데이터 센터 상호 연결 이해

 

광학 기술의 복잡성을 탐구하기 전에 DCI를 포괄적으로 정의하는 것이 필수적입니다. 데이터 센터 상호 연결은 동일한 캠퍼스에 있거나 지리적 지역에 배포 된 다른 데이터 센터 간의 통신을 가능하게하는 네트워킹 인프라 및 기술을 말합니다. 이 상호 연결은 자원 공유, 재해 복구, 워크로드 마이그레이션 및 컨텐츠 배포 - 최신 클라우드 컴퓨팅 환경의 모든 중요한 기능을 용이하게합니다.

 

 

DCI 아키텍처가 구성된 내용을 조사 할 때 여러 층의 복잡성을 찾습니다. 핵심적으로 DCI는 최신 애플리케이션의 대규모 데이터 흐름 특성을 처리 할 수있는 높은 - 대역폭을 설정하는 것을 의미합니다. 이러한 연결은 동쪽 - 데이터 센터 내 서쪽 트래픽에서 북쪽으로 - 남쪽 트래픽을 서비스에 연결하는 다양한 트래픽 패턴을 지원해야합니다.

 

또한 전력 소비는 중요한 관심사로 등장했습니다. 데이터 센터는 이제 전 세계 전기의 약 2%를 소비하며, 상호 연결 네트워크는이 소비의 상당 부분을 차지합니다. 광학 상호 연결은 특히 높은 - 대역폭, 긴 - 거리 연결에 대해 우수한 에너지 효율을 제공합니다. 광학 기술이 명확한 이점을 보여주는 - 비트 메트릭에 따라 전력 -에 중점을 둔 DCI 최적화가 점점 더 중점을 두는 것을 의미합니다.

 

 

수평 스케일 - 아키텍처에 대한 핵심 광학 기술

 

 

 

끝 - ~ - end perspective : 네트워크 설계를 다시 생각합니다

 

광학 상호 연결에 대한 끝 -을 -에 채택하면 개별 구성 요소를 분리 할 때 명백하지 않은 최적화 기회가 나타납니다. 이 전체적인 접근 방식은 응용 프로그램 계층에서 물리적 계층 -까지 전체 데이터 경로 -을 고려하고 모든 수준에서 최적화하여 우수한 성능과 효율성을 달성합니다.

 

 

고급 광학 스위칭 기술

 

광학 스위칭 기술의 진화는 데이터 센터 상호 연결의 중요한 프론티어를 나타냅니다. 초기 광학 네트워크는 모든 스위칭 지점에서 광학 - 전기 - 광학 (OEO) 변환에 의존했지만, 모든 - 광학 스위칭 기술은 이러한 변환을 제거하여 대기 시간 및 전력 소비를 줄일 것을 약속합니다.

 

 

MEMS (Microelectromechanical Systems) 광학 스위치는 전기 변환없이 광학 신호를 방향 전환하기 위해 작은 미러를 사용하여 모든 - 광학 스위칭에 대한 하나의 접근법을 제공합니다. 이 스위치는 밀리 초 범위에서 스위칭 시간을 달성 할 수있어 회로 - 스위치 응용 프로그램에 적합합니다. 그러나 Packet -의 경우 최신 데이터 센터를 지배하는 스위치 네트워크의 경우 더 빠른 스위칭 기술이 필요합니다.

반도체 광학 증폭기 (SOA) 및 기타 비선형 광학 장치는 나노 초 - 스케일 광학 스위칭을 가능하게하여 패킷 스위칭에 필요한 속도에 접근합니다. 우리가 DCI 진화가 무엇인지 조사 할 때, 이러한 Ultra - 빠른 광학 스위치는 실제 - Time 추론 및 분산 양자 컴퓨팅과 같은 새로운 응용 프로그램에 의해 요구되는 성능 수준을 달성하는 데 점점 더 중요 해 보입니다.

 

디지털 신호 처리 (DSP)는 일관된 광학 시스템에서 중요한 역할을하며 64 - QAM과 같은 정교한 변조 형식을 가능하게합니다. 이러한 고급 변조 기술을 통해 데이터 센터는 기호 당 더 많은 비트를 짜낼 수 있으며 추가 섬유 인프라가 필요하지 않고 효과적으로 대역폭을 증가시킵니다. 향후 네트워크에 대한 DCI 기능을 정의함에 따라 Coherent Technologies는 다중 테이블 상호 연결 속도를 달성하기위한 필수 구성 요소로 점점 더 많이 나타납니다.

 

 

광자 통합 : 확장 성으로가는 길

 

광학 상호 연결 솔루션의 확장 성은 광자 통합의 발전에 크게 의존합니다. 전자 통합이 반도체 혁명을 가능하게하는 것처럼 Photonic Integration은 비용을 줄이고 신뢰성을 향상 시키며 새로운 기능을 가능하게하여 광학 네트워킹을 변화시킬 것을 약속합니다.

 

PICS (Photonic Integrated Circuits)는 단일 칩의 여러 광학 함수 - 소스, 변조기, 스위치 및 탐지기 -을 결합합니다. 이 통합은 광학 시스템의 물리적 발자국을 줄일뿐만 아니라 이산 구성 요소 인터페이스와 관련된 손실 및 반사를 최소화하여 성능을 향상시킵니다. DCI 확장 성이 무엇인지 이해하는 것은 PIC의 통합 밀도 및 기능에 초점을 맞추는 것을 의미합니다.

 

 

다양한 재료 플랫폼은 광자 통합을위한 다양한 장점을 제공합니다. Silicon Photonics는 성숙한 CMOS 프로세스를 활용하지만 광원과의 과제에 직면합니다. III - v 인듐 포스 파이트와 같은 반도체는 통합 레이저를 가능하게하지만 더 높은 비용으로. 다양한 재료의 최상의 기능을 결합한 하이브리드 통합 접근법은 유망한 경로를 나타냅니다. DCI는 이러한 다양한 기술을 특정 응용 프로그램 요구 사항을 충족시키기 위해 최적으로 활용하는 것을 의미합니다.

 

 

네트워크 가상화 및 소프트웨어 - 정의 된 광 네트워크

 

제어 평면을 데이터 평면과 분리하는 소프트웨어 - 정의 네트워킹 (SDN) 패러다임은 자연스럽게 광학 네트워크로 확장됩니다. 소프트웨어 - 정의 된 광학 네트워크 (SDONS)는 광학 자원의 동적이고 프로그래밍 가능한 제어를 활성화하여 데이터 센터가 변화하는 트래픽 패턴 및 응용 프로그램 요구 사항에 빠르게 적응할 수 있도록합니다.

 

NFV (Network Function Virtualization)는 하드웨어에서 전통적으로 구현 된 네트워크 기능을 사용하여 상품 서버에서 소프트웨어로 실행할 수 있도록 SDN을 보완합니다. 광학 네트워크의 맥락에서 여기에는 가상 광학 스위치, 가상 트랜스 폰더 및 디지털 신호 처리를 통해 구현 된 가상 광학 증폭기가 포함될 수 있습니다.

 

 

광학 네트워크에서 SDN과 NFV의 조합은 데이터 센터의 새로운 운영 모델을 가능하게합니다. 여러 가상 네트워크가 동일한 물리적 인프라를 공유하는 네트워크 슬라이스는 프로그래밍 가능한 광학 시스템과 함께 실현 가능해집니다. 이 기능은 특히 멀티 - 테넌트 데이터 센터 및 에지 컴퓨팅 배포에 유용합니다. DCI 유연성이 무엇인지 조사 할 때 소프트웨어 - 정의 된 접근 방식이 주요 인 에이 블러로 나타납니다.