מחשוב ענן שינה באופן יסודי את האופן שבו עסקים ויחידים מאחסנים, תהליכים וגישה נתונים.כפי שנתוני תעבורה עולים ודרישות לזמני תגובה כמעט בלתי שפויים עולים, השכבה הפיזית שמתחת לכל הופכת לעמוד השדרה הבלתי נראה שמאפשר את המהפכה הדיגיטלית הזו.תשתית רשת אופטית – שנבנתה על כבלים אופטיים של סיבים וטכנולוגיות פוטוניות מתקדמות – מספקת את המהירות, היכולת והאמינות שענן מסתמכ על לספק שירותים לענן ללקוחות ברחבי העולם, או תמיכה אופטית.

יסודות של תשתיות רשת אופטיות

רשתות אופטיות משדרות נתונים כמו הדופק של אור באמצעות סטרנדים של סיבים זכוכית.גישה זו מציעה מאפיינים ביצועים שונים ביסודו מאשר רשתות מסורתיות המבוססות על נחושת. אור נוסע בערך שני שליש את מהירות האור בוואקום, אבל יותר חשוב, היא סובלת הרבה פחות אינטנסיביות והתערבות על פני מרחק.זוג סיבי אחד יכול לשאת מספר אור בו זמנית באמצעות גל רחב של גל רחב (DWD), ללא יכולת נוספת להניח כבלים באופן דרמטי.

כיצד אופטיקה סיבים עובדת

סיבים חד-פעמיים סטנדרטיים מורכבים מגרעין (בדרך כלל 9 מיקרומטר בקוטר) מוקף קלדיגה כי שומר אור מוגבל באמצעות השתקפות פנימית מלאה. לייזרים או נוריות הזרקת אותות לתוך הליבה, ובסוף המקבל, photodiodes להמיר את האור בחזרה אותות חשמליים. כי סיבים עשויים זכוכית, הם חסינים להפרעות אלקטרומגנטיות (EMI), מה שהופך אותם אידיאליים עבור סביבת חשמל כבדה או מהירות גבוהה לעתים קרובות.

חטיבת גליכות גלים (WDM)

טכנולוגיית WDM מאפשרת סיבים בודדים לשאת ערוצי נתונים עצמאיים רבים, כל אחד על אור גל אחר של אור. Coarse WDM (CWDM) משתמש במשלוח ערוצים רחב יותר ותומכת עד 18 ערוצים, בעוד WDM (DWDWDM) יכול לעמוד ב 80, 96, או אפילו יותר ערוצים לתוך אותם סיבים.

התפקיד הקריטי של רשתות אופטיות ב-Cloud Computing

בכל פעם שמשתמש מזרם סרטון, מפעיל מכונה וירטואלית, או מסנכרן קבצים באמצעות הענן, הנתונים חייבים לנסוע מהמכשיר של המשתמש למרכז נתונים, לעתים קרובות על פני יבשות.רשתות אופטיות מאפשרות זאת עם עיכוב מינימלי ומקסימום באמצעות חישוב.היחסים בין תשתיות אופטיות ושירותי ענן הם סימביוטיים: כמו אימוץ ענן גדל, כך גם הצורך עבור יכולת אופטית, ולהיפך.

מרכז המידע (DCI)

Hyperscalers כמו אמזון Web Services, Microsoft Azure, Google Cloud ו-Oracle מפעילים מאות מרכזי נתונים ברחבי העולם. לספק פתרונות גלובליים, התאוששות אסון ושירותים בעלי יכולת נמוכה, מרכזי נתונים אלה חייבים להיות מחוברים על ידי קישורים בעלי יכולת גבוהה.פתרונות DCI אופטיים - לעתים קרובות באמצעות DWDM על סיבים ייעודיים - אפשרו למרכזי נתונים שהם מאות או אלפי קילומטרים בנפרד כדי להתנהג כמאגרים לוגיים של מרכזי ענן, אשר מאפשרים גישה אופטיים של מרכזי אבטחה אופטיים, ורק לאינדקסים של רשתות ענן, כגון מרכזי אבטחה אופטיים, כגון מרכזי אבטחה אופטיים, וטכנולוגיות אבטחה אופטיות, ורק ל-ידי מערכות ניהול ענן, וטכנולוגיות אבטחה וירטואליות, וטכנולוגיות ענן, ורק ל-או-או-מקודמים, כגון מרכזי אבטחה, וטכנולוגיות ענן, וטכנולוגיות אבטחה וירטואליות, רק על-ידי מערכות נתונים של מערכות נתונים של מערכות נתונים של רשתות ניהול ענן, ומערכת ניהוליות, כגון מרכזי אבטחה וירטואליות, כגון מרכזי אבטחה וירטואליות, ו-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי מרכזי אבטחה וירטואליות, רק על-ידי מרכזי אבטחה וירטואליות, רק על-ידי מרכזי אבטחה וירטואליות, כגון מרכזי אבטחה אופטיות, רק על-ידי מרכזי אבטחה וירטואלי

קיצור של Low Latency for Cloud Applications

עומסי עבודה עננים מודרניים רבים הם רגישים מאוד: וידאו בזמן אמת מקנה, משחקים מקוונים, מסחר פיננסי, טלמטרי רכב אוטונומי, מציאות מדומה רשתות אופטיות לתרום לעוצמה נמוכה לא רק באמצעות מהירות גבוהה, אלא גם באמצעות צורך מופחת עבור תאורה סמלים שירות אופטית סיבים יכול לארוך 100 ק"מ או יותר ללא חזרות, בעוד קישורים נחושת דורשים חזרות כל כמה מאות מטרים.

תמיכה ב- Edge Computing ו- 5G

מחשוב קצה נע עיבוד ואחסון קרוב יותר למשתמש הקצה, צמצום זמן עגול-הפעוטים. But Edge nodes אינם מבודדים; הם מסתמכים על קישוריות הזרם למשאבים מרכזיים של ענן עבור תזוזה, ניתוח מורכב ואחסון ארוך טווח.רשתות אופטיות מספקות את backhaul ו-Backbone כי קישורים קישורים קישורים אלחוטיים למרק הראשי.

יתרונות מרכזיים של תשתיות אופטיות לשירותי ענן

  • (FLT:0) מהירות גבוהה: ראשי תיבות חד-פעמיים הפועלים עם אופטיקה קוהרנטית יכולים להשיג שיעורי קו של 800 Gbps לכל אורך הגל כיום, ו-1.6 מערכות Tbps נמצאים בפיתוח.מהירות זו קריטית עבור העברות נתונים מרובים כמו שחזור מסד נתונים, AI הדרכה של הפצת נתונים, ורשת העברת תוכן (CDN) העדכונים.
  • (FLT:0)Large Bandwidth: 1Freave 1) סיבים בודדים יכולים לשאת מאות אורכי גל, כל אחד במאות ג'יגה-בייט לשנייה, לספק יכולות מצטברות בעשרות הטרולים לשנייה.
  • (FLT:0) אחריות: סיבים של זכוכית 1 (Gel) הם חסינים להפרעות אלקטרומגנטיות וקורוזיון, והם חווים פחות אות השפלה על פני מרחק מאשר נחושת.רשת למעלה זמן עבור שירותי ענן תלויה באמינות פיזית; רשתות אופטיות מספקות את חמשת-תשעים (99.999%) זמינות כי SLAs דורש.
  • (FLT:0) ארוך-העברה של ה-Distance Transmission: FIRLT:1 ; ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0)אנרגיה אי-יעילות: רשתות אופטיות 1 נצלו באופן משמעותי פחות כוח במעט משודר מאשר רשתות נחושת.זהו שיקול עיקרי למרכזי נתונים של Hyperscale הנמצאים תחת לחץ להפחית את טביעת הרגל שלהם.חסכון באנרגיה מגיע מדלקת אותות נמוכה יותר (מגברים מוכרים) ושילוב גבוה יותר של רכיבים אופטיים.
  • (FLT:0) סודיות: (FLT:1) סיבים קשה להציק ללא גילוי פיזי. בעוד לא לגמרי חסין, המאפיינים הפיזיים של שידור אופטי להפוך אותו בטוח יותר מאשר נחושת.ספקי ענן לעתים קרובות דורשים רמה זו של אבטחה שכבתית פיזית לציית לתקנות כמו GDPR ו- PCI-DSS.

רשתות אופטיות לעומת תשתיות מסורתיות

כדי להעריך באופן מלא את התפקיד של רשתות אופטיות, זה עוזר להשוות אותם חלופות נחושת כגון Cat6a או Cat8 Ethernet, או כבל קואפר עדיין בשימוש נרחב בתוך מרכזי נתונים עבור חיבורים קצרי רוחב (פחות מ -30 מ') שבו העלות ל- C היא דאגה ראשונית מעבר ל- CObsp; עם זאת, עבור פיתוח בין-קמפוס, וקישורים רחבים, הופכת במהירות לאיום עקב מגבלות מהירות של עד 10 ק"מ"מ-אופטיות יותר, ל- 10 נקודות תמיכה קלות יותר, אופטיות יותר, מעבר ל- 10 נקודות תמיכה אופטיות יותר, או יותר, או יותר, או יותר, עד 100 מטרים.

אתגרים ושיקולים

למרות היתרונות הרבים שלה, פריסה ותפעול תשתיות רשת אופטית בקנה מידה מגיע עם אתגרים שספקי ענן חייבים לטפל בהם.

עלויות ומורכבות

הנחת כבל אופטי סיבים - במיוחד מתחת לאדמה או מעבר לאוקיינוסים - הוא הון רגיש ושעה-consuming. בעוד העלות של חיוב של שידור אופטי נמוך מאוד, ההשקעה הראשונית תשתיות היא גבוהה.ספקי ענן לעתים קרובות להשתמש בשילוב של סיבים אפלים בבעלות, סיבים חכירה מפעילי היתוך, וקיבולת על מערכות כבלים כדי לאזן ולשליטה.

אבטחה ואמינות

בעוד סיבים בטוחים פיזית, השכבה האופטית עצמה יכולה להיות פגיעת להתקפות כמו הזרקת אות או ייבוש מבוסס ברז (למשל, תוך שימוש בסיבים מעט כדי להדליף אור) כדי להפחית את זה, המפעילים משתמשים במנגנוני אבטחה פיזיים כגון ניטור מבוסס אזעקה של אובדן, שידור מוצפן בשכבות גבוהות יותר של הגנה על ה-EthernetLS2 הם גם קריטיים: ספקי ענן בדרך כלל על סיבים מגוונים כדי להגן מפני חת סיבים נגד סיבים שונים.

מגמות וחדשנות עתידיים

צמיחת מחשוב ענן אינה מראה סימנים להאטה, וטכנולוגיות אופטיות ממשיכות להתפתח כדי לענות על דרישות עתידיות. חוקרים ויצרנים מפתחים מספר חידושים מבטיחים שיעצבו רשתות אופטיות במהלך העשור הקרוב.

Space-Division Multiplexing (SDM)

מערכות WDM של היום מתקרבות לגבול לא ליניארי שאנון עבור סיבים חד-פעמיים.כדי להגדיל את היכולת עוד יותר, SDM משתמשת בערוצי שטח מרובים - לא מספר ליבות בתוך סיבים בודדים ( סיבים מורכבים) או מצבים מרובים בתוך ליבת גדולה יותר (סיבים של פחדים גוועים) מוקדם SDM כבר מתעוררים בתוך כבלי צוללות ארוכות טווח.

phonic Integrated Circles (PICs)

בדיוק כמו מעגלים משולבים אלקטרוניים מיני טרנזיסיסטורים, PICs משלב פונקציות אופטיות מרובות -lasers, Modulators, גלאי ואפילו עיבוד לוגיקה - על שבב אחד.זה מקטין את הגודל, הכוח ועלות של transceivers אופטיים. PICs כבר בשימוש ב 100 Gbps ו 400 Gbps מודולים, ודור הבא PICs תמיכה 800 Gbps ו-R, מעבר חברות מרובות כמו שבבים יעילים.

המונחים: Hollow-Corefi

התפתחות מהפכנית, סיבים דמויי-core ממדריכי אור באמצעות חלל מלא אוויר מרכזי באמצעות מבנה אגד פוטוני.בתאוריה, אור נוסע מהר יותר באוויר מאשר בכוס (כ-50% מהר יותר), פוטנציאל להפחית את החוזק על ידי שליש.ניסויים אחרונים הראו כי הגדלת אותות ב 99.7 אחוזים של מהירות האור בוואקום.

מסקנה

תשתיות רשת אופטיות אינן רק שחקן תומך במערכת מחשוב הענן – זהו מאפשר הבסיסי שהופך את העולם, על פי דרישה שירותים אפשריים.מ סיבים המקשרים את ביתו של המשתמש עד לנקודה הקרובה ביותר של נוכחות, לכבלים הצוללות המחברות יבשות, אל אורכי גל DWDM נושאים נתונים בין מרכזי נתונים בקנה מידה, טכנולוגיה אופטית מספקת את המהירות, האמינות והגמישות הנמוכה שלקוחות ענן רבים יותר, כמו רשתות אופטיות, כמו רשתות אופטיות, לא יהיו יותר, כמו גם יותר, כמו רשתות אופטיות, כמו גם יותר, כמו רשתות אופטיות, כמו רשתות אופטיות, כמו גם יותר, כמו רשתות אופטיות, ועוד, כמו גם יותר, כמו רשתות אופטיות, כמו רשתות אופטיות, כמו רשתות אופטיות, כמו גם יותר, לא יותר, כמו גם יותר, כמו גם יותר, לא יותר, כמו רשתות אופטיות, כמו רשתות אופטיות, כמו רשתות אבטחה, כמו רשתות אבטחה גמישות יותר, ועוד, כמו רשתות אבטחה, כמו רשתות אופטיות, יותר, כמו רשתות אבטחה, לא יותר, כמו רשתות אבטחה גמישות יותר, לא יותר, יותר, כמו גם יותר, לא יותר, לא יותר, כמו רשתות אבטחה, כמו רשתות אופטיות, כמו רשתות אבטחה יותר, כמו רשתות אופטיות חזקות יותר, כמו רשתות אופטיות,