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2019 में डेटा केंद्रों के बारे में तीन भविष्यवाणियां: सिलिकॉन फोटोनिक्स ऑप्टिकल मॉड्यूल विकास का मूल होगा

July 16, 2019

के बारे में नवीनतम कंपनी की खबर 2019 में डेटा केंद्रों के बारे में तीन भविष्यवाणियां: सिलिकॉन फोटोनिक्स ऑप्टिकल मॉड्यूल विकास का मूल होगा

तीन भविष्यवाणी के बारे में डेटा केंद्र मैंएन 2019: सिलिकॉन फोटोनिक्स मर्जी ई कोर हेऑप्टिकल मॉड्यूल विकास

20190716

 

सारांश: इंफी कॉर्प की डॉ। राधा नागराजन 2018 में प्रौद्योगिकी उद्योग की उपलब्धियों से खुश हैं और 2019 तक लाए गए असीमित संभावनाओं से उत्साहित हैं, जिसमें हाई-स्पीड डेटा सेंटर इंटरकनेक्ट (डीसीआई) बाजार भी शामिल है।डेटा केंद्रों का भौगोलिक विघटन अधिक आम हो जाएगा।डेटा सेंटर बढ़ता रहेगा।सिलिकॉन फोटोनिक्स और सीएमओएस ऑप्टिकल मॉड्यूल विकास का मूल होगा।

 

ICCSZ समाचार।जैसा कि हम सभी जानते हैं कि प्रौद्योगिकी उद्योग ने 2018 में कई असाधारण उपलब्धियां हासिल की हैं, और 2019 में विभिन्न असीम संभावनाएं होंगी, यह एक लंबा समय है।Inphi की मुख्य प्रौद्योगिकी अधिकारी डॉ। राधा नागराजन का मानना ​​है कि प्रौद्योगिकी उद्योग के क्षेत्रों में से एक के रूप में हाई-स्पीड डेटा सेंटर इंटरकनेक्शन (DCI), 2019 में भी बदल जाएगा। यहां तीन चीजें हैं जो वह डेटा सेंटर में होने की उम्मीद करती हैं। साल।

 

1. डेटा केंद्रों की भौगोलिक स्थिति अधिक सामान्य हो जाएगी।

 

डेटा सेंटर की खपत के लिए पर्याप्त भौतिक स्थान समर्थन की आवश्यकता होती है, जिसमें बिजली और शीतलन जैसी बुनियादी सुविधाएं शामिल हैं।डेटा सेंटर का भौगोलिक अपघटन अधिक आम हो जाएगा क्योंकि एकल, बड़े, निरंतर बड़े डेटा केंद्रों का निर्माण करना अधिक से अधिक कठिन हो जाता है।महानगरीय क्षेत्रों में अपघटन प्रमुख है जहां भूमि की कीमतें अधिक हैं।इन डेटा केंद्रों को जोड़ने के लिए उच्च-बैंडविड्थ इंटरकनेक्ट महत्वपूर्ण हैं।

 

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डीसीआई-परिसर: ये डेटा केंद्र अक्सर एक साथ जुड़े होते हैं, जैसे कि परिसर में।दूरियां आमतौर पर 2 किमी और 5 किमी के बीच सीमित होती हैं।फाइबर ऑप्टिक्स की उपलब्धता के आधार पर, दूरियां CWDM और DWDM लिंक को भी ओवरलैप करती हैं।

 

DCI-Edge: इस प्रकार का कनेक्शन 2 किमी से लेकर 120 किमी तक है।ये लिंक मुख्य रूप से क्षेत्र के भीतर वितरित डेटा केंद्रों से जुड़े हैं और आमतौर पर विलंबता सीमाओं के अधीन हैं।डीसीआई ऑप्टिकल प्रौद्योगिकी विकल्पों में प्रत्यक्ष पता लगाना और सुसंगतता शामिल है, दोनों को फाइबर सी-बैंड (192 THz से 196 THz विंडो) में DWDM ट्रांसमिशन प्रारूप का उपयोग करके लागू किया गया है।डायरेक्ट डिटेक्शन मॉड्यूलेशन फॉर्मेट सरलता डिटेक्शन स्कीम के साथ आयाम-मॉड्यूलेटेड है, कम बिजली और कम लागत का उपभोग करता है, और इसे ज्यादातर मामलों में बाहरी फैलाव मुआवजे की आवश्यकता होती है।100 Gbps, 4-स्तरीय पल्स आयाम मॉड्यूलेशन (PAM4) के लिए, डायरेक्ट डिटेक्शन प्रारूप DCI-Edge अनुप्रयोगों के लिए एक लागत प्रभावी तरीका है।PAM4 मॉडुलन प्रारूप की क्षमता पारंपरिक गैर-रिटर्न-टू-शून्य (NRZ) मॉडुलन प्रारूप से दोगुनी है।अगली पीढ़ी के 400-Gbps (प्रति तरंग दैर्ध्य) DCI सिस्टम के लिए, 60-Gbaud, 16-QAM सुसंगत प्रारूप प्रमुख प्रतियोगी हैं।

 

डीसीआई-मेट्रो / लॉन्ग हॉल: डीसीआई-एज से परे ऑप्टिकल फाइबर की यह श्रेणी, 3,000 किलोमीटर जमीन के लिंक और लंबे सीबेड के साथ।इस श्रेणी के लिए एक सुसंगत मॉडुलन प्रारूप का उपयोग किया जाता है, और विभिन्न प्रकारों के लिए मॉड्यूलेशन प्रकार भिन्न हो सकते हैं।सुसंगत मॉडुलन प्रारूप भी आयाम और चरण मॉडुलन है, जिसे स्थानीय थरथरानवाला लेजर द्वारा पता लगाने की आवश्यकता होती है।इसके लिए जटिल डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग की आवश्यकता होती है, अधिक बिजली की खपत होती है, इसकी लंबी सीमा होती है, और प्रत्यक्ष पहचान या एनआरजेड विधियों की तुलना में अधिक महंगा होता है।

 

2. डेटा सेंटर विकसित करना जारी रखेगा।

 

इन डेटा केंद्रों को जोड़ने के लिए हाई-बैंडविड्थ इंटरकनेक्ट महत्वपूर्ण हैं। इस प्रकार, DCI-Campus, DCI-Edge और DCI-Metro / Long Haul डेटा सेंटर बढ़ते रहेंगे।

 

पिछले कुछ वर्षों में, DCI डोमेन पारंपरिक DWDM प्रणाली विक्रेताओं का बढ़ता ध्यान केंद्रित हो गया है। क्लाउड सेवा प्रदाताओं (CSPS) की बैंडविड्थ मांग जो एक सेवा (SaaS) के रूप में सॉफ्टवेयर प्रदान करती है, एक सेवा (PaaS), और बुनियादी ढाँचे के रूप में मंच प्रदान करती है। एक सेवा (IaaS) क्षमताओं के रूप में ऑप्टिकल सिस्टम की मांग बढ़ रही है जो स्विच और राउटर को CSP डेटा सेंटर नेटवर्क की अलग-अलग परतों से नहीं जोड़ते हैं। इसलिए, इसे 100 Gbps पर चलाने की आवश्यकता है, और एक डेटा सेंटर के अंदर, इसके साथ केबल बिछाने की जा सकती है। डायरेक्ट कॉपर केबल (DAC), सक्रिय ऑप्टिकल केबल (AOC) या 100G "ग्रे" ऑप्टिक्स का उपयोग डेटा सेंटर में किया जा सकता है।डेटा सेंटर सुविधाओं (कैंपस या एज / मेट्रोपॉलिटन एप्लिकेशन) के लिंक के लिए, हाल ही में पूर्ण-विशेषताओं, सुसंगत ट्रांसपोंडर-आधारित दृष्टिकोण तक उपलब्ध एकमात्र विकल्प, विधियाँ उप-रूपी हैं।

 

100G पारिस्थितिकी तंत्र में संक्रमण के साथ, डेटा सेंटर नेटवर्क आर्किटेक्चर एक अधिक पारंपरिक डेटा सेंटर मॉडल से स्थानांतरित हो गया है, जहां सभी डेटा सेंटर सुविधाएं एक बड़े "बड़े डेटा सेंटर" पार्क में स्थित हैं।अधिकांश सीएसपी को आवश्यक पैमाने प्राप्त करने और क्लाउड सेवाओं को अत्यधिक उपलब्ध कराने के लिए वितरित क्षेत्रीय आर्किटेक्चर में एकीकृत किया गया है।

डेटा केंद्र क्षेत्र अक्सर इन क्षेत्रों के निकटतम ग्राहकों को समाप्त करने के लिए सर्वोत्तम सेवा (विलंबता और उपलब्धता के संदर्भ में) प्रदान करने के लिए उच्च जनसंख्या घनत्व वाले महानगरीय क्षेत्रों के पास स्थित होते हैं।क्षेत्रीय आर्किटेक्चर CSPs के बीच थोड़ा भिन्न होता है, लेकिन इसमें अनावश्यक क्षेत्रीय "गेटवे" या "हब" होते हैं, जो CSP के वाइड एरिया नेटवर्क (WAN) बैकबोन से जुड़े होते हैं (और पीयर-टू-पीयर, लोकल कंटेंट ट्रांसमिशन या सबिया के लिए उपयोग किए जा सकते हैं) प्रसारण)।प्रत्येक क्षेत्रीय प्रवेश द्वार क्षेत्र के प्रत्येक डेटा सेंटर से जुड़ा होता है, जहां गणना / भंडारण सर्वर और समर्थन संरचनाएं निवास करती हैं।चूंकि इस क्षेत्र का विस्तार करना है, अतिरिक्त सुविधाओं की खरीद और उन्हें क्षेत्रीय प्रवेश द्वार से जोड़ना आसान है।एक नए बड़े डेटा सेंटर के निर्माण की अपेक्षाकृत उच्च लागत और लंबे निर्माण समय की तुलना में, यह किसी क्षेत्र में विभिन्न उपलब्धता क्षेत्रों (AZ) की अवधारणा को शुरू करने के अतिरिक्त लाभों के साथ क्षेत्र के तेजी से विस्तार और विकास की अनुमति देता है।

 

बड़े डेटा सेंटर आर्किटेक्चर से क्षेत्रों में संक्रमण अतिरिक्त बाधाओं का परिचय देता है जिन्हें गेटवे और डेटा सेंटर सुविधा स्थान चुनते समय विचार किया जाना चाहिए।उदाहरण के लिए, एक ही ग्राहक अनुभव (विलंबता के दृष्टिकोण से) को सुनिश्चित करने के लिए, किसी भी दो डेटा केंद्रों (एक सार्वजनिक प्रवेश द्वार के माध्यम से) के बीच अधिकतम दूरी को बाध्य किया जाना चाहिए।एक और विचार यह है कि ग्रे ऑप्टिकल सिस्टम एक ही भौगोलिक क्षेत्र के भीतर भौतिक रूप से विषम डेटा सेंटर भवनों को इंटरकनेक्ट करने के लिए बहुत अक्षम है।इन कारकों को ध्यान में रखते हुए, आज के सुसंगत प्लेटफार्म डीसीआई अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं हैं।

 

PAM4 मॉडुलन प्रारूप कम बिजली की खपत, कम पदचिह्न और प्रत्यक्ष पहचान विकल्प प्रदान करता है।सिलिकॉन फोटोनिक्स का उपयोग करके, डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर (डीएसपी) और फॉरवर्ड एरर करेक्शन (एफईसी) को एकीकृत करते हुए, पीएएम 4 एप्लिकेशन-विशिष्ट एकीकृत सर्किट (एएसआईसी) के साथ एक दोहरे वाहक ट्रांसीवर को विकसित किया गया और इसे क्यूएसएफपी 288 कारक में पैकेजिंग किया गया।परिणामस्वरूप स्विचेबल प्लग करने योग्य मॉड्यूल ठेठ DCI लिंक के माध्यम से DWDM ट्रांसमिशन का प्रदर्शन कर सकता है, प्रत्येक फाइबर जोड़ी 4 Tbps है, और प्रति 100G बिजली की खपत 4.5 W है।

 

3. सिलिकॉन फोटोनिक्स और सीएमओएस ऑप्टिकल मॉड्यूल के विकास का मूल होगा।

 

सिग्नल प्रोसेसिंग के लिए अत्यधिक एकीकृत ऑप्टिकल तत्वों और उच्च गति वाले सिलिकॉन पूरक धातु ऑक्साइड सेमीकंडक्टर (CMOS) के लिए सिलिकॉन फोटोनिक्स का संयोजन कम-लागत, कम-शक्ति, स्विचेबल प्लगेबल ऑप्टिकल मॉड्यूल के विकास में भूमिका निभाएगा।

 

अत्यधिक एकीकृत सिलिकॉन फोटोनिक चिप प्लग करने योग्य मॉड्यूल का मूल है।इंडियम फॉस्फाइड की तुलना में, सिलिकॉन CMOS प्लेटफ़ॉर्म 200 मिमी और 300 मिमी वफ़र आकारों के साथ वेफर-स्तरीय ऑप्टिक्स तक पहुंचने में सक्षम हैं।1300nm और 1500nm के तरंग दैर्ध्य वाले फोटोडेटेक्टरों का निर्माण मानक सिलिकॉन सीएमओएस प्लेटफॉर्म पर जर्मेनियम एपिक्सीकैम को जोड़कर किया गया था।इसके अलावा, सिलिकॉन डाइऑक्साइड और सिलिकॉन नाइट्राइड पर आधारित घटकों को कम अपवर्तक सूचकांक विपरीत और तापमान-असंवेदनशील ऑप्टिकल घटकों का उत्पादन करने के लिए एकीकृत किया जा सकता है।

 

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चित्रा 2 में, सिलिकॉन फोटोनिक चिप के आउटपुट पथ में प्रत्येक तरंग दैर्ध्य के लिए एक यात्रा तरंग माच ज़ेन्डर मॉड्यूलेटर (MZM) की एक जोड़ी होती है।दो तरंग दैर्ध्य आउटपुट को एकीकृत 2: 1 इंटरलेवर का उपयोग करके एक चिप पर जोड़ा जाता है, जिसे DWDM मल्टीप्लेक्सर के रूप में उपयोग किया जाता है।एक ही सिलिकॉन MZM का उपयोग NRZ और PAM4 मॉडुलन प्रारूपों के लिए अलग-अलग ड्राइव सिग्नल के साथ किया जा सकता है।

 

जैसे-जैसे डेटा सेंटर नेटवर्कों की बैंडविड्थ आवश्यकताओं में वृद्धि होती जा रही है, मूर के कानून को स्विचिंग चिप्स की उन्नति की आवश्यकता होती है, जो स्विच और राउटर प्लेटफॉर्म को प्रत्येक पोर्ट की क्षमता को बढ़ाते हुए स्विच चिप बेस समानता को बनाए रखने में सक्षम करेगा।स्विचिंग चिप्स की अगली पीढ़ी 400G प्रति पोर्ट फ़ंक्शन के लिए है।अगली पीढ़ी के ऑप्टिकल DCI मॉड्यूल को मानकीकृत करने और आपूर्तिकर्ता के विविध ऑप्टिकल पारिस्थितिकी तंत्र बनाने के लिए ऑप्टिकल इंटरनेट फोरम (OIF) में 400ZR नामक एक परियोजना शुरू की गई थी।यह अवधारणा WDM PAM4 के समान है, लेकिन 400-Gbps आवश्यकताओं का समर्थन करने के लिए विस्तारित है।

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