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公司博客

硅光子转折点–不是“会否”,而是“何时”

如今,关于数据中心行业的硅光子传闻沸沸扬扬。这些传闻是关于什么的?云计算、移动数据、视频直播和物联网推动了持续增长的数字世界。预计到2016年末,超过多于6泽字节(等同2500亿张DVD的容量)的数据将流经数据中心,这个数字将在在2020年翻倍。此外,网络的带宽每2~3年就会翻倍,这意味着连接数量和每条连接的数据容量都在翻倍—由10G正在变为25G,40G端口正在进化为100G端口。

数据中心内的数据传输(在服务器、交换器和储存之间)需要广泛使用光学传输以跟上储存和计算的需求增长。铜线和光纤技术在数字信号传播上无法满足摩尔定律的要求。

长时间以来,光子产业一直在混合硅技术方面努力,例如磷化铟、矽鍺。再看看现在,传统CMOS铸造厂已经可以成功地制造光子IC和光学原件,无需特殊加工步骤和额外花费。镭射技术也给不同的纤维技术带来了进化(SMF和MMF),并支持了多波长在1550模式和1310的模式的操作。

 Silicon Photonics Inflection Point - It’s Not ‘If,’ It’s ‘When’

 

对于数据中心,这种长距离且基于纤维的连接提供了克服铜线百米限制的动量。光学连接做到数据中心内部内长达2000米,以及数据中心外部长达80km千米的距离。最后,技术分析映射了基于SiPh模块、镭射、纤维部署的巨大进步巨大进步,加上两大市场(Datacom与Telecom)带来的动力,使得这一切正在创造新的市场:数据中心内连接、都会区、内容传递网络(CDN)和基站前端牵引市场。

得益于云数据中心流量的快速增长,以及和光学传输网络向400G的转移,云数据中心巨头声称他们明年将消耗世界上3/4的光学仪器。这意味着2017年初,SiPh的100G端口将上升到数百万的级别。

Intel 's View on Silicon Photonics deployments: Intel Data Center Day-Aug 2015

        此外,服务器以每年120万台的数量爆炸式地增长。同时,机架间,机架到交换器、交换器间的连接正转化为光纤连接,以满足大功率数据中心和低总成本(TCO)的网络带宽。

这使我对于光学器件,包括PSM4、QSFP56,以及CFP4型模块。Datacom和Telecom正在建立数据中心内连接(DCI)、中心区、内容交付网络和基站前端牵引的新市场。

SiPh技术的进步是数据中心速度的基础。近期的Cisco VNI update预测,DCI到DCI之间的数据流量占整个数据中心的1/7 。这意味着不久后,DCI之间和中心区 连接将会热烈的需求100G的带宽和密集连接。所有这些因素都指向了SiPh芯片,它既可以降低功耗和成本,还同时改进了带宽和容量。中心区与CDN网络将成为硅光子技术进步的出色推动力。

Global Data Center Traffic by Destination, 2019

摘自:思科国际云索引 : 2014–2019

内容供应商,网络运营商和内容交付网络正在经历视频直播、总体宽带连接和回传网络推动的巨大增长。对带宽永无止境的需求正驱使视频直播网络寻求数千亿字节的SiPh方案。特别是在长距离上,传输网络将迎来数千亿字节的数据传输率,400G甚至高达1.2 TB的转发器,以及多路复用转发器传输线路卡。许多光学仪器公司已开始展示在该领域的200G的方案,为光学部件供应商、模块制造商和硅光子芯片制造商创造了极大的机遇。

硅光子的上升渠道来自新的5G手机通信系统技术。真正的问题是:为什么5G是硅子光学的转折点?无线基建专家声称5G是万能的技术,比起LTE技术,它将支持10G/秒的带宽、1000倍的容量、低至1毫秒的回路延迟。顶尖基建供应商如Ericsson, Nokia 和 Huawei正激励训在满足最低总成本带宽需求下5G计划的结构。关键趋势包括大型阵列天线,毫米波通信,以及许多实地(小单元)部署的远端无线电单元(RRH)。前端牵引连接中,所有的远端单元都连接到了中心射频连接网络(CRAN),起到超级基站(虚拟)的作用。由于基站之间的独立性和以公里计的距离,他们需求高速和稳定的连接网络。OTN基础的硅光子连接网络应运而生,当5G的应用步入正轨,基建的将呈爆炸式增长,仅仅在中国就将拥有数百万的硅光子端口和容量。实际上,5G距离我们还很遥远,在2018年,甚至2020年之前并不会到来。可是很明显5G前端牵引结构将推动对多种硅光子模块和芯片组的需求。

现实生活网络化的进步将光子科技推向转折点。不是“是否”的问题,而是“何时?”的问题。从云数据中心、DCI到DCI、中心区与远距离传输网络开始,5G基站将带动硅光子方案和部署端口的需求。当我们步入2017年,我们将看到数据中心OEM和电讯公司运营的转折点。最终,电讯与数据中心所有对高速、高带宽数据的需求都将推动硅光子技术和生态系统的增长。

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Sanjay Charagulla

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