জ্ঞান

1.400G, এটা সত্যিই এখানে

কিছুদিন আগে, 2024 সালের মার্চ মাসে, চায়না মোবাইল বিশ্বের প্রথম 400G অল-অপটিক্যাল আন্তঃপ্রাদেশিক (বেইজিং ইনার মঙ্গোলিয়া) ট্রাঙ্ক লাইন খুলেছে, যা একটি গুরুত্বপূর্ণ মাইলফলক ইভেন্ট হিসাবে বিবেচিত হয়।

ব্যাকবোন নেটওয়ার্ককে 400G-তে আপগ্রেড করার কারণ সুস্পষ্ট।

একদিকে, বাসিন্দাদের ডিজিটাল জীবন (হাই-ডেফিনিশন ভিডিও, টেলিকনফারেন্সিং, অনলাইন লাইভ সম্প্রচার, অনলাইন গেমস ইত্যাদি) দ্বারা আনা ভোক্তা ইন্টারনেট ট্রাফিকের বৃদ্ধি এখনও অব্যাহত রয়েছে।

অন্যদিকে, সমগ্র শিল্প ডিজিটাল রূপান্তরকে প্রচার করছে, এবং শিল্প ডিজিটাল সিস্টেম থেকে ট্রাফিকের বৃদ্ধি ব্যাকবোন নেটওয়ার্কগুলির উপর চাপকে তীব্র করেছে।

ব্যাকবোন নেটওয়ার্কে হঠাৎ চাপ বৃদ্ধি একটি মূল কারণ - AI এর বিস্ফোরণ।

AIGC বড় মডেলের উত্থানের পরে, এটি AI এর একটি তরঙ্গ ট্রিগার করে। এআই ব্যবসার চাহিদা পূরণের জন্য, প্রচুর সংখ্যক বুদ্ধিমান কম্পিউটিং কেন্দ্র তৈরি করা প্রয়োজন। মডেলটি বিলিয়ন প্যারামিটার থেকে ট্রিলিয়ন প্যারামিটারে বিকশিত হয়েছে, এবং GPU কম্পিউটিং পাওয়ার ক্লাস্টারটিও এক হাজার কার্ড ক্লাস্টার থেকে দশ হাজার কার্ড ক্লাস্টার বা এমনকি এক লক্ষ কার্ড ক্লাস্টারে চলে গেছে।

একটি GPU কম্পিউটিং পাওয়ার ক্লাস্টার আসলে ইনফিনিব্যান্ড এবং RoCEv2 এর মতো উচ্চ-পারফরম্যান্স নেটওয়ার্কের মাধ্যমে একসাথে সংযুক্ত বিশাল GPU কার্ডের (GPU সার্ভার) একটি অ্যারে। এটির নেটওয়ার্ক কর্মক্ষমতা এবং নির্ভরযোগ্যতার জন্য অত্যন্ত উচ্চ প্রয়োজনীয়তা রয়েছে, যা সরাসরি প্রশিক্ষণের দক্ষতা এবং খরচকে প্রভাবিত করে।

একা GPU সার্ভারের নেটওয়ার্ক পোর্ট গতির পরিপ্রেক্ষিতে, এটি ইতিমধ্যে 400G এর একটি একক পোর্ট থেকে শুরু হয়েছে এবং এমনকি 800G বা তার বেশি প্রয়োজন।

GPU সার্ভারের নেটওয়ার্ক পোর্ট

পূর্বে, GPU কম্পিউটিং পাওয়ার ক্লাস্টারগুলি DCN (ডেটা সেন্টার নেটওয়ার্ক) বিভাগের অন্তর্গত ছিল। এখন, ক্লাস্টার আকারের ক্রমাগত সম্প্রসারণের সাথে, আমরা মডেল প্রশিক্ষণে বিতরণকৃত বুদ্ধিমান কম্পিউটিং কেন্দ্রগুলি প্রয়োগ করার কথা বিবেচনা করতে শুরু করেছি।

অর্থাৎ, বিভিন্ন স্থানে বেশ কিছু বুদ্ধিমান কম্পিউটিং সেন্টার একসঙ্গে প্রশিক্ষণের জন্য ব্যবহার করা হবে।

এটি ডিসিআই (ডেটা সেন্টার ইন্টারকানেকশন নেটওয়ার্ক) এর জন্য উচ্চতর প্রয়োজনীয়তাকে এগিয়ে রাখে এবং অপটিক্যাল কমিউনিকেশন ব্যাকবোন নেটওয়ার্ক অবশ্যই প্রযুক্তিগত কর্মক্ষমতার পরিপ্রেক্ষিতে এই চাহিদা মেটাতে সক্ষম হবে।

কম্পিউটিং শক্তিতে আমাদের দেশের কৌশল এখনও "জাতীয় সমন্বয় এবং সামগ্রিক বিন্যাস" ধারণাকে মেনে চলে। 2022 সালের ফেব্রুয়ারি থেকে, চীন দেশব্যাপী সমন্বিত কম্পিউটিং পাওয়ার সিস্টেম তৈরি করতে পূর্ব পশ্চিম কম্পিউটিং প্রকল্প চালু করেছে।

সহজ কথায়, একদিকে, আমাদের প্রচুর পরিমাণে ডেটা সেন্টার (বিদ্যুৎ কেন্দ্রের সমতুল্য) তৈরি করতে হবে এবং অন্যদিকে, বিতরণ করার জন্য আমাদের একটি শক্তিশালী ব্যাকবোন ট্রান্সমিশন নেটওয়ার্ক (পাওয়ার গ্রিডের সমতুল্য) তৈরি করতে হবে। এই কম্পিউটিং শক্তি এবং বিভিন্ন শিল্পের চাহিদা পূরণ.

কিভাবে 400G অর্জন করা হয়েছিল?

বর্তমান অপটিক্যাল কমিউনিকেশন ব্যাকবোন নেটওয়ার্ক, সমগ্র ডিজিটাল সোসাইটির ভিত্তি হিসেবে, এর একাধিক বৈশিষ্ট্য থাকতে হবে যেমন আল্ট্রা বড় ব্যান্ডউইথ (400G, ভবিষ্যৎ 800G বা এমনকি 1.6T), অতি-নিম্ন লেটেন্সি (মাল্টি-লেভেল লেটেন্সি সার্কেল), আল্ট্রা বড় স্কেল নেটওয়ার্কিং (সার্ভিং ডিস্ট্রিবিউটেড কম্পিউটিং এবং এআই ক্লাস্টার আগে উল্লেখ করা হয়েছে), অতি-উচ্চ স্থিতিশীলতা, অতি-উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা, অতি-উচ্চ নিরাপত্তা, অতি নমনীয় স্থাপনা, বুদ্ধিমান অপারেশন এবং রক্ষণাবেক্ষণ নিয়ন্ত্রণ, ইত্যাদি।

আজ, আমরা মূলত সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ গতি ব্যান্ডউইথ সম্পর্কে কথা বলব।

বর্তমান দিনে অপটিক্যাল কমিউনিকেশন টেকনোলজির বিকাশ, গতির উন্নতি অর্জনের জন্য, নিম্নলিখিত দিকগুলিতে ফোকাস করা ছাড়া আর কিছুই নয়:

প্রথমত, বড রেট আছে।

ট্রান্সমিশন রেট, যা বিট রেট নামেও পরিচিত, হল প্রতি ইউনিট সময়ে প্রেরিত বিটের সংখ্যা, প্রতি সেকেন্ডে বিটগুলিতে পরিমাপ করা হয়।

বিট রেট=বাড রেট একটি একক মড্যুলেশন অবস্থার সাথে সম্পর্কিত বাইনারি বিটের সংখ্যা দ্বারা গুণিত।

বড রেট হল সময়ের প্রতি ইউনিটে প্রেরিত চিহ্নের সংখ্যা। বড রেট যত বেশি, প্রতি সেকেন্ডে তত বেশি চিহ্ন প্রেরণ করা হয় এবং অবশ্যই, তথ্যের পরিমাণ তত বেশি, যা গতি বৃদ্ধির দিকে পরিচালিত করে।

বড রেট অপটিক্যাল ডিভাইসের ক্ষমতা দ্বারা নির্ধারিত হয়। ডিভাইস চিপ প্রক্রিয়া যত উন্নত, বড রেট তত বেশি এবং বিট রেট তত বেশি।

বর্তমানে, CMOS প্রক্রিয়া 16nm থেকে বেড়ে 7nm এবং 5nm হয়েছে, এবং বড রেট ধীরে ধীরে 30+GBaud থেকে 64+GBaud, 90+GBaud, এবং 128+-এ বেড়েছে জিবাউড।

বর্তমান 400G বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ কারণ এর বড রেট 128Gbaud-এ পৌঁছেছে।

আসুন মডুলেশন পদ্ধতিতে আরেকটা নজর দেওয়া যাক।

এইমাত্র সূত্রে 'একক মড্যুলেশন অবস্থার সাথে সম্পর্কিত বাইনারি সংখ্যা' মডুলেশন পদ্ধতি দ্বারা নির্ধারিত হয়।

400G প্রযুক্তির মড্যুলেশন স্কিমগুলির মধ্যে বর্তমানে প্রধানত 16QAM, 16QAM-PCS (PCS হল একটি সম্ভাব্যতা আকৃতির প্রযুক্তি, যা পরবর্তী সময়ে বিস্তারিতভাবে চালু করা হবে), এবং QPSK, যা বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতির জন্য উপযুক্ত।

অপটিক্যাল কমিউনিকেশন ওয়্যারলেস কমিউনিকেশন থেকে আলাদা যে এটি অন্ধভাবে হাই-অর্ডার মড্যুলেশন অনুসরণ করে না।

মডুলেশন অর্ডার যত কম হবে, লাইনের জন্য প্রয়োজনীয়তা তত কম হবে এবং নেটওয়ার্ক নির্মাণের খরচ তত কম হবে। সুতরাং, দূর-দূরত্বের ব্যাকবোন নেটওয়ার্কগুলির প্রাথমিক নকশা পর্যায়ে, ফোকাস মূলত 16QAM এবং QPSK-এর উপর ছিল। পরে 16QAM-PCSও প্রতিযোগিতায় যোগ দেয়।

পূর্বে, "পূর্ব পশ্চিম গণনা" এর কোন উল্লেখ ছিল না, এবং অপারেটররা বিশ্বাস করত যে 400G এর জন্য খুব বেশি দূরত্বের সংক্রমণের প্রয়োজন হবে না। অতএব, উচ্চতর মডুলেশন অর্ডার সহ 16QAM এর সাথে মিলিত আরও পরিপক্ক প্রযুক্তি এবং কম দামের সাথে কম বড রেট ডিভাইসগুলি গ্রহণ করা শিল্পের মূলধারার মতামত।

পরবর্তীতে, একদিকে, ট্রান্সমিশন দূরত্বের জন্য ক্রমবর্ধমান প্রয়োজনীয়তার কারণে, এটি 1000 কিলোমিটার থেকে কয়েক হাজার কিলোমিটারে বেড়েছে। অন্যদিকে, 128GBaud বড রেট ডিভাইসগুলি দ্রুত পরিপক্ক হয়েছে (DCN পরিস্থিতিতে, 800G দ্রুত বেড়েছে, শিল্প শৃঙ্খলকে উদ্দীপিত করেছে এবং প্রচার করছে), QPSK-এর জন্য আলাদা হওয়ার শর্ত তৈরি করেছে।

QPSK-এর অরৈখিকতার জন্য উচ্চতর সহনশীলতা রয়েছে এবং 16QAM-PCS-এর তুলনায় যথাযথভাবে ইনপুট শক্তি বৃদ্ধি করতে পারে। দ্বিতীয়ত, QPSK-এর ব্যাক-টু-ব্যাক OSNR থ্রেশহোল্ড 16QAM-PCS-এর তুলনায় অপ্টিমাইজ করা হয়েছে। অধিকন্তু, QPSK-এর চ্যানেল স্পেসিং 150GHz-এ সেট করা ট্রান্সমিশনের সময় প্রায় কোনও ফিল্টারিং খরচ নিশ্চিত করে না।

এই সুবিধাগুলি ধীরে ধীরে QPSK কে ব্যাকবোন নেটওয়ার্ক এবং DCI এর জন্য শিল্পের পছন্দের পছন্দ করে তুলেছে।

তিনটি বিকল্পের একটি মোটামুটি তুলনা

এখন, প্রথম দুটি বিকল্প সাধারণত শহুরে বা প্রাদেশিক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য বিবেচনা করা হয়।

তৃতীয়ত, এটি ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ড প্রসারিত করা হয়।

বড রেট এবং মডুলেশন প্রধানত একক তরঙ্গ হারকে প্রভাবিত করে। একটি ফাইবার অপটিক তারের একাধিক তরঙ্গ থাকতে পারে, যতক্ষণ না বর্ণালী পরিসীমা যথেষ্ট বড়।

একক তরঙ্গ ব্যান্ডউইথ x একক ফাইবার তরঙ্গ সংখ্যা=একক ফাইবার ব্যান্ডউইথ।

আগের সারণীতে যেমন বলা হয়েছে, QPSK 400G এর চ্যানেল স্পেসিং 150GHz এ পৌঁছেছে। প্রথাগত সি-ব্যান্ড এবং বর্ধিত সি-ব্যান্ড উভয়ই স্পেকট্রাম ব্যান্ডউইথের চাহিদা মেটাতে অপর্যাপ্ত।

সুতরাং, C6T+L6T পদ্ধতিটি ধীরে ধীরে গৃহীত হচ্ছে, যার মোট স্পেকট্রাম ব্যান্ডউইথ 12THz। গণনা করুন, 80টি তরঙ্গ এবং 400G এর একটি একক তরঙ্গ সহ, একটি একক ফাইবারের মোট ক্ষমতা 32T। যদি আমরা কিছু দূরত্ব ত্যাগ করি এবং খরচ বাঁচাতে এটি ব্যবহার করি, তাহলে QPSK বা 16QAM-PCS স্থাপন করলে ক্ষমতা আরও বাড়তে পারে, 48T-এ পৌঁছতে পারে।

ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডগুলির বিস্তারিত পরিচয়ের জন্য, আপনি এখানে দেখতে পারেন: অপটিক্যাল যোগাযোগের জন্য ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডগুলি কী কী?

ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ড বাড়ানোর সাথে সবচেয়ে বড় সমস্যা হল ডিভাইসটি এটি সমর্থন করতে পারে কিনা এবং খরচ নিয়ন্ত্রণযোগ্য কিনা। এখানে উল্লিখিত ডিভাইসগুলির মধ্যে রয়েছে ITLA, CDM, ICR, EDFA এবং WSS, যা আলোর সংক্রমণ এবং অভ্যর্থনা, সেইসাথে অপটিক্যাল পাথগুলির বিনিময় এবং পরিবর্ধনের সাথে জড়িত।

যখন ব্যান্ড সম্প্রসারণের কথা আসে, তখন একটি সমস্যা জড়িত থাকে, যা ইন্টিগ্রেশন।

বর্তমান ব্যান্ড এক্সটেনশনটি আসলে দুটি সিস্টেমের (সি এবং এল) একটি সাধারণ বাঁধনের মতো। দুটি সিস্টেম স্বাধীনভাবে কাজ করে, মাল্টিপ্লেক্সিংয়ের মাধ্যমে প্রেরণ করে এবং তারপর বিপরীত প্রান্তে বিভক্ত হয়, প্রতিটি প্রক্রিয়া অব্যাহত থাকে।

দুটি সিস্টেম থাকলে, ভলিউম বড় হবে, শক্তি খরচ বেশি হবে এবং নকশাটি আরও জটিল হবে। সুতরাং, শিল্পের অধ্যয়ন করা দরকার যে কীভাবে ডিভাইসগুলিকে একীভূত করা যায় এবং সত্যই এমন একটি সিস্টেম তৈরি করা যায় যা একই সময়ে বিভিন্ন বর্ধিত ব্যান্ডকে সমর্থন করে। অর্থাৎ প্রকৃত সংহতি অর্জন করা।

ফাইবার অপটিক যোগাযোগ, অপটিক্যাল মডিউল এবং সরঞ্জাম ছাড়াও, ফাইবার অপটিকের দিকেও মনোযোগ প্রয়োজন।

বর্তমান মূলধারার ফাইবার অপটিক হল G.652D ফাইবার অপটিক। 400G QPSK এছাড়াও EDFA পরিবর্ধন সহ G.652D তে 1500km প্রেরণ করতে পারে।

বছরের পর বছর যাচাই করার পর, শিল্প G.654E ফাইবারকে নতুন উত্তরসূরি হিসেবে চিহ্নিত করেছে। যদি ভাল পারফরম্যান্স G.654E ব্যবহার করা হয়, একই অবস্থার অধীনে, 400G QPSK-এর ট্রান্সমিশন দূরত্ব 30% এর বেশি বৃদ্ধি করা যেতে পারে।

G. 654E ফাইবার অপটিক তারের বৃহৎ আকারের উৎপাদনের ক্ষমতা রয়েছে এবং এটি একটি বড় স্কেলে দীর্ঘ-দূরত্বের ট্রাঙ্ক লাইনে স্থাপন করা হবে। G. 654 সিরিজের কিছু কম ক্ষতির অপটিক্যাল ফাইবারও সাবমেরিন ক্যাবল সিস্টেমে সমুদ্র জুড়ে দীর্ঘ-দূরত্বের সংক্রমণের জন্য পছন্দের পছন্দ হয়ে উঠেছে।

ঐতিহ্যগত ফাইবার অপটিক্স ছাড়াও। শিল্পটি আরও বিশ্বাস করে যে মাল্টি-কোর ফাইবার এবং ফাঁপা ফাইবারগুলির ব্যাপক প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে।

মাল্টি কোর ফাইবার হল এক ধরনের স্থানিক ডিভিশন মাল্টিপ্লেক্সিং, যেখানে একটি ফাইবারে আরও ফাইবার কোর ঢোকানো হয় এবং ফাইবারের ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে কয়েকটি মোড ব্যবহার করা হয়।

ফাঁপা ফাইবার অপটিক তারগুলি আরও চিত্তাকর্ষক। শুধু ফাইবার অপটিক তারের ফাঁপা করুন এবং গ্লাস ফাইবার কোর বাতাস দিয়ে প্রতিস্থাপন করুন।

ফাঁপা ফাইবার বৃহত্তর ক্ষমতা, কম লেটেন্সি, ছোট ট্রান্সমিশন লস এবং অতি-নিম্ন অরৈখিকতা আনতে প্রমাণিত হয়েছে এবং শিল্পের দ্বারা অপটিক্যাল যোগাযোগের সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল প্রযুক্তি হিসাবে ব্যাপকভাবে বিবেচিত হয়েছে।

400G, 800G বা 1.6T-এর পরবর্তী ধাপ?

400G-এর অফিসিয়াল বাণিজ্যিক স্কেলের পরে, সমগ্র শিল্প 400G-এর বাইরে প্রযুক্তিগত মান ব্যবস্থায় ফোকাস করবে।

ইন্ডাস্ট্রি এখনও 800G, 1.2T, বা 1.6T এর সাথে এগিয়ে যেতে হবে কিনা তা নিয়ে তীব্র বিতর্ক করছে।

আপনি যদি উচ্চ গতি অর্জন করতে চান তবে আপনাকে অবশ্যই "মডুলেশন পদ্ধতি + বড রেট" এ কাজ চালিয়ে যেতে হবে। 130GBd, বা 260GBd-এ তারও বেশি, অনিবার্য দিক। একটি উচ্চ বড রেট মানে যে সম্পর্কিত ডিভাইসগুলিকে বজায় রাখতে হবে এবং একটি পরিপক্ক শিল্প চেইন গঠন করতে হবে।

400G এর বাইরে, আমরা আর QPSK-এর উপর নির্ভর করতে পারি না। 16QAM মড্যুলেশন বর্তমানে শিল্পে একটি ব্যাপকভাবে স্বীকৃত বিকল্প।

ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডকে আরও প্রসারিত করতে হবে। C এবং L সম্প্রসারণের ভিত্তিতে, S-ব্যান্ড, U-ব্যান্ড, ই-ব্যান্ড, ইত্যাদিতে সম্প্রসারণ করার কথা বিবেচনা করুন। যদি এটি C+L+S হয়, তাহলে এটি 12T+5T, একটি ব্যান্ডউইথ অর্জন করে 17THz

একাধিক কারণের সংমিশ্রণে, একক দিকে একটি একক ফাইবারের ট্রান্সমিশন হার 100Tbps অতিক্রম করতে পারে, যা একেবারে কোণার কাছাকাছি।

ডেটা সেন্টারের মধ্যে, 800G (100GBd-এর উপরে বড রেটের উপর ভিত্তি করে, একক চ্যানেল 100G) বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ। একক চ্যানেল 200G, 400G, 800G, এটা শুধু সময়ের ব্যাপার। এ ক্ষেত্রে বিদেশে অগ্রগতি দ্রুততর।

ক্ষমতা ক্রমাগত বৃদ্ধির সাথে সাথে এটি নিয়ে আসা প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জগুলিও বাড়ছে। অপটিক্যাল যোগাযোগের বিকাশ, অন্য কথায়, ডিভাইস, চিপ, প্রক্রিয়া এবং উপকরণের উপর নির্ভর করে।

পূর্বে উল্লিখিত বিদ্যুত খরচ, নিরাপত্তা, অপারেশন এবং রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজনীয়তা মেটাতে, এটি প্রযুক্তি, স্থাপত্য, প্যাকেজিং, কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা এবং ডিজিটাল টুইনগুলির মতো উদ্ভাবনের একটি সিরিজের উপরও নির্ভর করে। শিল্প শৃঙ্খলের উজানে ও ভাটিতে এখনও অনেক কাজ বাকি। সামনের রাস্তা এখনো অনেক লম্বা।