Раздвигая границы производительности оптического DCI Webscale

СПОНСОР: На протяжении почти 150 лет мы делаем все возможное, чтобы превратить сообщения в свет. От фотофона 1880-х годов, который использовал свет для передачи голосовой связи, до первых оптоволоконных кабелей 1980-х годов, свет был быстрым и надежным средством передачи данных. Чем лучше мы будем отправлять сообщения через подземное и подводное стекло, тем больше данных люди захотят использовать. Но проблема всегда заключалась в том, как увеличить пропускную способность, чтобы соответствовать росту объемов данных.

Объем информации, доставляемой, хранимой и обрабатываемой в облаке, продолжает расти, в результате чего операторам центров обработки данных приходится искать новые способы как можно более быстрой передачи больших объемов цифровых данных в свои объекты и из них, чтобы избежать узких мест в производительности приложений и услуг. Центрам обработки данных теперь приходится обмениваться многими терабитами данных каждую секунду, и удовлетворение этого спроса требует навыков, сложности и кремния. Это делает решения оптического соединения центров обработки данных (DCI), которые передают трафик непосредственно от одного хостинга или центра обработки данных к другому, возможно, самой важной частью этих глобальных сетей передачи данных.

Требования к оптическим DCI можно разделить на три основных сегмента, объясняет Серж Мелле, руководитель отдела маркетинга продуктов оптических сетей в Nokia. Первый — это подключение крупных центров обработки данных или интернет-бирж в пределах мегаполиса, что фактически превращает их в один более крупный виртуальный объект. «Кроме того, существует необходимость соединить центры обработки данных в разных странах и даже на разных континентах». он говорит.

В течение многих лет эти два варианта были основными вариантами использования, но затем ситуация изменилась по мере развития периферийных вычислений и облачных провайдеров, которые переместили свои услуги ближе к краям сети.

«Для решения этой проблемы операторы центров обработки данных используют инфраструктуру других поставщиков, которых часто называют нейтральными или поставщиками цифровой инфраструктуры», — говорит Мелле. «Уменьшение расстояний транзитной связи и обработка данных ближе к периферии повышают качество обслуживания, но вам все равно необходимо перемещать данные в эти периферийные местоположения из удаленных центров обработки данных, чтобы поддерживать локальный пиринг городских сетей».

Компании, строящие такие связи, сталкиваются с двумя основными проблемами, первой и самой важной из которых является пропускная способность. Будь то объединение центров обработки данных в метро, ​​на больших расстояниях или приближение их к периферии — все эти варианты использования требуют очень высокой масштабируемости.

Второе менее очевидно: энергоэффективность. Львиная доля энергопотребления в центрах обработки данных приходится на работающие в них компьютеры и охлаждающее оборудование, которое поддерживает их температуру в допустимых диапазонах. Но энергопотребление в сети также важно.

«Операторы центров обработки данных применяют комплексный подход, охватывающий все аспекты инфраструктуры», — объясняет Мелле. «Они рассмотрят все, что может снизить бюджет мощности, включая мощность на бит, необходимую для передачи информации между объектами».

При создании собственной оптической DCI на основе темного волокна также важно учитывать бюджет мощности соединения между центрами обработки данных. Традиционно свет проходит по оптическому волокну не более нескольких сотен километров. Для дальних перевозок DCI могут потребоваться ретрансляторы, которые преобразуют световые сигналы в электричество и обратно, прежде чем отправить их обратно в путь.

Уменьшение количества необходимых повторителей сокращает бюджет мощности для соединений на большие расстояния, а также уменьшает количество точек сбоя в соединении. Идеальной ситуацией, по мнению Мелле, было бы полное отсутствие ретрансляторов.

Индустрия связи предприняла большие шаги по увеличению пропускной способности оптоволокна. Он уже перешел от прямого обнаружения, которое использует мощность передачи для передачи битов путем регулирования амплитуды света, к когерентной оптике, которая регулирует фазу светового сигнала.

Но еще есть много возможностей для улучшения пропускной способности связи до предела Шеннона. Названный в честь своего изобретателя, теоретика информации Клода Шеннона, этот предел представляет собой максимальную скорость, с которой сигнал может распространяться по среде с учетом двух факторов: полосы пропускания (диапазон частот, доступных в этом канале) и шума (помех).