네트워크 서비스의 급속한 성장에 따라 데이터 센터의 대역폭에 대한 수요가 점점 높아지고 있습니다. 원래는 여러 링크를 묶어서 수요를 충족할 수 있었지만 요즘에는 클라우드 컴퓨팅, 온라인 게임 및 온라인 HD 비디오 모두 많은 양의 네트워크 대역폭이 필요하며 단순히 링크를 추가하는 것만으로는 충족할 수 없습니다. 예를 들어 기존 데이터 센터의 업링크에 있는 기본 10G 상호 연결 포트는 8개로 번들되며 이는 80G 대역폭을 의미합니다. 더 많은 링크를 추가하는 비용이 너무 높으면 많은 네트워크 장치가 더 많은 포트 번들을 지원할 수 없으므로 포워딩 속도가 더 높은 포트 장치만 요구할 수 있으며 이러한 엄청난 수요의 맥락에서 40G/100G가 생성됩니다. 이제 40G/100G는 일반 데이터 센터로 확장되어 대규모 데이터 센터의 필수 옵션이 되었습니다. 여러 개의 40G 또는 100G 상호 연결 포트가 데이터 센터 상호 연결 콘센트에 배치되어 데이터 센터의 외부 액세스 대역폭이 100G 이상으로 향상되었습니다. , 또는 최대 1T. 다행스럽게도 100G 광 모듈의 기술적 어려움은 사람들에게 극복되었지만 여전히 지속적으로 개발되고 있는 이 기술 부분에는 여전히 많은 문제가 있으므로 이 분야의 기술 진보에 대해 이야기합시다.
고속 광 모듈은 일반적으로 40G/100G 전송 이상의 광 모듈을 의미하며 특히 전송 거리 측면에서 기술적으로 달성하기 어렵고 100G 광 모듈이 10KM 이상의 전송 거리에 도달하기 어렵습니다. 이로 인해 데이터 센터 애플리케이션에서 100G 광 모듈의 인기가 느려졌습니다. 그러나 이러한 발전 추세는 돌이킬 수 없는 것입니다. 우리의 컴퓨터와 휴대폰이 점점 더 빠르게 실행되는 것처럼 기술이 향상되는 한 속도는 계속 증가할 것입니다. 고속 광모듈 기술도 끊임없이 진화하고 있습니다. 가장 성숙한 것은 현재 PLC 기술과 InP 기반 집적 기술, 실리콘 포토닉스 기반 집적 기술이다.
PLC(Planar Lightwave Circuit)는 플랫폼 광학 도파관 기술이라고 하며 광학 도파관이 평면에 위치하며 생산 공정이 기존 반도체 생산 공정과 호환되며 기존 광학 조립 공정보다 저렴하고 패키징 기술이 우수합니다. PLC에는 두 가지 기본 구조가 있습니다. 하나는 직사각형 광학 도파관이고 광학 코어 레이어는 원주형입니다. 하나는 능선 모양의 광 도파관이고, 광학 코어 층은 능선 위에 있는 직사각형입니다. PLC 기술은 다양한 평면 광 도파관으로 구성된 기능 요구 사항에 따라 통합 광 프로세스의 핵심이며 일부는 특정 위치에 전극을 증착한 다음 광 도파관을 사용하여 광섬유 또는 섬유 어레이와 결합해야 합니다. 고도로 통합된 준비 기술, 탭 수는 최대 128개입니다. 포토리소그래피, 성장 및 건식 에칭 공정을 사용하여 광 전력 분배를 위해 석영 기판에 매립된 광 도파관을 형성하는 것은 광 스플리터 생산을 위한 최고의 기술입니다. PLC는 리튬 니오브산염 티타늄 도금 광학 도파관, 실리콘 기반 증착 실리콘 이산화물 광학 도파관, InGaAs/InP 광학 도파관 및 폴리머 광학 도파관 등과 같은 다양한 매체를 사용하여 달성할 수 있습니다. 이러한 다른 비용 및 전송 효율에는 약간의 차이가 있습니다. 이러한 서로 다른 재료와 각각의 장점과 단점이 있으므로 여기서는 자세히 설명하지 않겠습니다. 요컨대, PLC 기술은 완전히 새로운 기술은 아니지만 개별 광 모듈의 전송 대역폭을 향상시키는 목적을 달성하기 위해 고급 생산 공정의 도움을 받아 원래의 광 기술을 많이 차용합니다.
광모듈의 속도를 10G에서 40G나 100G로 올려도 여전히 PLC 기술을 이용하면 만족할 수 있지만, 400G나 1T까지 올려야 한다면 이 기술은 다소 압도된다. 현재의 기술 프로세스는 아직 이러한 대역폭 밀도를 달성할 수 있는 수단이 없으며, 광 모듈을 더 크게 만들어 이를 달성한다면 분명히 좋은 솔루션이 아니며 제조 프로세스의 복잡성과 함께 PLC가 크게 증가합니다. PLC형 광모듈의 가격은 여전히 높고 낮출 수 없기 때문에 실리콘 포토닉스 기술이 등장했습니다. 실리콘 포토닉스 기반의 저비용 고속 광통신 기술로 전자 신호 대신 레이저 빔을 이용해 데이터를 전송한다. 이 저비용 기술은 데이터 센터 확장 비용을 획기적으로 절감할 뿐만 아니라 속도 측면에서 무어의 법칙 수명을 깨뜨립니다(무어의 법칙을 따르면 이더넷 전송 속도는 1T에 도달할 수 없음). 단일 포트에서 1T의 대역폭을 통해 2016년부터 많은 주목을 받은 새로운 데이터 센터 기술입니다. 웨이퍼 레벨 검사를 위해 10~0.35 미크론 크기의 도파관이 있는 섬유. 다행스럽게도 이러한 기술적 어려움을 극복하고 0.5G 고속 광 모듈의 짧은 전송 거리 문제를 극복한 공식 판매를 위한 일부 실리콘 광 광 모듈을 생산한 일부 제조업체가 여전히 있습니다. 이러한 광학 모듈은 아직 100G 이상의 속도를 제공할 수 없지만 지속적인 기술 개선으로 미래에는 확실히 가능할 것으로 믿어집니다. 이더넷 표준 조직이 이제 200G 전송 표준을 개발하기 시작했다는 사실은 이것이 이론적으로 가능하다는 것을 보여줍니다. 그렇지 않으면 그러한 전송 표준을 개발하는 것이 불가능할 것입니다.
포토닉 통합은 또한 미래의 고속 광 모듈을 위해 선택될 수 있는 기술입니다. 유전체 도파관을 중심으로 하는 광도파로 기반 집적회로는 광소자를 집적하는 것, 즉 다수의 광소자를 기판 위에 집적하여 전체를 형성하고, 소자를 반도체 광도파로로 서로 연결하여 고속 포워딩 광 모듈. 광자 통합은 광섬유 통신의 가장 최첨단이고 유망한 영역이며 미래 네트워크의 대역폭 요구 사항을 충족하는 가장 좋은 방법 중 하나입니다. 물론 광집적 광모듈의 제조는 쉬운 일이 아니다. 포토닉 소자는 400차원 구조를 갖고 있어 생산을 위해 서로 다른 소재의 여러 박막 유전체층에 증착과 식각을 반복해야 하는데 이런 복합 기술은 XNUMXG에서만 볼 수 있을 것으로 예상된다.
데이터 센터 고속 광 모듈 기술은 여전히 발전하고 있으며 일단 돌파구가 마련되면 데이터 센터가 네트워크 대역폭을 늘리는 데 매우 도움이 될 것입니다. 대체로 고속 광 모듈 기술은 데이터 센터가 더 높은 네트워크 대역폭으로 이동하는 것을 방해했습니다. 과거의 네트워크 대역폭 향상 프로세스에서 고속 광 모듈이 설계 및 구현되고 상용화되면 곧 실제 네트워크와 이를 지원하는 모든 네트워크 장비, 광섬유, 네트워크 칩 등에서 교체의 물결을 일으킬 것입니다. 곧 지원과 일치하게 될 것이므로 광 모듈 기술의 개발 수준은 데이터 센터의 전체 대역폭 수준을 결정하고 네트워크 대역폭을 개선하는 것은 데이터 센터의 가장 중요한 부분입니다.
