プラグ可能な光モジュール(光トランシーバとも呼ばれる)は、現在、データセンター、キャンパス、サービスプロバイダー本社で広く使用されています。
データセンターの総トラフィック(データセンター内外のすべてのトラフィック)は、2016年のわずか7Zバイトから、2021年までに年間20 Zバイト近くに達すると予測されています。世界中のデータセンターのトラフィックは年率25%の複合的なペースで増加し、クラウドデータセンターのトラフィックは年率27%の複合的な割合で増加するでしょう。2016年から2021年までの成長率は3.3倍。
トラフィックの増加を促進しているのは、10Gから40G、そして100G、そして現在は400Gに、私たちが見てきたように、接続率の増加です。100G プラグ可能光モジュールは、大規模なデータセンター アプリケーション向けに導入され、ルータ/スイッチ ポートが 400G でサポートされるようになったので、400G へのアップグレードが計画されています。
「データセンター内」のトラフィックの増加は、より高いポート密度とより高速な転送速度をサポートする次世代ネットワーキング機器の需要を加速させました。これらのデバイスは、ネットワークデバイスのさまざまな層を接続するための高速光学モジュールの大量展開を容易にします。
ルーター/スイッチのポートレートが上昇するにつれて、チップ(ASICS)の進歩によりビットあたりのコストは着実に低下しており、この点でムーアの法則の恩恵を受け続けています。しかし、プラグ可能な光モジュールのビットあたりのコストも下がっていますが、ルータ/スイッチのコストほど速く低下していません。
その結果、ビットレートの増加に伴い、プラグ可能な光モジュールは総ハードウェアコストに大きな割合を占めます。たとえば、10G のレートでは、光モジュールはデータセンター ネットワーク ハードウェアの総コストの約 10% を占めています。400Gにアップグレードした際、光モジュールはハードウェアコストの50%以上を占めました。
光学モジュールの速度の増加に伴い、プラグ可能な光学モジュールの設計と製造の複雑さも増します。当初は100Gで、これにより、プラグ可能な光モジュールは、可用性の面でルータ/スイッチASICSに遅れをとり、一般的に、より高い帯域幅要件を満たすためにネットワークレートのアップグレードを遅らせることにつながりました。
データセンターの今後の傾向は、ASICの性能駆動ルータとスイッチ開発に関連しています。ASICの性能は10Tbから25Tbから51Tb以上に増加し続けるため、ASICの各I/O(入出力)ピンの電気信号レートが増加する必要があります。この電気信号レートは、入力/出力ASICの総容量をサポートするために、現在の25Gb/秒から50Gb/秒から100Gb/秒に増加します。このレートが増加するたびに、ケーブル カードからルータ/スイッチ パネルに電気信号を転送する課題が大幅に増加します。
この課題に対処するために、業界はある時点で、たとえトランスミッションがスイッチカードの内側からわずか数インチであっても、電気信号ではなく光に頼り始めるでしょう。したがって、光モジュールとチップの共同カプセル化は、将来的に不可欠です。このようにしてのみ、ルーティングとスイッチングの継続的な革新が確実に行われます。
光技術業界は、依然として、面倒なテストと組み立てプロセスを伴う「スタンドアロン」アセンブリに大きく依存しています。半導体業界と比較すると(半導体業界では、高度に自動化されたプロセスの助けを借りて非常に複雑な機能がチップ(ASIC)に統合され、これらの自動化されたプロセスは、人間とコンピュータの相互作用にほとんどまたは全く依存せずに、半導体プロセスにおける「電気信号」ではなく「信号」を処理するために自動化されたプロセスを使用することを検討することができます。シリコンフォトニクスの期待は、半導体業界のプロセスを使用して、より完全に光学モジュールの製造を自動化することです。
要約すると、データセンターは非常に短距離のアプリケーションで光学モジュールに大きく依存しています(<10m). the="" 100g="" optical="" module="" is="" the="" dominant="" technology="" in="" today's="" data="" centers="" and="" is="" expected="" to="" migrate="" to="" 400g="" and="" higher="" speeds="" in="" the="">
ルーティング/スイッチングポートコストがチップ産業の進歩の恩恵を受け続ける中、光モジュールは総コストで大きな割合を占めるため、シスコは重要な技術研究開発として光モジュールを採用し、チップの性能開発のペースに追いつき、コストとパフォーマンスの両方の進歩を促進します。
時間の経過とともに、チップと光モジュールを統合して、スイッチとルータの性能を継続的に拡大する必要があります。シスコは、今後もチップおよび光モジュールへの投資を継続し、お客様のパフォーマンス向上に対する需要拡大に対応するソリューションを提供できるようにします。
