随着打造更加可持续的世界的压力不断增长，数据中心运营商必须继续降低碳足迹，据估计，其碳足迹目前已超过航空业。近年来，光学技术的进步使数据中心互连(DCI)网络速度、容量和覆盖范围显著提高，正逐步向每波长太比特网络迈进。然而，仅靠这些技术是不够的——运营商需要考虑如何更有效地扩展网络。
　　
　　展望未来的DCI网络，重点是那些能够实现更快速度、更大覆盖范围和更高性能的技术。然而，核心挑战是如何优化所有这些功能，同时降低每比特每公里的成本并提高可持续性。哪些下一代光网络技术将使DCI网络运营商能够实现更绿色的数据中心网络这一目标？
　　
　　网络转型
　　
　　毋庸置疑，当今的超大规模网络运营商面临着巨大的压力，以满足不断增长的数据容量需求。事实上，分析公司IDC预测，数据将继续以每年约21%的增长率增长，到2026年将超过221ZB。由于对over-the-top(OTT)服务的需求、物联网(IoT)连接的普及以及云计算、大数据分析和人工智能(AI)技术的融合，预计这种数据爆炸式增长在短期内不会放缓。
　　
　　这些趋势反过来又推动了DCI网络的增长，而DCI网络对于连接全球大规模超大规模数据中心之间的流量至关重要。更重要的是，这种增长导致与可扩展性、距离、延迟和可持续性相关的挑战日益增加，从而推动了这些网络的架构、设计和运营的转变。
　　
　　增强可持续性
　　
　　尽管对更多存储和计算能力的需求不断增加，但许多数据中心运营商仍面临着持续的空间和预算限制。因此，网络系统被集中在越来越小的空间内，增加了网络设备的热负荷。随着热负荷的增加，数据中心网络需要更多的冷却资源。
　　
　　这种转变不断要求降低数据中心内部的能耗和减少热量传递，在DCI网络中也是如此。网络运营商需要一种新的设计方法来降低功耗，而能源成本的上升和联合国“奔向零排放”运动等全球倡议进一步加剧了这一需求的紧迫性。
　　
　　采用传统的空气冷却方法，当今的数据中心和DCI网络中心局(CO)需要更大的风扇以越来越高的速度运行来处理热量的产生。这不仅会产生震耳欲聋的噪音，还会消耗过多的能量。据估计，到2027年，全球数据中心的能耗将达到803太瓦时。
　　
　　在超级计算机的世界里，强烈的热负荷可以产生超过100千瓦/平方米的热密度。为应对这一超级计算机热挑战而开发的先进液体冷却技术正在应用于下一代DCI传输网络架构，以显着降低运行温度并将噪声降低一半。
　　
　　闭环液冷技术通过多种方式提高了DCI网络的可持续性。首先，液冷提供更好的热传递，以维持较低的工作温度。此外，由于系统本身消耗的能量更少，因此功耗可降低40%以上；最后，液冷系统中的风扇运转速度要慢得多，从而延长了风扇寿命，提高了可靠性，减少了碳足迹，并减少了维护。
　　
　　提高规模和性能
　　
　　尽管在可持续发展方面存在竞争，但对更高数据速度和带宽的需求仍在推动对提高DCI网络性能、容量和可扩展性的需求。为了满足这些需求并保持竞争力，超大规模企业必须削减成本并简化运营效率，即使他们提高了容量。
　　
　　传统上，ROADM网络的波长范围有限，因为传统传输解决方案分为C波段和L波段。这在城域和长途DCI网络中尤其成问题。连续C+LROADM架构的最新进展使传输平台能够同时处理两个波长带。这不仅增加了最大传输容量并简化了网络容量升级，而且与当前的附加或C波段过度建设方法相比，它还通过使用一半的公共线路系统设备来减少对环境的影响。
　　
　　除了容量增强之外，技术进步也有助于增加长距离DCI网络的距离。借助拉曼放大，网络运营商可以构建具有更清晰的整体信号和更长覆盖范围的ROADM架构。然而，迄今为止，拉曼放大仅限于向后配置，其中放大器仅位于光纤跨度的接收端。下一代前向拉曼技术允许在链路的两端进行放大，从而将覆盖范围或容量提高40%。
　　
　　自动化操作
　　
　　维护实时光纤网络的任务曾经是一项手动、耗时的全职工作。然而，随着管理端到端网络的运营人员越来越精简，许多网络运营商开始更多地使用自动化和人工智能来安全可靠地执行简单任务。这不仅可以让经验丰富的技术人员腾出时间从事更重要的活动，还可以降低人为错误的风险并降低成本。
　　
　　典型ROADM网络的性能将根据光纤类型和有源光通道数量而变化。由于光纤工厂中混合了多种类型的光纤，因此需要进行大量测试和全面记录，以确保正确的放大器偏置和波长优化。通过利用支持AI的自动化，可以快速表征光纤工厂，以确定光纤类型、跨度损耗和延迟，从而实现零接触启动和优化，减少人为错误并简化操作，同时减少碳足迹。
　　
　　照亮明天的道路
　　
　　随着当今的数据中心向太比特时代迈进，数据中心运营商和超大规模企业不断面临压力，需要处理网络流量的指数增长，即使他们降低了每比特成本。这种数字化发展正在推动DCI网络架构的巨大变化，催生了液体冷却、连续C+L波段操作、前向拉曼和支持AI/ML的自动化等下一代技术。这些光网络进步将共同帮助DCI网络运营商应对超快速度、扩大全球覆盖范围和指数增长的挑战，同时支持未来更大的可持续性。
　　
　　编辑：Harris