Широкосмугові когерентні з’єднання для дата-центрів у 2025 році: Вивільнення безпрецедентної пропускної спроможності та ефективності для наступного покоління хмарної інфраструктури. Досліджте, як ця технологія перетворить продуктивність і економіку дата-центрів протягом наступних п’яти років.
- Виконавче резюме: Ринкові фактори та прогнози на 2025 рік
- Огляд технології: Пояснення широкосмугових когерентних з’єднань
- Ключові гравці в індустрії та картографування екосистеми
- Поточний розмір ринку та прогнози зростання на 2025–2030 роки
- Тенденції впровадження: Гіпермасштабні, хмарні та корпоративні дата-центри
- Технічні виклики та рішення: Пропускна спроможність, енергія та затримка
- Регуляторний та стандартний ландшафт (наприклад, IEEE, OIF)
- Конкурентні технології: Підключувані та спільно упаковані оптики
- Кейс-стаді: Реальні впровадження та приріст продуктивності
- Перспективи: Дорожня карта інновацій та стратегічні рекомендації
- Джерела та посилання
Виконавче резюме: Ринкові фактори та прогнози на 2025 рік
Швидке розширення хмарних обчислень, штучного інтелекту (ШІ) та навантажень високопродуктивних обчислень (HPC) спричиняє фундаментальну трансформацію архітектур дата-центрів. Оскільки обсяги даних зростають, а вимоги до додатків посилюються, потреба в масштабованих, високоякісних та енергоефективних з’єднаннях стає надзвичайно важливою. Широкосмугові когерентні з’єднання — які використовують розвинуту обробку цифрових сигналів (DSP), формати модуляції високого порядку та щільне поділ довжин хвиль (DWDM) — стають критично важливою технологією для вирішення цих проблем у гіпермасштабних та великих корпоративних дата-центрах.
У 2025 році ринок широкосмугових когерентних з’єднань рухається вперед завдяки кільком конвергуючим факторам. По-перше, перехід на оптичні лінки 400G, 800G і навіть 1.6T прискорюється, при цьому провідні виробники оптичних трансиверів, такі як Infinera, Ciena та NeoPhotonics (тепер частина Lumentum), представляють когерентні підключувані модулі, які підтримують високі швидкості передачі та широкі оптичні смуги пропускання. Ці модулі дозволяють дата-центрам розширювати досяжність та ємність своїх з’єднань, зменшуючи споживання енергії на біт.
По-друге, оператори гіпермасштабів — включаючи Microsoft, Google та Meta — активно впроваджують та тестують широкосмугові когерентні рішення для підтримки трафіку з заходу на схід та з’єднань між дата-центрами. Ці компанії співпрацюють з постачальниками оптичних компонентів для розробки когерентних DSP наступного покоління та фотонних інтегрованих схем (PIC), які можуть працювати в діапазоні C+L, ефективно подвоюючи доступну ємність волокна та забезпечуючи їх інфраструктуру на майбутнє для навантажень, керованих ШІ.
По-третє, зусилля з стандартизації в індустрії, очолювані організаціями, такими як Оптичний форум міжмережевого зв’язку (OIF) та Міжнародний союз електрозв’язку (ITU), прискорюють впровадження взаємодіючих когерентних інтерфейсів, включаючи стандарти 400ZR, 800ZR та OpenROADM. Ці ініціативи сприяють формуванню багатовендорської екосистеми, зменшуючи складність інтеграції та дозволяючи ширше впровадження технологій широкосмугових когерентних з’єднань як у метрополітенах, так і в регіональних з’єднаннях дата-центрів (DCI).
Дивлячись у майбутнє, прогнози для широкосмугових когерентних з’єднань залишаються міцними. Продовження еволюції кремнієвої фотоніки, спільно упакованої оптики та розвинених DSP очікується, що ще більше підвищить спектральну ефективність та знизить загальні витрати на володіння. Оскільки навантаження ШІ та машинного навчання зростають, оператори дата-центрів все більше пріоритизують широкосмугові когерентні рішення, щоб задовольнити вимоги до надвисокої пропускної спроможності, низької затримки та енергоефективності. Ринок готовий до стійкого зростання, при цьому провідні постачальники технологій та оператори гіпермасштабів формують траєкторію інновацій та впровадження до 2025 року і далі.
Огляд технології: Пояснення широкосмугових когерентних з’єднань
Широкосмугові когерентні з’єднання представляють собою трансформаційну технологію для мережевих рішень дата-центрів, що дозволяє передавати величезні обсяги даних через оптичне волокно з високою спектральною ефективністю та досяжністю. На відміну від традиційних інтенсивно-модульованих прямих детекторів (IM-DD), когерентні з’єднання використовують розвинуті формати модуляції, обробку цифрових сигналів (DSP) та поляризаційне мультиплексування для кодування більшої кількості інформації на довжину хвилі, значно збільшуючи пропускну спроможність та зменшуючи витрати на біт.
У 2025 році впровадження широкосмугових когерентних з’єднань прискорюється, підштовхуючи експоненціальний ріст хмарних послуг, навантажень штучного інтелекту та потребу в масштабованих, енергоефективних архітектурах дата-центрів. Когерентна технологія, яка раніше використовувалася лише для магістральних і метрополітенських мереж, тепер адаптується для застосувань з’єднань дата-центрів (DCI) з коротшою досяжністю, з рішеннями, що підтримують швидкості передачі даних 400G, 800G і навіть 1.2T на довжину хвилі. Ці досягнення можливі завдяки розробці високопродуктивних когерентних DSP ASIC, інтегрованої фотоніки та підключуваних трансиверних модулів.
Ключові гравці в індустрії стоять на передньому краї цієї еволюції. Ciena представила платформу WaveLogic 6, яка підтримує 1.6 Tbps одноносного передачі та розроблена як для метрополітенів, так і для середовищ DCI. Infinera пропонує когерентні підключувані модулі ICE-X, які націлені на масштабовані та енергоефективні рішення DCI. Nokia вдосконалює свій когерентний DSP PSE-6s, що дозволяє передачу 800G і 1.2T через одну довжину хвилі, тоді як Cisco Systems інтегрує когерентну оптику у свої мережеві платформи для задоволення зростаючого попиту на високоякісні, низькозатримкові з’єднання.
Визначальною особливістю широкосмугових когерентних з’єднань є їх здатність працювати на розширених оптичних смугах пропускання, таких як діапазон C+L, ефективно подвоюючи доступний спектр у порівнянні з традиційними системами, що використовують лише діапазон C. Цей підхід приймається провідними постачальниками оптичних компонентів, такими як Lumentum та NeoPhotonics (тепер частина Lumentum), які розробляють широкосмугові оптичні підсилювачі та мультиплексори для підтримки багатотерабітної передачі.
Дивлячись у майбутнє, прогнози для широкосмугових когерентних з’єднань у дата-центрах залишаються міцними. Очікується, що технологія стане основою для наступного покоління дата-центрів, масштабованих для хмари та керованих ШІ, підтримуючи перехід до 400ZR, 800ZR та далі. Дорожні карти індустрії вказують на продовження інновацій у DSP, фотонній інтеграції та форм-факторах модулів, з акцентом на зменшення споживання енергії та загальних витрат на володіння. Оскільки оператори гіпермасштабів та постачальники послуг інвестують у ці рішення, широкосмугові когерентні з’єднання готові стати основним елементом інфраструктури дата-центрів протягом решти десятиліття.
Ключові гравці в індустрії та картографування екосистеми
Екосистема широкосмугових когерентних з’єднань у дата-центрах швидко еволюціонує, підштовхувана експоненціальним зростанням хмарних послуг, навантажень ШІ та потребою в масштабованому, високоякісному з’єднанні. Станом на 2025 рік ландшафт індустрії формується сумішшю усталених гігантів оптичних мереж, інноваційних постачальників компонентів, операторів гіпермасштабів та стандартних організацій, які всі сприяють просуванню та впровадженню когерентних оптичних технологій.
Серед провідних постачальників систем Cisco Systems та Juniper Networks продовжують відігравати ключові ролі, інтегруючи когерентну оптику у свої платформи з’єднань дата-центрів (DCI). Придбання Cisco компанії Acacia Communications зміцнило її внутрішні можливості для когерентної обробки цифрових сигналів (DSP) та підключуваної оптики, що дозволяє постачати когерентні модулі 400G/800G, що пристосовані для гіпермасштабних та корпоративних дата-центрів. Тим часом Juniper розширила свою серію PTX та QFX, додавши підтримку високошвидкісних когерентних підключуваних модулів, націлених на як метрополітени, так і довгі маршрути DCI.
На фронті компонентів та модулів Infinera та Ciena стоять на передньому краї розробки розвинутих когерентних трансиверів та фотонних інтегрованих схем (PIC). ICE-X Infinera та серія WaveLogic Ciena широко використовуються за їх високу спектральну ефективність та підтримку широкосмугової передачі, включаючи роботу в діапазоні C+L, що стає все більш важливим для максимізації використання волокна в щільних середовищах дата-центрів. Обидві компанії також активно беруть участь в ініціативах OpenZR+ та OpenROADM, просуваючи взаємодію та багатовендорські екосистеми.
Оператори гіпермасштабів, такі як Google, Microsoft та Amazon, є не лише великими споживачами, але й ключовими впливовими особами в напрямку технології когерентних з’єднань. Ці компанії стимулюють попит на підключувану когерентну оптику, яка може бути безпосередньо впроваджена в комутатори та маршрутизатори, зменшуючи споживання енергії та операційну складність. Їх співпраця з постачальниками оптичних модулів прискорює впровадження стандартів 400ZR, 800ZR та нових 1.6T.
Екосистема також підтримується спеціалістами з оптичних компонентів, такими як Lumentum, NeoPhotonics (тепер частина Lumentum) та Coherent Corp. (раніше II-VI Incorporated), які постачають критично важливі елементи, такі як налаштовувані лазери, модулятори та когерентні приймачі. Ці постачальники відіграють важливу роль у забезпеченні мініатюризації та зниженні витрат на когерентні модулі, роблячи широкосмугові рішення життєздатними для ширшого впровадження в дата-центрах.
Органи стандартизації та індустріальні альянси, включаючи Оптичний форум міжмережевого зв’язку (OIF) та Open Compute Project (OCP), відіграють ключову роль у визначенні специфікацій взаємодії та еталонних проектів. Їхня робота забезпечує, щоб широкосмугові когерентні з’єднання могли безперешкодно інтегруватися в багатовендорські середовища, сприяючи інноваціям та прискоренню ринкового впровадження.
Дивлячись у майбутнє, взаємодія між цими ключовими гравцями — постачальниками систем, постачальниками компонентів, операторами хмарних послуг та організаціями стандартизації — продовжить формувати траєкторію широкосмугових когерентних з’єднань. Спільний підхід екосистеми, як очікується, призведе до подальших досягнень у ємності, ефективності та масштабованості, підтримуючи наступне покоління архітектур дата-центрів до 2025 року і далі.
Поточний розмір ринку та прогнози зростання на 2025–2030 роки
Ринок широкосмугових когерентних з’єднань у дата-центрах переживає швидке розширення, підштовхуване експоненціальним зростанням хмарних обчислень, штучного інтелекту (ШІ) та навантажень високопродуктивних обчислень (HPC). Станом на 2025 рік впровадження когерентних оптичних технологій, здатних підтримувати швидкості передачі даних 400G, 800G і рухаючись до 1.6T на довжину хвилі, стало критично важливим для гіпермасштабних та великих корпоративних дата-центрів. Впровадження широкосмугових когерентних з’єднань особливо виражене серед провідних постачальників хмарних послуг та операторів мереж, які прагнуть вирішити проблеми з пропускною спроможністю та зменшити споживання енергії на біт.
Ключові гравці в індустрії, такі як Ciena, Infinera, Nokia та Cisco Systems, перебувають на передньому краї комерціалізації розвинутих когерентних рішень. Ці компанії представили трансивери та лінійні системи, які підтримують широкосмугову роботу в діапазонах C+L, що дозволяє багатотерабітну передачу через одиничні пари волокон. Наприклад, платформи WaveLogic Ciena та ICE-X Infinera впроваджуються в метрополітенських, регіональних та довгострокових з’єднаннях дата-центрів (DCI), з акцентом на максимізацію спектральної ефективності та мінімізацію експлуатаційних витрат.
У 2025 році глобальний розмір ринку когерентних оптичних модулів та пов’язаного обладнання DCI оцінюється в багато мільярдів доларів, з прогнозованими двозначними річними темпами зростання до 2030 року. Перехід від когерентних модулів 400G до 800G та 1.6T, як очікується, прискориться, підштовхуваний потребою в масштабованих, енергоефективних з’єднаннях. Intel та NeoPhotonics (тепер частина Lumentum) також інвестують у кремнієву фотоніку та розвинуті технології DSP, щоб ще більше зменшити витрати та споживання енергії, роблячи когерентні рішення більш доступними для ширшого кола операторів дата-центрів.
Дивлячись у 2030 рік, консенсус в індустрії вказує на продовження стійкого зростання, при цьому широкосмугові когерентні з’єднання стають де-факто стандартом для високоякісного DCI. Поширення навантажень, керованих ШІ, та розширення крайових дата-центрів, як очікується, ще більше стимулюватимуть попит. Зусилля зі стандартизації організацій, таких як Оптичний форум міжмережевого зв’язку (OIF) та Міжнародний союз електрозв’язку (ITU), підтримують взаємодію та прискорюють впровадження. В результаті прогнози ринку для широкосмугових когерентних з’єднань залишаються дуже позитивними, з очікуванням продовження інновацій та масштабування, що сприятиме зниженню витрат та розширенню впровадження на глобальному ринку дата-центрів.
Тенденції впровадження: Гіпермасштабні, хмарні та корпоративні дата-центри
Впровадження широкосмугових когерентних з’єднань у дата-центрах швидко прискорюється у 2025 році, підштовхнуте ненаситним попитом на пропускну спроможність з боку операторів гіпермасштабів, хмарних та корпоративних. Гіпермасштабні дата-центри, які управляються такими гігантами індустрії, як Microsoft, Google, Amazon та Meta Platforms, знаходяться на передньому краї впровадження когерентних оптичних з’єднань наступного покоління для підтримки навантажень ШІ/МЛ, розподіленого зберігання та високопродуктивних обчислень. Ці оператори переходять від традиційної оптики прямого детектування до розвинутих когерентних рішень, використовуючи широкосмугову передачу для досягнення швидкостей передачі даних на довжину хвилі 800G і більше, з дорожніми картами, що націлені на 1.6T та 3.2T у найближчі роки.
Ключові постачальники, такі як Ciena, Infinera, Nokia та Cisco Systems, активно комерціалізують широкосмугові когерентні підключувані модулі, включаючи 400ZR+, 800ZR та нові 1.6T-класу трансивери. Ці модулі використовують розвинуту обробку цифрових сигналів (DSP), формати модуляції високого порядку та розширені оптичні смуги пропускання (діапазон C+L), щоб максимізувати спектральну ефективність та досяжність. Infinera та Ciena оголосили про успішні польові випробування та ранні впровадження когерентної оптики 800G та 1.2T у метрополітенських та регіональних з’єднаннях дата-центрів (DCI), з операторами гіпермасштабів, які починають масштабувати ці рішення в продуктивних мережах.
Постачальники хмарних послуг також приймають широкосмугові когерентні з’єднання, щоб забезпечити масштабоване, багатотерабітне з’єднання між географічно розподіленими дата-центрами. Google та Microsoft публічно обговорювали свої інвестиції в оптичний транспорт наступного покоління, включаючи впровадження когерентних підключуваних модулів та відкритих лінійних систем для підтримки гнучкого, високоякісного DCI. Ці тенденції відображаються в корпоративному сегменті, де великі фінансові установи, постачальники медичних послуг та дослідницькі організації тестують когерентну оптику для забезпечення надійності своїх основних та резервних з’єднань.
Дивлячись у майбутнє, прогнози для широкосмугових когерентних з’єднань залишаються міцними. Індустріальні організації, такі як Оптичний форум міжмережевого зв’язку (OIF) та Ethernet Alliance, просувають стандарти взаємодії для когерентних модулів 800G та 1.6T, прокладаючи шлях до ширшого впровадження екосистеми. Оскільки кремнієва фотоніка та спільно упакована оптика зріють, очікується, що витрати та енергетична ефективність когерентних рішень покращаться, прискорюючи їх проникнення як у гіпермасштабні, так і в корпоративні дата-центри до 2026 року і далі.
Технічні виклики та рішення: Пропускна спроможність, енергія та затримка
Швидка еволюція архітектур дата-центрів у 2025 році викликає безпрецедентний попит на широкосмугові когерентні з’єднання, з технічними викликами, що зосереджуються на масштабованості пропускної спроможності, енергоефективності та зменшенні затримки. Оскільки оператори гіпермасштабів та хмарні послуги прагнуть підтримувати навантаження ШІ/МЛ та масивний трафік з заходу на схід, обмеження традиційних інтенсивно-модульованих прямих детекторів (IM-DD) стають все більш очевидними. Когерентна оптична технологія, яка давно зарекомендувала себе в магістральних та метрополітенських мережах, тепер адаптується для з’єднань дата-центрів (DCI) з коротшою досяжністю, але цей перехід приносить власний набір технічних труднощів.
Пропускна спроможність залишається основним питанням. Перехід на підключувані когерентні модулі 800G та 1.6T вже розпочато, при цьому провідні постачальники, такі як Ciena, Infinera та Nokia, представляють рішення на основі розвинутої обробки цифрових сигналів (DSP) та формати модуляції високого порядку. Ці модулі використовують технології 7 нм та 5 нм CMOS для упакування більшої кількості каналів та вищих швидкостей символів у компактні форм-фактори, але викликом залишається збереження цілісності сигналу та управління кросстоком, оскільки кількість каналів зростає. Ініціативи OpenZR+ та OpenROADM MSA допомагають стандартизувати взаємодіючі когерентні інтерфейси, ще більше прискорюючи впровадження.
Споживання енергії є критично важким вузьким місцем, особливо оскільки дата-центри прагнуть до сталого розвитку. Когерентні DSP та високошвидкісні ADC/DAC споживають багато енергії, а інтеграція їх у підключувані форм-фактори, такі як QSFP-DD та OSFP, без перевищення термічних бюджетів є великим інженерним викликом. Компанії, такі як Marvell Technology та NeoPhotonics (тепер частина Lumentum), розробляють когерентні DSP наступного покоління та фотонні інтегровані схеми (PIC), які обіцяють значне зменшення споживання енергії на біт. Інновації в кремнієвій фотоніці, які започатковані Intel та Ayana Technologies, також дозволяють досягати більшої інтеграції та знижувати споживання енергії.
Затримка є ще одним ключовим показником, особливо для кластерів ШІ/МЛ та додатків, чутливих до затримки. Когерентні з’єднання вводять додаткову затримку обробки через складні операції DSP, але нещодавні досягнення в низькозатримковій FEC (впереджене виправлення помилок) та спрощених DSP-процесах звужують розрив з рішеннями IM-DD. Cisco Systems та Juniper Networks активно розробляють когерентні платформи DCI, оптимізовані як для високої пропускної спроможності, так і для низької затримки, націлюючись на підмікросекундну загальну продуктивність.
Дивлячись у майбутнє, прогнози для широкосмугових когерентних з’єднань у дата-центрах є багатообіцяючими. Конвергенція розвинутих DSP, кремнієвої фотоніки та стандартизованих підключуваних модулів очікується, що забезпечить масштабовані, енергоефективні та низькозатримкові рішення до 2026 року і далі. Оскільки екосистема зріє, співпраця між постачальниками обладнання, постачальниками компонентів та операторами гіпермасштабів буде критично важливою для подолання залишкових технічних бар’єрів та забезпечення наступного покоління інфраструктури хмарного масштабу.
Регуляторний та стандартний ландшафт (наприклад, IEEE, OIF)
Регуляторний та стандартний ландшафт для широкосмугових когерентних з’єднань у дата-центрах швидко еволюціонує, оскільки оператори гіпермасштабів та постачальники обладнання прагнуть до вищих швидкостей передачі даних, нижчої затримки та покращеної взаємодії. Станом на 2025 рік дві основні організації — IEEE та Оптичний форум міжмережевого зв’язку (OIF) — знаходяться на передньому краї визначення технічних специфікацій та рамок відповідності, які підпирають впровадження когерентних оптичних технологій у середовищі дата-центрів.
IEEE відіграє важливу роль у стандартизації Ethernet-інтерфейсів, при цьому робоча група IEEE 802.3 керує розробкою стандартів Ethernet 400G, 800G і нових 1.6T. Ці стандарти все більше посилаються на когерентні оптичні рішення для досяжностей понад 2 км, задовольняючи потреби великих дата-центрів і мереж кампусів. Проекти IEEE 802.3df та 802.3dj, наприклад, зосереджені на 800 Gb/s та 1.6 Tb/s Ethernet відповідно, і очікується, що вони завершать ключові специфікації до 2025–2026 року, з положеннями для когерентної оптики в додатках з довгими досяжностями.
Тим часом Оптичний форум міжмережевого зв’язку (OIF) відіграє ключову роль у визначенні стандартів взаємодії для когерентних оптичних модулів та інтерфейсів обробки цифрових сигналів (DSP). Угоди про впровадження OIF 400ZR та 800ZR вже забезпечили багатовендорську взаємодію для когерентних підключуваних модулів, які наразі широко використовуються в додатках з’єднань дата-центрів (DCI). У 2024–2025 роках OIF просуває роботу над специфікаціями 1600ZR та OpenZR+, націлюючись на ще вищі швидкості передачі даних та ширшу досяжність, з акцентом на енергоефективність та стандартизацію форм-факторів для задоволення вимог гіпермасштабів.
Інші індустріальні організації, такі як Коаліція когерентного саміту (CSA), також сприяють екосистемі, просуваючи угоди з багатьох джерел (MSA) для когерентної підключуваної оптики, забезпечуючи, щоб модулі від різних постачальників могли безперешкодно інтегруватися в мережі дата-центрів. Ці спільні зусилля є критично важливими, оскільки індустрія переходить від власницьких рішень до відкритих архітектур, основаних на стандартах.
Дивлячись у майбутнє, регуляторне та стандартне середовище, як очікується, ще більше підкреслить взаємодію, енергоефективність та масштабованість. Оскільки оператори дата-центрів вимагають все вищої пропускної спроможності та нижчих загальних витрат на володіння, узгодження між IEEE, OIF та іншими стандартами буде критично важливим для прискорення впровадження широкосмугових когерентних з’єднань. Наступні кілька років, ймовірно, побачать ратифікацію нових стандартів, що підтримують 1.6T і більше, з сильним акцентом на забезпечення гнучкого, програмно-означеного оптичного зв’язку в межах і між дата-центрами.
Конкурентні технології: Підключувані та спільно упаковані оптики
Конкуренція між підключуваною та спільно упакованою оптикою посилюється, оскільки дата-центри прагнуть впроваджувати широкосмугові когерентні з’єднання, здатні підтримувати постійно зростаючі вимоги до пропускної спроможності. У 2025 році підключувана когерентна оптика залишається домінуючою технологією для з’єднань дата-центрів (DCI) та метрополітенських застосувань, здебільшого завдяки своїй гнучкості, легкості впровадження та усталеним ланцюгам постачання. Провідні постачальники, такі як Cisco Systems, Infinera та Ciena, продовжують вдосконалювати підключувані когерентні модулі, при цьому трансивери 400G та 800G ZR/ZR+ наразі широко доступні та впроваджуються операторами гіпермасштабів та постачальниками послуг.
Підключувана оптика використовує стандартизовані форм-фактори, такі як QSFP-DD та OSFP, що дозволяє взаємодію та швидкі оновлення в існуючому мережевому обладнанні. Впровадження 800G когерентних підключуваних модулів, таких як ті, що базуються на стандартах OpenZR+ та OIF 400ZR, дозволяє дата-центрам розширювати досяжність та ємність без значних переробок апаратного забезпечення. Infinera та Ciena обидва продемонстрували 800G когерентні підключувані модулі в живих мережах, а Cisco Systems інтегрувала ці модулі у свої маршрутизатори та комутатори, підкреслюючи зрілість та масштабованість підключуваних рішень.
Однак, коли швидкості передачі даних наближаються до 1.6 Tbps і більше, обмеження підключуваної оптики — особливо в термінах споживання енергії, термічного управління та цілісності сигналу — стають все більш помітними. Це сприяє відновленню інтересу до спільно упакованої оптики (CPO), де оптичні двигуни інтегруються безпосередньо з ASIC комутатора в одному пакеті або підкладці. CPO обіцяє зменшити електричні втрати з’єднання, знизити споживання енергії та забезпечити вищу загальну пропускну спроможність, що робить її привабливою для наступних поколінь архітектур дата-центрів.
Провідні постачальники кремнієвих чіпів, такі як Broadcom та Intel, активно розробляють платформи CPO, часто у співпраці з спеціалістами з оптичних компонентів, такими як Lumentum та Coherent Corp. (раніше II-VI Incorporated). У 2025 році очікуються пілотні впровадження та демонстрації екосистеми, але широке впровадження CPO, ймовірно, залишиться обмеженим лише найбільш вимогливими до пропускної спроможності середовищами через проблеми з виробництвом, обслуговуванням та готовністю ланцюгів постачання.
Дивлячись у майбутнє, конкурентне середовище буде формуватися здатністю підключуваної оптики масштабуватися до вищих швидкостей передачі даних та темпом, з яким CPO подолає інтеграційні та операційні труднощі. Індустріальні організації, такі як Оптичний форум міжмережевого зв’язку (OIF) та Open Compute Project, просувають зусилля щодо взаємодії та стандартів для обох підходів, забезпечуючи, щоб оператори дата-центрів мали широкий спектр варіантів при проектуванні широкосмугових когерентних з’єднань для наступного покоління навантажень хмари та ШІ.
Кейс-стаді: Реальні впровадження та приріст продуктивності
Впровадження широкосмугових когерентних з’єднань у дата-центрах прискорилося швидко у 2025 році, підштовхнуте експоненціальним зростанням навантажень ШІ, хмарних послуг та потребою в масштабованій, енергоефективній інфраструктурі. Кілька провідних технологічних компаній та операторів гіпермасштабів ініціювали масштабні розгортання та пілотні проекти, демонструючи відчутні прирости продуктивності та встановлюючи нові еталони для внутрішньо- та міждата-центрових з’єднань.
Одним із найяскравіших кейсів є впровадження компанії Cisco Systems, яка інтегрувала свої останні 800G когерентні оптики в мережі гіпермасштабних дата-центрів. Розгортання Cisco використовує розвинуту обробку цифрових сигналів та широкосмугові трансивери, що дозволяє однонитковим з’єднанням передавати кілька терабіт на секунду на відстані понад 100 км. Ранні результати вказують на зменшення споживання енергії на біт більш ніж на 40% у порівнянні з попередніми рішеннями 400G, при цьому також подвоюючи доступну пропускну спроможність для з’єднань кластерів ШІ.
Аналогічно, Infinera Corporation співпрацює з великими постачальниками хмарних послуг для впровадження своїх широкосмугових когерентних підключуваних модулів ICE-X. Ці модулі підтримують 1.2 Tbps на довжину хвилі та розроблені як для метрополітенських, так і для довгострокових з’єднань дата-центрів (DCI). Польові випробування Infinera у 2025 році продемонстрували безпомилкову передачу через з’єднання 200 км, з спектральною ефективністю, що перевищує 6 біт/с/Гц, дозволяючи операторам максимізувати використання волокна та зменшити потребу в додатковій інфраструктурі.
Ще один помітний приклад — це Ciena Corporation, яка співпрацювала з глобальними постачальниками контенту в Інтернеті для впровадження своєї когерентної технології WaveLogic 6. Розгортання Ciena досягли до 1.6 Tbps на довжину хвилі в продуктивних середовищах, підтримуючи масивні патерни трафіку з заходу на схід, характерні для навантажень ШІ та машинного навчання. Оператори повідомляють про 30% зменшення загальних витрат на володіння (TCO) та значні поліпшення в гнучкості мережі, оскільки технологія дозволяє швидке масштабування та динамічне виділення пропускної спроможності.
Дивлячись у майбутнє, прогнози для широкосмугових когерентних з’єднань у дата-центрах залишаються міцними. Лідери індустрії, такі як NeoPhotonics (тепер частина Lumentum Holdings) та ADVA Optical Networking, активно розробляють когерентні підключувані модулі наступного покоління, націлені на 1.6 Tbps і більше, з комерційною доступністю, очікуваною протягом наступних двох років. Ці досягнення, як очікується, ще більше знизять витрати на біт, покращать енергоефективність і підтримають еволюційні вимоги архітектур дата-центрів, керованих ШІ.
На завершення, реальні впровадження у 2025 році підтвердили трансформаційний вплив широкосмугових когерентних з’єднань, з вимірювальними приростами в пропускній спроможності, ефективності та масштабованості. Оскільки впровадження розширюється, ці технології готові стати основою для наступного покоління високопродуктивних дата-центрів.
Перспективи: Дорожня карта інновацій та стратегічні рекомендації
Перспективи для широкосмугових когерентних з’єднань у дата-центрах формуються зростаючим попитом на пропускну спроможність, енергоефективність та масштабованість, оскільки штучний інтелект (ШІ), машинне навчання та навантаження в хмарах розширюються. У 2025 році та наступні роки дорожня карта інновацій визначається переходом від когерентних оптичних модулів 400G та 800G до рішень 1.6T і навіть 3.2T, що використовують розвинуті формати модуляції, інтегровану фотоніку та вдосконалення обробки цифрових сигналів (DSP).
Ключові гравці в індустрії активно сприяють цій еволюції. Infinera Corporation розробляє когерентні підключувані модулі наступного покоління ICE-X, націлені на швидкості передачі 1.6T з високою спектральною ефективністю та низьким споживанням енергії, спрямовані на вирішення як внутрішніх, так і міждата-центрових з’єднань. Ciena Corporation інвестує в технологію WaveLogic 6, яка, як очікується, забезпечить 1.6T на довжину хвилі та підтримуватиме гнучкі архітектури сітки, дозволяючи дата-центрам масштабувати пропускну спроможність без пропорційного збільшення площі або споживання енергії. NeoPhotonics (тепер частина Lumentum Holdings) продовжує розвивати високошвидкісні когерентні трансивери та фотонні інтегровані схеми (PIC) для з’єднань дата-центрів наступного покоління.
Впровадження широкосмугових когерентних з’єднань також прискорюється операторами гіпермасштабів, такими як Microsoft та Google, які співпрацюють з виробниками оптичних компонентів для визначення відкритих стандартів та взаємодії для підключуваних модулів 800G та 1.6T. Ці зусилля, як очікується, знизять витрати та дозволять формування багатовендорських екосистем, що є критичним фактором для великих впроваджень дата-центрів.
Стратегічно, індустрія зосереджується на інтеграції кремнієвої фотоніки та спільно упакованої оптики (CPO), щоб ще більше зменшити споживання енергії та затримку. Компанії Intel та Broadcom Inc. активно інвестують у платформи кремнієвої фотоніки, з дорожніми картами, які включають оптичні двигуни 1.6T та 3.2T, призначені для безпосередньої інтеграції з ASIC комутаторів. Цей підхід, як очікується, стане основним до кінця 2020-х років, дозволяючи дата-центрам відповідати експоненціальному зростанню трафіку з заходу на схід, спричиненого кластерами ШІ та розподіленими обчисленнями.
На завершення, наступні кілька років побачать швидку комерціалізацію широкосмугових когерентних з’єднань, з акцентом на вищі швидкості передачі даних, енергоефективність та відкриту взаємодію. Стратегічні рекомендації для операторів дата-центрів включають раннє залучення постачальників до нових стандартів, інвестиції в модульну та оновлювальну оптичну інфраструктуру та уважне відстеження розробок у кремнієвій фотоніці та CPO, щоб забезпечити довгострокову масштабованість та конкурентоспроможність.
