如何在扩展带宽和光纤密度的同时降低数据中心的能耗

当今这个连接需求与日俱增的社会中,对带宽的日益渴求意味着光纤技术必须不断创新,以确保企业互连能够继续满足对数字服务的需求。

随着高性能计算和5G的大规模部署,数据中心必须更快地提高其网络速度和容量。但增长的同时也带来了挑战,随着容量的增加,数据中心遇到了一个大问题:控制能耗成本。

随着光纤传输速度和交换能力的提高(这是满足带宽需求所必需的),将电信号从光纤终端(信号从光变为电)传输到芯片需要更多的能量。在电通道上携带非常高速的信号本身是极为耗能的。这种能量会产生热量,因此需要额外的能量来保持数据中心的制冷。这样,由于不断增加的交换机具有很多电子连接且更加密集,能源使用问题变得更加复杂,以不可持续的速度增加能源消耗。

为了帮助缓解这一问题,康宁开发了光纤到芯片的连接解决方案。在提供高光纤密度的光缆,以实现带宽更快增长的同时,该技术降低了数据中心的功耗。该技术已经在 2021年 6月的光网络及通信研讨展览大会(OFC)上正式发布,且一部分康宁数据中心的客户已经使用此解决方案一段时间了。

此解决方案将光纤端接于离芯片更近的交换 ASIC 上,从而缩短电信号的距离。这反过来又会降低数据中心的功耗,在某些情况下,降低高达 30%。这是芯片和光纤的创新性重新设计,因为如今大多数光纤都端接于交换机端口的可插拔收发器上。

除了减少能耗外,我们的解决方案还最大限度地提高了光纤密度,从而继续满足数据中心现有物理空间内对网络带宽的快速增长需求。

康宁的解决方案在很多重要方面与市场上的其他产品有所不同:

我们的解决方案具有高密度光纤阵列单元,可将数据信号和外部激光源与光子集成电路精确对准,这意味着数据丢失最小;

 它提供卓越的光纤管理,无论其架构如何,确保所有数据和激光源光纤(单模和保偏)均在光子集成电路和交换机面板之间得到精准地管理;

对于需要更高密度的新一代交换机,我们的解决方案提供多核光纤,这些光纤在125微米包层直径内配置四个线性纤芯,这将使密度比传统单模光纤提高四倍。

虽然并非全部现有数据中心都启用了支持光纤到芯片的服务器,但对于那些已经使用或正在考虑使用的数据中心,这是一个既可以降低能源成本和增加光纤密度,同时又能尽量减少数据损失的理想解决方案。

关于光纤到芯片的新技术仍在不断发展。展望未来,康宁正在开发一种技术,通过在完全集成的光电玻璃基板中用玻璃波导取代离散光纤,从而显著简化基板组件,同时提高性能。

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