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    Calient 白皮书

    ?#26412;?#36805;天宇光电科技有限公司2019年3月19日 9:40 点击:157


     简介

    视频和其它互联网数据的爆发式发展推动了市场对具有灵活、可扩展、高带宽等特性网络的需求。于此同时,全球各大机构极力开发扩展其网络带宽的方法。Cisco的全球云数据指数显示,数据?#34892;?#30340;吞吐量2011年将会增长4倍,达到6.6 ZB(1ZB=109TB) 每年,以每年31%的速率增长。更令人震惊的是,数据流量中增长最快的全球云数据量,将达到惊人的六倍。



    3D MEMS(三维微机电?#20302;常?#20809;开关非常适用于为数据?#34892;摹?#36816;营商和政府部门提供高带宽、灵活的技术支持,来满足现今快速发展的需求,全光交换机因其高带宽和不受

     

    数据协议限制的特性具有非常好的灵活性。MEMS 光开关技术因其直接运用微镜片直接切换光路,所以相较于其他光开关技术只产生非常小的损耗 。

    作为光开关技术的先驱,Calient在发展新一代3D MEMS技术方面具有世界领先的优势,已成功应用于众多领域。 在最近一年内,企业开发了体积更小、功能更?#30475;?#30340;?#20302;常?#21487;完美融入到各种数据网络、光传输和光交换?#20302;?#20013;,实现网络的优化。

    下面内容说明了Calient的技术策略如何能够帮助客户面对新兴的数据带宽需求。

    如何应对现在数据的爆发增长

    爆发增长的视?#30340;?#23481;和极占带宽的各类应用程序导致数据?#34892;?#21644;云计算?#34892;?#32593;络服务设备的需求?#25628;?#36895;增长。根据伯恩斯坦研究机构调查显示,在2009年至2010年,包括AppleMicrosoftEbayAmazonGoogle在内的全球各大?#21697;?#21153;供应商,在服务器上的投资增长超过100%。此外,服务器的数据接口和数据?#34892;?#30340;TORS正在快速的向10Gbps40Gbps100Gbps发展。

    这种极速的增长导致在数据?#34892;?#20869;部和数据?#34892;?#20043;间必然会出现瓶颈,因此数据?#34892;?#19981;得不在9-24个月的周期内就重建或升级IP网络基础设施。这种做法很显?#25442;?#36153;极高、不方便且不切合实际。

    l   固定容量——所有设备连通                l   根据需求配置连接和容量

    l   不适用于传输非常大的数据流              l   根据应用需求灵活调配带宽和服务器资源

    l   浪费带宽

    l   服务器利用率低




    对于这些数据?#34892;?#21644;云计算网络,最好的解决方案是布置一套光学开关结构来实现全自动、动态重构、高扩展性的物理层。这样的网络?#20302;?#21487;以实现10Gbps40Gbps

     

    100Gbps以致更高带宽的扩展,而无需额外的投资。同时该结构可以使数据?#34892;?#26681;据?#35789;?#30340;需求、循环类型、可预测的网络流量高峰等情况,?#35789;?#37197;置网络结构、分配服务器资?#30784;?/span>

    在城市网络和大区域网络?#20302;?#20013;同样如此,视频数据传输需求的扩展,导致运营商为满足客户需求将面临同样的问题。目前的光纤网络因其设计无法快速、经济的扩展带宽,非常多的运营商希望通过采用P-OTS网络(利用可调的转换器和可重构的分插复用)来实现网络配置的灵活性。

    为更进一步,这些网络?#20302;?#23558;会配备物理层全光光开关来组建CDCColorlessDirectionlessContention-less)光纤网络,以增强物理层设备的灵活性。在此基础上,运营商可以自由的通过集中的管理?#20302;?#25913;变业务配置。

    Calient3D MEMS 光开关技术运用320?#37995;?#21453;射镜来实现光路转换。在MEMS技术方案中,微反射镜可以通过旋转不同的角度,使入射光改变传输路线,入射到任意端口,3D MEMS技术只操纵光路,因此不受比特率、协议和波长的限制。这种传输方式也意味着3D MEMS技术不会干扰信号本身,可以保留信号源的关键特性包括频率、波形、色散、时序等。

    这种技术已经在40G100G网络中得到证实。拥有25ms的典型切换时间,满足时间敏?#34892;?#26368;强的网络协议需求。

    相较于OEOoptical-electrical-optical)技术和2D MEMS技术,3D MEMS光开关拥有显著的功耗和功率损耗低、体积小、发热量小等优势。

    实时上,有几种2D MEMS技术在与3D MEMS技术竞争,但是都不具有可扩展性。这是由于2D MEMS的复?#26377;裕?#26377;N个端口的2D MEMS?#20302;常?#38656;要配置N2个交叉开关和N2驱动电路,所以256个端口的2D MEMS?#20302;?#38656;要各超过65000个和切换单元和驱动电路。将端口扩展到1000个则需要各超过一百万个以上的切换单元和驱动电路。而3D MEMS?#20302;?#27599;个端口只需要2?#37995;?#21453;射镜,显著降低了?#20302;?#30340;繁杂程度,从而可以获得更好的可扩展性。

    Calient成熟的3D MEMS技术是过去10年中超过4亿美元研发投入的成果。Calient 3D MEMS技术的关键在于硅刻蚀技术和高转动率的微机?#30331;?#21160;设计,在光器件和操作软件等方面都融入了众多创新。目前,Calient在相关技术领域掌握了超过90项专利。Calient

    的微结构反射镜可以通过强?#34892;?#30340;静电力实现大角度、高精度控制,从而实现商业化光开关设备中端口规模最大、插入损耗最小的光交换?#20302;场?#35813;项技术使Calient在光开关领域达到了一个新的高度,在?#20302;?#31471;口数、可靠性、功耗等方面遥遥领先行业内其它竞争对手。

    新应用领域

    运用这项新型最佳化解决方案,光开关技术在众多应用领域都可作为一种最实用的解决方案。

    其中之一是软件定义的混合分组光传输数据?#34892;?#32593;络。面对?#27426;显?#38271;的数据流量,数据?#34892;?#27491;力图发展可扩展的基础设备,同时也要考虑功耗和资金成本问题。在混合分组光传输电?#26041;换?#32593;络中,光?#38750;?#25442;已被成功应用于增大基于包的传输,形成了一?#21482;?#21512;形式的解决方案。

    全光交换技术同样可以帮助云计算网络?#20302;?#25913;革数据流的传输方,使大型数据?#34892;?#21487;以满足处于不同地域客户的不同需求。在许多案例中,成功的数据服务可以不受带宽需求、路由模式和客户需求的限制。

    云数据运营商需要在他的各个站点之间提供高带宽连接,以便满足客户无论在何时何地调用数据的需求。由于这些潜在的需求在随?#21271;?#21270;,也就意味着网络?#20302;?#20063;需要能够及时的重新配置和扩展。

     利用光开关在云数据?#34892;?#20869;部和彼此之间动态地重新配置带宽,可以?#34892;?#22320;增强网络的灵活性。也就意味着数据?#34892;?#30340;高价值设备可以被更充分的应用,为用户提供最佳的应用表现。

    3D MEMS 光开关同时可以为运营商、互联网集聚点和数据托管?#34892;?#25552;供自动光纤连接方案。在这些应用中,光开关可以实现任意光路的连接、管理,为管理大量的光纤连接网络提供便利。

    对于政府部门,光开关为光纤连接网络提供了一种?#34892;?#30340;安全控?#21697;?#26696;。与OEO开关不同,全光开关不需要对数据流进行转换,因此也不会被作为截获窃取数据的目标。这为海底电缆登录地的节点和跨地域机密视频会议安全保证,开创了新的方法。光开关的网络重配速度也使该方案非常适用于数据?#34892;?#21644;广域网的?#25910;匣指础?span style="margin: 0px; padding: 0px;">

    合作关系

    光开关技术方案在市场上所有技术中提供了最好的物理层管理能力。Calient的光开关与光学传输平台、二层交换机、三层路由器等交换技术能够非常好的协同运作。Calient与这些领域的核心供应商协同合作,将3D MEMS开关与这些领域的技术相结合,提供了紧密结合的综合方案。

    这些优势在软件定义的数据?#34892;?#21644;云计算?#34892;?#20013;非常明显。与软件和网络解决方案供应商紧密结合,为网络解决方案提高了可管理性和灵活性。Calient的新产品能够与ROADM、光传输或云计算产品相整合以实现一体化。

    总结

    下一代网络对灵活性和带宽的需求为光开关提供了基于,Calient 3D MEMS技术正顺应了这一潮流。通过为运营商的CDC网络提供配置灵活性来管理云计算?#34892;?#30340;高容量信息流。3D MEMS拥有可扩展,低功耗,高吞吐量等优势,可满足用户需求。在这种3D MEMS产品策略下,Calient成为了市场条件下最具优势的光开关产品。


    (来源: ?#26412;?#36805;天宇光电科技有限公司


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