توصيل النقاط: فهم التوصيل البيني لمركز بيانات الحافة

مراكز البيانات الطرفية هي منشآت أصغر تقع بالقرب من السكان الذين تخدمهم وتقدم موارد الحوسبة السحابية والمحتوى المخزن مؤقتًا للمستخدمين النهائيين. وهي تتصل عادةً ببيانات مركزية أكبر أو بمراكز بيانات متعددة. من خلال معالجة البيانات والخدمات بالقرب من المستخدمين النهائيين قدر الإمكان ، تسمح الحوسبة المتطورة للمؤسسات بتقليل زمن الانتقال وتحسين تجربة العملاء.

لطالما كان وقت الاستجابة يمثل مشكلة لإدارة مركز البيانات ، ولكن في السنوات الأخيرة ، أصبح مصدر قلق بالغ بسبب البيانات الضخمة ، وإنترنت الأشياء ، والخدمات السحابية والبث ، واتجاهات التكنولوجيا الأخرى. يطلب المستخدمون النهائيون والأجهزة في أي مكان وفي أي وقت الوصول إلى التطبيقات والخدمات والبيانات الموجودة في مراكز البيانات اليوم ، ولم يعد زمن الانتقال مقبولاً. نتيجة لذلك ، تقوم المؤسسات في العديد من الصناعات بإنشاء مراكز بيانات متطورة كطريقة عالية الأداء وفعالة من حيث التكلفة لتزويد العملاء بالمحتوى والوظائف.

في عالم يعتمد بشكل متزايد على الإنترنت عالي السرعة ، تحتاج الشبكات إلى أجهزة إرسال واستقبال 100G DWDM قابلة للتوصيل يمكنها مواكبة الطلب - والتوسع مع نموها. في السابق ، كانت هذه الاتصالات تستخدم تقنية الألياف الضوئية القياسية ، والتي تعمل بشكل جيد لمعدلات نقل تصل إلى 10 جيجابت ولكن لا يمكنها تلبية احتياجات الإنترنت بسعة 100 جيجابت (100 جيجابت).

100G أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية

أصبح إيثرنت 100 جيجابت هو المعيار الصناعي لسرعة الإنترنت لأنه يتمتع بالقدرة على نقل 100 جيجابت من البيانات في الثانية - 25 جيجابت عبر أربعة ممرات. يتم استخدامه في الغالب في مراكز البيانات أو أي تطبيق يحتاج إلى نقل مفتاح التحويل إلى مفتاح لمسافات طويلة.

أصبحت أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية 100 جيجا خيارًا شائعًا بشكل متزايد في الشبكات لأنها تستطيع مواكبة متطلبات الإنترنت عالي السرعة. تعد البصريات المتماسكة CFP و CFP2 وبصريات QSFP PAM4 من أنواع أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية في طرز 100G.

توافر DWDM
تبدأ مقارنة PAM4 مع المتماسكة بفهم تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي الكثيف (DWDM) ، حيث أن كلاهما من تقنيات الإرسال والاستقبال المستخدمة في هذا النظام.

إيجابيات وسلبيات PAM4 البصريات

إيجابيات وسلبيات PAM4 البصريات
تم إنشاء تعديل سعة النبضة - أو بصريات PAM4 - للاستجابة للحاجة إلى أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية للوصلات قصيرة المدى. يستخدم أربع سعات نبضية متميزة لنقل المعلومات. كل سعة لها بتتان ، مما يضاعف معدل البيانات ويجعل عرض النطاق الترددي PAM4 أكثر كفاءة بمرتين من النماذج الثنائية التقليدية.

إيجابيات PAM4
يعد PAM4 حلاً رائدًا في أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية 100 جيجا بسبب بساطته وانخفاض استهلاكه للطاقة ، وهو أمر بالغ الأهمية للأنظمة الضوئية قصيرة المدى. يوفر مزايا المسافات الطويلة التي لم تكن متوفرة من قبل ، فضلاً عن الفعالية من حيث التكلفة. يمكن استخدام PAM4 مباشرة في محول شبكة DWDM مضمنة.

سلبيات PAM4
أحد عيوبه هو أن جهاز الإرسال والاستقبال البصري PAM4 يتطلب تضخيمًا يتجاوز خمسة إلى ستة كيلومترات. في هذه الحالة ، تحتاج إلى مُضاعِف DWDM منفصل مزود بتعويض التشتت ونظام تضخيم لتوصيل مراكز البيانات. بالإضافة إلى ذلك ، إذا كنت تستخدم بصريات PAM4 مع شبكة DWDM موجودة ، فيجب عليك أولاً إعداد DCM والتضخيم لتجنب المشكلات لاحقًا.

عيب آخر هو أن PAM4 عرضة لاضطراب الضوضاء. تتطلب مستويات الفولتية الإضافية تباعدًا منخفضًا بين المستويات ، مما يؤدي إلى ارتفاع نسبة الإشارة إلى الضوضاء المطلوبة. هذا هو السبب في أن PAM4 يعمل بشكل أفضل في النظام البصري قصير المدى.

مزايا وعيوب البصريات المتماسكة

تعد البصريات المتماسكة حلاً فعالاً لتوفير المزيد من البيانات بشكل أسرع ، وذلك باستخدام معالجة الإشارات الرقمية (DSP) ، والسعة المعدلة ، ومراحل الضوء ، والاستقطابان. لديها القدرة على الوصول إلى سرعات نقل تصل إلى 100 جيجابت وما وراءها ، مما يتطلب زوجًا واحدًا من الألياف لنقل تيرابايت من البيانات. يتم استخدامه عادةً في تطبيقات المسافات الطويلة نظرًا لقدراته الواسعة على المسافات.

إيجابيات التماسك
تعتبر أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية المتماسكة فعالة من حيث التكلفة ولها ميزات أكثر فائدة مقارنة بأجهزة الإرسال والاستقبال الأخرى. ميزتها الأساسية هي شريحة DSP المدمجة وتعويض التشتت الإلكتروني (EDC) ، والتي لا تمتلكها PAM4. تلغي هذه الشريحة الحاجة إلى وحدات معالجة DSP منفصلة ووحدات تعويض التشتت - بدلاً من استخدام EDC لزيادة التضخيم.

تسمح البصريات المتماسكة بمسافات نقل تصل إلى 1,000 كيلومتر ، مما يسمح بالدعم لمسافات طويلة بدون نظام تابع لجهة خارجية. باستخدام التكنولوجيا التي تظهر في الاتصالات اللاسلكية ، يمكن للبصريات المتماسكة أن تزيد من حساسية المستقبل مع الحفاظ على الضبط الانتقائي. هذا يسمح بتباعد القنوات أن يكون قريبًا ولكن يظل منفصلاً.

سلبيات التماسك
على الرغم من أن البصريات الرقمية المتماسكة CFP و CFP2 تعمل بسرعة وكفاءة ، إلا أنها تستخدم طاقة أكبر وتكاليف أعلى من الطرز الأخرى. قد تؤثر هذه العيوب على إجمالي تكاليف التشغيل ، مما يمثل تحديًا للشركات التي تحتاج إلى أجهزة إرسال واستقبال 100G DWDM عالية الجودة قابلة للتوصيل ضمن ميزانية اقتصادية.

عيب آخر للبصريات المتماسكة هو أنك ستحتاج إلى اثنين من DSP من نفس البائع في كل نهاية من الرابط. لا يمكن أن تعمل DSPs المختلفة معًا ، وفي بعض الحالات ، يجب أن تكون بطاقات الخط هي نفسها أيضًا.