تستخدم الوحدات البصرية القابلة للتوصيل (المعروفة أيضًا باسم أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية) على نطاق واسع الآن في مراكز البيانات أو الحرم الجامعي أو المقر الرئيسي لمزود الخدمة.
من المتوقع أن يصل إجمالي حركة مرور مركز البيانات (جميع حركة المرور داخل وخارج مركز البيانات) إلى ما يقرب من 20 Z بايت في السنة بحلول عام 2021 ، ارتفاعًا من 7 Z بايت في عام 2016. وستنمو حركة مرور مركز البيانات حول العالم بمعدل سنوي مركب قدره 25 ستنمو النسبة المئوية وحركة مرور البيانات السحابية بمعدل سنوي مركب يبلغ 27٪. من عام 2016 إلى عام 2021 ، بلغ معدل النمو 3.3 مرة.
ما يدفع النمو في حركة المرور هو النمو في معدلات الاتصال ، كما رأينا ، من 10G إلى 40G ، ثم إلى 100G والآن إلى 400G. تم نشر الوحدة الضوئية القابلة للتوصيل 100G الآن لتطبيقات مركز البيانات على نطاق واسع ، ومن المخطط ترقية إلى 400G ، حيث يتم دعم منافذ جهاز التوجيه / المحول لـ 400G.
النمو في حركة المرور" ؛ داخل مركز البيانات" ؛ تسريع الطلب على معدات الشبكات من الجيل التالي لدعم كثافة المنافذ الأعلى وسرعات الشحن الأسرع. وستسهل هذه الأجهزة بدورها النشر الجماعي للوحدات الضوئية عالية السرعة لتوصيل الطبقات المختلفة من أجهزة الشبكة.
مع ارتفاع معدلات منفذ التوجيه / التبديل ، انخفضت تكلفة البت بشكل مطرد بسبب التقدم في الرقائق (ASICS) ، وما زلنا نستفيد من قانون Moore&في هذا الصدد. ومع ذلك ، على الرغم من أن التكلفة لكل بت من الوحدات البصرية القابلة للتوصيل قد انخفضت أيضًا ، إلا أنها لم تنخفض بنفس سرعة تكاليف جهاز التوجيه / التبديل.
ونتيجة لذلك ، مع زيادة معدل البتات ، تمثل الوحدة الضوئية القابلة للتوصيل نسبة كبيرة من إجمالي تكلفة الأجهزة. على سبيل المثال ، بمعدلات 10G ، تمثل الوحدات البصرية حوالي 10 ٪ من إجمالي تكلفة أجهزة شبكة مركز البيانات. عندما قمنا بالترقية إلى 400G ، شكلت الوحدة الضوئية أكثر من 50 ٪ من إجمالي تكلفة الأجهزة.
مع زيادة معدل الوحدة الضوئية ، يزداد أيضًا تعقيد تصميم وتصنيع الوحدة البصرية القابلة للتوصيل. في البداية في 100G ، أدى هذا إلى وحدات بصرية قابلة للتوصيل متخلفة عن جهاز التوجيه / التبديل ASICS من حيث التوفر وتأخير ترقيات معدل الشبكة بشكل عام لتلبية متطلبات النطاق الترددي العالي.
وتتعلق الاتجاهات المستقبلية في مراكز البيانات بأداء توجيه جهاز التوجيه وأداء ASIC. سيستمر أداء ASIC في النمو من 10 تيرابايت إلى 25 تيرابايت إلى 51 تيرابايت وما فوق ، الأمر الذي يتطلب زيادة مقابلة في معدل الإشارات الكهربائية لكل دبوس I / O (الإدخال / الإخراج) في ASIC. سيزداد معدل الإشارة الكهربائية من 25 جيجابت / ثانية الحالية إلى 50 جيجابت / ثانية إلى 100 جيجابت / ثانية لدعم السعة الإجمالية لمدخلات / مخرجات ASIC. في كل مرة يزيد هذا المعدل من التحدي المتمثل في نقل الإشارات الكهربائية من بطاقة الكبل إلى لوحة الموجه / التبديل بشكل كبير.
لمواجهة هذا التحدي ، ستبدأ الصناعة في مرحلة ما في الاعتماد على الإشارات الضوئية بدلاً من الإشارات الكهربائية ، حتى إذا كان الإرسال على بعد بضع بوصات فقط من داخل بطاقة التبديل. لذلك ، فإن التغليف المشترك للوحدة الضوئية والشريحة أمر حتمي في المستقبل. بهذه الطريقة فقط يمكن ضمان الابتكار المستمر في التوجيه والتحويل.
لا تزال صناعة التكنولوجيا الضوئية تعتمد بشكل كبير على"؛ قائمة بذاتها"؛ التجميعات التي تنطوي على اختبار مرهق وعملية التجميع. إذا تمت مقارنتنا بصناعة أشباه الموصلات (في صناعة أشباه الموصلات ، يتم دمج الوظائف المعقدة للغاية بمساعدة العمليات المؤتمتة للغاية في الشريحة (ASIC) ، فهذه العمليات الآلية ، مع اعتماد قليل أو معدوم على التفاعل بين الإنسان والحاسوب) ، يمكننا التفكير في استخدام العملية المؤتمتة للتعامل مع" ؛ الإشارة ،" ؛ بدلاً من" ؛ الإشارات الكهربائية" ؛ في عملية أشباه الموصلات. أمل الضوئيات السيليكونية هو استخدام العمليات في صناعة أشباه الموصلات لأتمتة تصنيع الوحدات البصرية بشكل كامل.
وخلاصة القول ، تعتمد مراكز البيانات الآن بشكل كبير على الوحدات البصرية لتطبيقات المسافات القصيرة جدًا (GG lt؛ 10m). تعد الوحدة الضوئية 100G هي التكنولوجيا السائدة في مراكز بيانات&اليوم ، ومن المتوقع أن تنتقل إلى 400G وسرعات أعلى في المستقبل.
نظرًا لاستمرار تكاليف منافذ التوجيه / التحويل في الاستفادة من تقدم صناعة الرقائق ، فإن الوحدة الضوئية تحتل الآن نسبة كبيرة من التكلفة الإجمالية ، وبالتالي فإن cisco ستعمل على الوحدة الضوئية باعتبارها بحثًا وتطويرًا تكنولوجيًا مهمًا ، مع الرقاقة لضمان أننا قادرون على مواكبة وتيرة تطوير أداء الرقائق ، لتعزيز التقدم في التكلفة والأداء.
نحن نعلم أنه بمرور الوقت ، سوف نحتاج إلى دمج وحدات الشرائح والوحدات البصرية للتوسع المستمر في أداء المحولات وأجهزة التوجيه. ستواصل Cisco الاستثمار في الشرائح والوحدات البصرية لضمان قدرتنا على تقديم حلول لتلبية عملائنا&# 39 ؛ تزايد الطلب على تحسينات الأداء.
