C114讯 4月7日消息（水易）近日，Inphi光互连首席技术官Radha Nagarajan博士在LightWave上发文预测2019年数据中心的发展的三大趋势。
以下是编译内容：
分布式数据中心将更加普遍
数据中心的建设需要大量的物理空间，包括电力、冷却等大量基础设施，当前构建一个单一的、大型的、连续的数据中变得越来越困难。在土地价格较高的大都市地区以及不同地区的灾备需要，分布式也将更为关键。所以，大带宽DCI互连对于连接这些数据中心至关重要。
.jpg)
图1显示了常用DCI应用场景，包括：
DCI-Campus：这些数据中心一般位于一个地方，例如在园区环境中。距离通常限制在2公里到5公里之间。根据光纤的可用性，在这些距离上还存在CWDM和DWDM链路的重叠。
DCI-Edge：此类别的范围从2公里到120公里不等。这些链路通常具有延迟限制，用于连接区域分布式数据中心。DCI光学技术选项包括直接检测和相干，这两个都是使用DWDM在光纤的C波段(192 THz到196THz窗口)实现。直接检测调制格式是幅度调制的，具有更简单的检测方案，消耗更低的功率，更低的成本，并且在大多数情况下需要外部色散补偿。而对于100 Gbps PAM4，直接检测格式对于DCI-Edge应用是一种经济高效的方法。PAM4调制格式的容量是传统非归零（NRZ）调制格式的两倍。对于下一代400-Gbps（每波长）DCI系统，60-Gbaud，16-QAM相干格式是领先的竞争者。
DCI-Metro/Long Haul：这一类别的光纤距离超出DCI-Edge，地面链路长达3,000公里，海底更长。相干调制格式将用于该类别，并且调制类型对于不同的距离可以是不同的。相干调制格式也是幅度和相位调制，需要本地振荡器激光器进行检测，需要复杂的数字信号处理，消耗更多功率，具有更长的范围，并且比直接检测或NRZ方法更昂贵。
DCI应用将继续发展
在过去的几年里，DCI领域已经成为传统DWDM系统供应商日益关注的焦点。提供软件即服务(SaaS)、平台即服务(PaaS)和基础设施即服务(IaaS)功能的云服务提供商(CSP)的带宽需求不断增长，这推动了光系统连接CSP数据中心网络不同层的交换机和路由器的需求。现如今，这需要以100 Gbps的速度运行，在数据中心内部，可以使用直接连接铜缆（DAC），有源光缆（AOC）或100G“灰光”光学器件来满足这一需求。而对于连接数据中心之间（园区或边缘/城域应用）的链路，直到最近才能获得的唯一选择是基于相干转发器的方法，这些方法是次优的。
随着向100G生态系统的过渡，数据中心网络架构已经从更传统的数据中心模型转变。大多数CSP已融合到分布式区域架构上，以实现所需的规模并提供具有高可用性的云服务。
数据中心区域通常位于大城市附近，人口密度高，以便为最靠近这些区域的最终客户提供最佳服务(就延迟和可用性而言)。区域性架构在CSP之间略有不同，主要由冗余的区域性“网关”或“集线器”组成，这些“网关”或“集线器”与CSP的广域网(WAN)骨干网相连。每个区域网关连接到该区域的每个数据中心，计算/存储服务器和支持结构驻留在这些数据中心中。应用这种架构，如果该地区需要扩大规模，只需采购额外的设施并将它们连接到区域网关。与构建新的大型数据中心相对较高的成本和较长的构建时间相比，这可以实现区域的快速扩展和增长，同时还有一个好处，那就是在给定区域内引入了不同可用性区域(AZs)的概念。
从大型数据中心架构向区域的过渡引入了在选择网关和数据中心设施位置时必须考虑附加约束。例如，为了确保相同的客户体验（从延迟的角度来看），必须限制任意两个数据中心(通过公共网关)之间的最大距离。另一个考虑因素是灰光系统的效率太低，无法将同一地理区域内将不同物理空间的数据中心进行互联。考虑到这些因素，目前的相干平台并不适合DCI应用。
为了解决这一问题，Inphi目前采用PAM4调制格式构思了低功耗，低占用面积，直接检测选项。通过利用硅光子学，开发了具有PAM4专用集成电路（ASIC）的双载波收发器，集成数字信号处理器（DSP）和前向纠错（FEC），并将其封装到QSFP28外形中。由此产生的交换机可插拔模块可以通过典型DCI链路进行DWDM传输，可以做到每个光纤对为4Tbps传输速度，而每100G的功耗仅为4.5W。
硅光子学和CMOS将成为光模块发展核心
高集成度光学元件的硅光子学和用于信号处理的高速硅互补金属氧化物半导体(CMOS)的结合，将在向低成本、低功耗、可插拔的光学模块发展的过程中发挥更大的作用。
高度集成的硅光子芯片是可插拔模块的核心。与磷化铟（InP）相比，硅CMOS平台能够以更大的200毫米和300毫米晶圆尺寸上形成芯片级的光学元件。通过在标准硅CMOS平台上添加锗外延来构建1300nm和1500nm波长的光电探测器。此外，可以集成基于二氧化硅和氮化硅的组件以制造低折射率对比度和温度不敏感的光学组件。
在图2中，硅光子芯片的输出光路包含一对行波Mach Zehnder调制器(MZM)，每个波长一个。然后使用集成的2：1交织器将两个波长输出组合在芯片上，该交织器用作DWDM多路复用器。相同的硅MZM可用于NRZ和PAM4调制格式，具有不同的驱动信号。
随着数据中心网络带宽需求的不断增长，摩尔定律指出，交换硅技术的进步将使交换机和路由器平台能够在增加每个端口容量的同时保持交换机芯片基奇偶校验。下一代交换芯片都是针对400G的每端口功能。 因此，已经开始努力确保光学生态系统的时间表与下一代交换机和路由器的可用性相一致。
为此，光互连论坛(OIF)启动了一个名为400ZR的项目，以标准化下一代光学DCI模块，并创建一个供应商多样化的光学生态系统。这个概念类似于WDM PAM4，但扩展到支持400-Gbps的要求。
对于DCI来说，2019绝对是一个激动人心的一年。当我们在2019年第一季度结束时，我们都很高兴看到今年剩下的时间会带来什么，并期待这些预测成为现实。 
