ทำความเข้าใจกับการเชื่อมต่อระหว่างศูนย์ข้อมูล

 

ก่อนที่จะเจาะลึกลงไปในความซับซ้อนของเทคโนโลยีออพติคอลมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะกำหนด DCI อย่างครอบคลุม การเชื่อมต่อระหว่างกันของศูนย์ข้อมูลหมายถึงโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายและเทคโนโลยีที่เปิดใช้งานการสื่อสารระหว่างศูนย์ข้อมูลที่แตกต่างกันไม่ว่าจะอยู่ในวิทยาเขตเดียวกันหรือกระจายไปทั่วภูมิภาคทางภูมิศาสตร์ การเชื่อมต่อระหว่างกันนี้อำนวยความสะดวกในการแบ่งปันทรัพยากรการกู้คืนภัยพิบัติการโยกย้ายเวิร์กโหลดและการกระจายเนื้อหา - ฟังก์ชั่นที่สำคัญทั้งหมดในสภาพแวดล้อมการประมวลผลคลาวด์ที่ทันสมัย

 

 

เมื่อเราตรวจสอบสิ่งที่สถาปัตยกรรม DCI ประกอบด้วยเราพบความซับซ้อนหลายชั้น ที่แกนกลางของมัน DCI หมายถึงการสร้างแบนด์วิดธ์ - สูงต่ำ - การเชื่อมต่อเวลาแฝงที่สามารถจัดการกับลักษณะการไหลของข้อมูลขนาดใหญ่ของการใช้งานที่ทันสมัย การเชื่อมต่อเหล่านี้จะต้องรองรับรูปแบบการจราจรที่หลากหลายจากตะวันออก - การจราจรตะวันตกภายในศูนย์ข้อมูลไปทางทิศเหนือ - การจราจรทางใต้ที่เชื่อมต่อผู้ใช้กับบริการ

 

ยิ่งกว่านั้นการใช้พลังงานได้กลายเป็นปัญหาที่สำคัญ ขณะนี้ศูนย์ข้อมูลใช้พลังงานไฟฟ้าทั่วโลกประมาณ 2% โดยมีเครือข่ายการเชื่อมต่อโครงข่ายคิดเป็นส่วนสำคัญของการบริโภคนี้ Optical Interconnects มีประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่เหนือกว่าโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแบนด์วิดท์ - สูงยาว - การเชื่อมต่อระยะทาง การทำความเข้าใจกับการเพิ่มประสิทธิภาพ DCI เกี่ยวกับสิ่งที่มากขึ้นหมายถึงการมุ่งเน้นไปที่พลังงาน - ต่อ - ตัวชี้วัดบิตที่เทคโนโลยีออพติคอลแสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่ชัดเจน

 

 

เทคโนโลยีออปติคัลหลักสำหรับสเกลแนวนอน - ออกสถาปัตยกรรมออก

 

 

 

สิ้นสุด - ถึง - มุมมองสิ้นสุด: การออกแบบเครือข่ายทบทวน

 

การใช้จุดสิ้นสุด - ถึง - มุมมองสิ้นสุดในการเชื่อมต่อระหว่างกันแบบออปติคัลเปิดเผยโอกาสในการเพิ่มประสิทธิภาพที่ไม่ชัดเจนเมื่อดูส่วนประกอบแต่ละตัวแยก วิธีการแบบองค์รวมนี้พิจารณาเส้นทางข้อมูลทั้งหมด - จากเลเยอร์แอปพลิเคชันไปยังเลเยอร์ทางกายภาพ - และปรับให้เหมาะสมในทุกระดับเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพและประสิทธิภาพที่เหนือกว่า

 

 

เทคโนโลยีการสลับออปติคัลขั้นสูง

 

วิวัฒนาการของเทคโนโลยีการสลับออพติคอลแสดงให้เห็นถึงพรมแดนที่สำคัญในการเชื่อมต่อระหว่างศูนย์ข้อมูล ในขณะที่เครือข่ายออปติคัลยุคแรกขึ้นอยู่กับการแปลง Optical - Electrical - การแปลง Optical (OEO) ที่ทุกจุดสวิตช์ทั้งหมดเกิดขึ้นทั้งหมด - เทคโนโลยีการสลับออปติคัลสัญญาว่าจะกำจัดการแปลงเหล่านี้

 

 

สวิตช์ออปติคัลระบบ Microelectromechanical (MEMS) นำเสนอวิธีการหนึ่งวิธีการสลับออปติคัล - ทั้งหมดโดยใช้กระจกขนาดเล็กเพื่อเปลี่ยนสัญญาณออปติคัลโดยไม่ต้องแปลงด้วยไฟฟ้า สวิตช์เหล่านี้สามารถบรรลุเวลาการสลับในช่วงมิลลิวินาทีทำให้เหมาะสำหรับวงจร - แอปพลิเคชันสวิตช์ อย่างไรก็ตามสำหรับแพ็คเก็ต - เครือข่ายสลับที่ครอบงำศูนย์ข้อมูลที่ทันสมัยจำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีการสลับที่เร็วขึ้น

แอมพลิฟายเออร์ออปติคัลเซมิคอนดักเตอร์ (SOAs) และอุปกรณ์ออพติคอลแบบไม่เชิงเส้นอื่น ๆ เปิดใช้งาน nanosecond - การสลับออปติคัลมาตราส่วนเข้าใกล้ความเร็วที่จำเป็นสำหรับการสลับแพ็กเก็ต เมื่อเราตรวจสอบสิ่งที่วิวัฒนาการ DCI มุ่งหน้าไปยังสวิตช์ออปติคัลอัลตร้า - เหล่านี้มีความสำคัญมากขึ้นเรื่อย ๆ สำหรับการบรรลุระดับประสิทธิภาพที่ต้องการโดยแอปพลิเคชันที่เกิดขึ้นใหม่เช่นจริง - การอนุมาน AI และการคำนวณควอนตัมแบบกระจาย

 

การประมวลผลสัญญาณดิจิตอล (DSP) มีบทบาทสำคัญในระบบออพติคอลที่สอดคล้องกันทำให้เกิดรูปแบบการปรับที่ซับซ้อนเช่น 64 - QAM และการสร้างกลุ่มดาวที่น่าจะเป็น เทคนิคการมอดูเลตขั้นสูงเหล่านี้ช่วยให้ศูนย์ข้อมูลบีบบิตมากขึ้นต่อสัญลักษณ์เพิ่มแบนด์วิดท์ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ต้องใช้โครงสร้างพื้นฐานของเส้นใยเพิ่มเติม ในขณะที่เรากำหนดความสามารถของ DCI สำหรับเครือข่ายในอนาคตเทคโนโลยีที่เชื่อมโยงกันปรากฏขึ้นเป็นส่วนประกอบที่สำคัญมากขึ้นสำหรับการบรรลุความเร็วการเชื่อมต่อหลายขั้ว

 

 

การรวมโทนิค: เส้นทางสู่ความสามารถในการปรับขนาด

 

ความสามารถในการปรับขนาดของโซลูชันการเชื่อมต่อระหว่างกันแบบออปติคัลขึ้นอยู่กับความก้าวหน้าในการรวมโทนิค เช่นเดียวกับการรวมอิเล็กทรอนิกส์ที่เปิดใช้งานการปฏิวัติเซมิคอนดักเตอร์การรวมโฟโตนิกสัญญาว่าจะเปลี่ยนเครือข่ายออพติคอลโดยการลดต้นทุนการปรับปรุงความน่าเชื่อถือและเปิดใช้งานฟังก์ชั่นใหม่

 

โฟโตนิกวงจรรวม (PICS) รวมฟังก์ชั่นออปติคัลหลายฟังก์ชั่น - แหล่งที่มาตัวโมดูเลเตอร์สวิตช์และเครื่องตรวจจับ - บนชิปเดียว การรวมนี้ไม่เพียง แต่ช่วยลดรอยเท้าทางกายภาพของระบบออพติคอลเท่านั้น แต่ยังช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพโดยการลดการสูญเสียและการสะท้อนที่เกี่ยวข้องกับส่วนประกอบส่วนประกอบที่ไม่ต่อเนื่อง การทำความเข้าใจความสามารถในการปรับขนาด DCI เกี่ยวกับสิ่งที่มากขึ้นหมายถึงการมุ่งเน้นไปที่ความหนาแน่นของการรวมและการทำงานของภาพ

 

 

แพลตฟอร์มวัสดุที่แตกต่างกันมีข้อได้เปรียบต่าง ๆ สำหรับการรวมโทนิค Silicon Photonics ใช้ประโยชน์จากกระบวนการ CMOs ที่เป็นผู้ใหญ่ แต่ต้องเผชิญกับความท้าทายด้วยแหล่งกำเนิดแสง III - V เซมิคอนดักเตอร์เช่นเมียมฟอสเฟตเปิดใช้งานเลเซอร์แบบบูรณาการ แต่มีค่าใช้จ่ายสูงกว่า แนวทางการรวมไฮบริดรวมคุณสมบัติที่ดีที่สุดของวัสดุที่แตกต่างกันเป็นตัวแทนเส้นทางที่มีแนวโน้มไปข้างหน้า DCI หมายถึงการใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีที่หลากหลายเหล่านี้อย่างเหมาะสมเพื่อตอบสนองความต้องการของแอปพลิเคชันเฉพาะ

 

 

การจำลองเสมือนเครือข่ายและซอฟต์แวร์ - เครือข่ายออปติคัลที่กำหนดไว้

 

ซอฟต์แวร์ - กระบวนทัศน์เครือข่ายที่กำหนด (SDN) ซึ่งแยกระนาบควบคุมออกจากระนาบข้อมูลขยายตามธรรมชาติไปยังเครือข่ายแสง ซอฟต์แวร์ - เครือข่ายออพติคอลที่กำหนด (SDONS) เปิดใช้งานการควบคุมแบบไดนามิกและโปรแกรมได้ของทรัพยากรออปติคัลทำให้ศูนย์ข้อมูลสามารถปรับเปลี่ยนรูปแบบการจราจรและข้อกำหนดของแอปพลิเคชันได้อย่างรวดเร็ว

 

ฟังก์ชั่นเครือข่ายการจำลองเสมือน (NFV) เติมเต็ม SDN โดยการเปิดใช้งานฟังก์ชั่นเครือข่ายที่ใช้ในฮาร์ดแวร์แบบดั้งเดิมเพื่อทำงานเป็นซอฟต์แวร์บนเซิร์ฟเวอร์สินค้าโภคภัณฑ์ ในบริบทของเครือข่ายออพติคอลซึ่งอาจรวมถึงสวิตช์ออปติคัลเสมือนจริง transponders เสมือนจริงและแม้แต่แอมพลิฟายเออร์ออปติคัลเสมือนจริงที่นำมาใช้ผ่านการประมวลผลสัญญาณดิจิตอล

 

 

การรวมกันของ SDN และ NFV ในเครือข่ายออพติคอลช่วยให้โมเดลการปฏิบัติงานใหม่สำหรับศูนย์ข้อมูล การแบ่งเครือข่ายซึ่งเครือข่ายเสมือนจริงหลายเครือข่ายใช้โครงสร้างพื้นฐานทางกายภาพเดียวกันกลายเป็นไปได้ด้วยระบบออพติคอลที่ตั้งโปรแกรมได้ ความสามารถนี้มีค่าเป็นพิเศษสำหรับศูนย์ข้อมูลผู้เช่าหลายตัว - และการปรับใช้การคำนวณขอบ เมื่อเราตรวจสอบความยืดหยุ่นของ DCI เกี่ยวกับอะไรซอฟต์แวร์ - วิธีการที่กำหนดไว้จะกลายเป็นตัวเปิดที่สำคัญ