos, donde todas las instalaciones del centro de datos están situadas en un solo parque grande del “centro de datos grande”. La mayoría del CSPs se ha integrado en arquitecturas regionales distribuidas para alcanzar la escala requerida y para proporcionar los servicios de la nube altamente disponibles.

Las áreas del centro de datos están situadas a menudo cerca de zonas metropolitanas con altas densidades demográficas para proporcionar el mejor servicio (en términos de estado latente y disponibilidad) para terminar a los clientes más cercanos a estas áreas. La arquitectura regional diferencia levemente entre CSPs, pero consiste en las “entradas regionales redundantes” o los “ejes” que están conectados con la espina dorsal de la red de área extensa (WAN) del CSP (y puede ser utilizado para la transmisión contenta entre iguales, local o la transmisión submarina). Cada entrada regional está conectada con cada centro de datos en la región, donde residen los servidores del cálculo/del almacenamiento y las estructuras de la ayuda. Pues el área necesita ampliarse, la compra de instalaciones adicionales y conectarlas con la entrada regional es fácil. Comparado al coste relativamente alto y a la época de construcción larga de construir un nuevo centro de datos grande, esto permite la extensión y el crecimiento rápidos del área, con las ventajas añadidas de introducir el concepto de diversas zonas de la disponibilidad (AZ) dentro de un área dada.

 

La transición de arquitecturas grandes del centro de datos a las regiones introduce los apremios adicionales que deben ser considerados al elegir una ubicación de la instalación de la entrada y del centro de datos. Por ejemplo, para asegurar la misma experiencia del cliente (de perspectiva del estado latente), la distancia máxima entre cualquier dos centros de datos (a través de una entrada pública) debe ser limitada. Otra consideración es que el sistema óptico gris es demasiado ineficaz interconectar edificios físicamente dispares del centro de datos dentro de la misma área geográfica. Con estos factores en mente, las plataformas coherentes de hoy no son convenientes para los usos de DCI.

 

El formato de la modulación PAM4 proporciona el bajo consumo de energía, la huella baja, y opciones directas de la detección. Usando photonics del silicio, un transmisor-receptor del dual-portador con el circuito integrado específico a la aplicación PAM4 (ASIC) el procesador de la señal numérica fue desarrollado, de la integración (DSP) y la corrección de error delantero (FEC), y empaquetado de ella en el factor de forma QSFP28. El módulo enchufable cambiable resultante puede realizar la transmisión de DWDM con vínculo típico de DCI, cada par de la fibra es 4 Tbps, y el consumo de energía por 100G es 4,5 W.

 

3. El silicio Photonics y Cmos será la base del desarrollo de módulos ópticos.

 

La combinación de photonics del silicio para los elementos ópticos altamente integrados y el semiconductor de óxido de metal complementario de alta velocidad del silicio (Cmos) para el tratamiento de señales desempeñará un papel en la evolución de los módulos ópticos enchufables baratos, de baja potencia, cambiables.

 

El microprocesador fotónico del silicio altamente integrado es la base del módulo enchufable. Comparado al fosfuro de indio, las plataformas del silicio Cmos pueden tener acceso a la óptica del oblea-nivel con tamaños de la oblea de 200 milímetros más grandes y de 300 milímetros. Los fotodetectores con longitudes de onda de 1300nm y de 1500nm fueron construidos añadiendo epitaxia del germanio en la plataforma estándar del silicio Cmos. Además, los componentes basados en el dióxido de silicio y el nitruro de silicio se pueden integrar para producir contraste bajo del índice de refracción y componentes ópticos temperatura-insensibles.

 

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En el cuadro 2, la ruta de acceso de los resultados del microprocesador fotónico del silicio contiene a un par de los moduladores de Zehnder del Mach de la onda que viaja (MZM), uno para cada longitud de onda. Las dos salidas de la longitud de onda se combinan en un microprocesador usando 2 integrados: 1 interleaver, que se utiliza como multiplexor de DWDM. El mismo MZM del silicio se puede utilizar para los formatos de la modulación NRZ y PAM4 con diversas señales de impulsión.

 

A medida que los requisitos del ancho de banda de las redes del centro de datos continúan creciendo, la ley de Moore requiere el adelanto de los microprocesadores que cambian, que permitirán a las plataformas del interruptor y del router mantener para cambiar paridad de la base del microprocesador mientras que aumentan la capacidad de cada puerto. La siguiente generación de microprocesadores que cambian está para 400G por la función portuaria. Un proyecto llamado 400ZR fue puesto en marcha en el foro óptico de Internet (OIF) para estandardizar la siguiente generación de módulos ópticos de DCI y para crear el ecosistema óptico diverso del proveedor. Este concepto es similar a WDM PAM4, pero extendido para apoyar los requisitos 400-Gbps.

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