如何在擴展帶寬和光纖密度的同時降低數(shù)據(jù)中心的能耗

  在當今這個連接需求與日俱增的社會中，對帶寬的日益渴求意味著光纖技術(shù)必須不斷創(chuàng)新，以確保企業(yè)互連能夠繼續(xù)滿足對數(shù)字服務的需求。

  隨著高性能計算和5G的大規(guī)模部署，數(shù)據(jù)中心必須更快地提高其網(wǎng)絡速度和容量。但增長的同時也帶來了挑戰(zhàn)，隨著容量的增加，數(shù)據(jù)中心遇到了一個大問題：控制能耗成本。

  隨著光纖傳輸速度和交換能力的提高(這是滿足帶寬需求所必需的)，將電信號從光纖終端(信號從光變?yōu)殡?傳輸?shù)叫酒枰嗟哪芰?。在電通道上攜帶非常高速的信號本身是極為耗能的。這種能量會產(chǎn)生熱量，因此需要額外的能量來保持數(shù)據(jù)中心的制冷。這樣，由于不斷增加的交換機具有很多電子連接且更加密集，能源使用問題變得更加復雜，以不可持續(xù)的速度增加能源消耗。

  為了幫助緩解這一問題，康寧開發(fā)了光纖到芯片的連接解決方案。在提供高光纖密度的光纜，以實現(xiàn)帶寬更快增長的同時，該技術(shù)降低了數(shù)據(jù)中心的功耗。該技術(shù)已經(jīng)在 2021年 6月的光網(wǎng)絡及通信研討展覽大會(OFC)上正式發(fā)布，且一部分康寧數(shù)據(jù)中心的客戶已經(jīng)使用此解決方案一段時間了。

  此解決方案將光纖端接于離芯片更近的交換 ASIC 上，從而縮短電信號的距離。這反過來又會降低數(shù)據(jù)中心的功耗，在某些情況下，降低高達 30%。這是芯片和光纖的創(chuàng)新性重新設計，因為如今大多數(shù)光纖都端接于交換機端口的可插拔收發(fā)器上。

  除了減少能耗外，我們的解決方案還最大限度地提高了光纖密度，從而繼續(xù)滿足數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有物理空間內(nèi)對網(wǎng)絡帶寬的快速增長需求。

  康寧的解決方案在很多重要方面與市場上的其他產(chǎn)品有所不同：

  · 我們的解決方案具有高密度光纖陣列單元，可將數(shù)據(jù)信號和外部激光源與光子集成電路精確對準，這意味著數(shù)據(jù)丟失最小；

  · 它提供卓越的光纖管理，無論其架構(gòu)如何，確保所有數(shù)據(jù)和激光源光纖(單模和保偏)均在光子集成電路和交換機面板之間得到精準地管理；

  · 對于需要更高密度的新一代交換機，我們的解決方案提供多核光纖，這些光纖在125微米包層直徑內(nèi)配置四個線性纖芯，這將使密度比傳統(tǒng)單模光纖提高四倍。

  雖然并非全部現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心都啟用了支持光纖到芯片的服務器，但對于那些已經(jīng)使用或正在考慮使用的數(shù)據(jù)中心，這是一個既可以降低能源成本和增加光纖密度，同時又能盡量減少數(shù)據(jù)損失的理想解決方案。

  關(guān)于光纖到芯片的新技術(shù)仍在不斷發(fā)展。展望未來，康寧正在開發(fā)一種技術(shù)，通過在完全集成的光電玻璃基板中用玻璃波導取代離散光纖，從而顯著簡化基板組件，同時提高性能。