การเชื่อมต่อ ศูนย์ข้อมูล (DCI) คือการเชื่อมต่อระหว่างศูนย์ข้อมูลและระหว่างส่วนประกอบภายในศูนย์ ข้อมูล ^{[ 1 ] [ 2 ]}เป้าหมายของการเชื่อมต่อศูนย์ข้อมูลคือการให้แบนด์วิดท์ สูง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานศูนย์ข้อมูลให้สูงสุด^{[ 2 ]}การเชื่อมต่อระหว่างศูนย์ข้อมูลต้องสามารถส่งข้อมูลได้ในระยะทางไกลด้วย^{[ 2 ] [ 3 ]}ด้วยการใช้โครงสร้างพื้นฐานเฉพาะทาง เช่นการสื่อสารด้วยแสงและการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างศูนย์ข้อมูล DCI สามารถให้แบนด์วิดท์ที่สูงกว่าเครือข่ายทั่วไปมาก^{[ 2 ]}ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อบริษัทคลาวด์คอมพิวติ้งขนาดใหญ่^{[ 4 ]}ในปี 2017 มาตรฐาน IEEEได้ถูกสร้างขึ้นเพื่อรองรับ การสื่อสารด้วยแสง 400 GbE ต่อความยาวคลื่น^{[ 2 ] [ 5 ]}สำหรับการเชื่อมต่อระยะสั้นภายในศูนย์ข้อมูล DCI แบบออปติคอลสามารถให้ข้อได้เปรียบเหนือ DCI แบบดั้งเดิมที่ไม่จำเป็นต้องใช้สายเคเบิล^{[ 6 ] [ 7 ]}

การเชื่อมต่อศูนย์ข้อมูลสมัยใหม่พึ่งพา เทคโนโลยี การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง อย่างมาก เพื่อให้ได้ความจุสูงและการส่งข้อมูลระยะไกล ใยแก้วนำ แสงแบบโหมดเดี่ยวเป็นที่นิยมใช้กันทั่วไปเนื่องจากมีการลดทอนต่ำและสามารถส่งสัญญาณได้ไกลหลายร้อยหรือหลายพันกิโลเมตร เทคโนโลยีสำคัญใน DCI คือDense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) ^{[ 8 ]}ซึ่งช่วยให้สามารถส่งช่องข้อมูลหลายช่องพร้อมกันผ่านใยแก้วนำแสงเส้นเดียวโดยใช้ความยาวคลื่นแสงที่แตกต่างกัน เมื่อรวมกับเทคนิคการส่งสัญญาณแสงแบบโคherent และเครื่องขยายสัญญาณแสง ระบบ DWDM สามารถรองรับอัตราข้อมูล 400 Gbit/s ขึ้นไปต่อความยาวคลื่น ขึ้นอยู่กับการออกแบบระบบ^{[ 9 ]}

ความหน่วงเป็นปัจจัยสำคัญใน ประสิทธิภาพการเชื่อมต่อระหว่าง ศูนย์ข้อมูลและได้รับอิทธิพลหลักจากระยะทางทางกายภาพและสื่อกลางในการส่งข้อมูล^{[ 10 ]}ข้อมูลที่ส่งผ่านใยแก้ว นำแสง เดินทางด้วยความเร็วประมาณสองในสามของความเร็วแสงส่งผลให้ความล่าช้าเพิ่มขึ้นตามระยะทางที่ไกลขึ้น^{[ 11 ]}ตัวอย่างเช่น การเชื่อมต่อระหว่างทวีประหว่างภูมิภาคต่างๆ เช่น ยุโรป อเมริกาเหนือ และเอเชีย ทำให้เกิดความหน่วงสูงกว่าการเชื่อมต่อภายในภูมิภาคอย่างมาก^{[ 12 ]}อย่างไรก็ตาม ความหน่วงไม่ได้เป็นสัดส่วนโดยตรงกับระยะทางเสมอไป เนื่องจากการกำหนดเส้นทางเครือข่ายการสลับ และการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างพื้นฐานสามารถส่งผลต่อเวลาการส่งข้อมูล โดยรวม ได้^{[ 13 ]} เพื่อลดความหน่วง ผู้ให้บริการมักจะใช้เส้นทางใย แก้วนำแสงโดยตรงและการเชื่อมต่อ ส่วนตัว ระหว่างศูนย์ข้อมูล^{[ 14 ] [ 15 ]}

ผู้ให้บริการคลาวด์ขนาดใหญ่ เช่นGoogle , AmazonและMicrosoftมีบทบาทสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ในโครงสร้างพื้นฐานการเชื่อมต่อศูนย์ข้อมูล (DCI) บริษัทเหล่านี้ดำเนินงานเครือข่ายระดับโลกขนาดใหญ่ที่เชื่อมต่อศูนย์ข้อมูลหลายแห่งทั่วภูมิภาคโดยใช้ลิงก์ใยแก้วนำแสงความจุสูง^{[ 16 ]}นอกเหนือจากการพึ่งพาผู้ให้บริการโทรคมนาคมแบบดั้งเดิมแล้ว ผู้ให้บริการคลาวด์ขนาดใหญ่ยังลงทุนและสร้างโครงสร้างพื้นฐานหลักของตนเองมากขึ้นเรื่อยๆ รวมถึงเครือข่ายใยแก้วนำแสงภาคพื้นดินและสายเคเบิลใต้น้ำ^{[ 17 ]}ซึ่งช่วยให้พวกเขาบรรลุความหน่วงต่ำลง ความน่าเชื่อถือสูงขึ้น และควบคุมการรับส่งข้อมูลได้มากขึ้น ส่งผลให้ การเชื่อมต่อ เครือข่ายส่วนตัวกลายเป็นองค์ประกอบสำคัญของสถาปัตยกรรม DCI สมัยใหม่^{[ 18 ]}

การพัฒนาล่าสุดในด้านการเชื่อมต่อศูนย์ข้อมูล (DCI) ได้รับแรงผลักดันอย่างมากจากการเติบโตอย่างรวดเร็วของปัญญาประดิษฐ์ (AI) การประมวลผลแบบคลาวด์ และปริมาณการรับส่งข้อมูลทั่วโลก โครงสร้างพื้นฐาน DCI ที่ทันสมัยใช้เทคโนโลยีออปติคอลความจุสูงมากขึ้นเรื่อยๆ เช่น การส่งสัญญาณ 400G และ 800G โดยมีงานวิจัยที่กำลังเกิดขึ้นใหม่มุ่งเน้นไปที่ระบบ 1.6 เทราบิต (1.6T) และสูงกว่านั้น^{[ 19 ] [ 20 ]}อัตราข้อมูลที่สูงขึ้นเหล่านี้มีความจำเป็นเพื่อรองรับภาระงาน AI แบบกระจายขนาดใหญ่ ซึ่งมักจะครอบคลุมศูนย์ข้อมูลหลายแห่งทั่วภูมิภาค

ในขณะเดียวกัน DCI ได้กลายเป็นหนึ่งในส่วนโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายที่เติบโตเร็วที่สุดเนื่องจากความต้องการการเชื่อมต่อความเร็วสูงระหว่างศูนย์ข้อมูลที่เพิ่มขึ้น^{[ 21 ]}เทคโนโลยีการขนส่งทางแสง เช่น DWDM กำลังพัฒนาเพื่อรองรับความจุที่สูงขึ้น ประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดีขึ้น และความสามารถในการปรับขนาดที่ดีขึ้น ทำให้เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของระบบคอมพิวเตอร์สมัยใหม่^{[ 22 ]}นอกจากนี้ แนวทางใหม่ๆ เช่นซิลิคอนโฟโตนิกส์และออปติกแบบบรรจุร่วมกำลังได้รับการพัฒนาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและลดการใช้พลังงานให้ดียิ่งขึ้น

แนวโน้มสำคัญอีกประการหนึ่งคือการบูรณาการ AI เข้ากับการจัดการและการดำเนินงานเครือข่าย เครือข่าย DCI สมัยใหม่พึ่งพาระบบอัตโนมัติและ ระบบ ควบคุมอัจฉริยะ มากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกำหนดเส้นทาง ลดความหน่วง และปรับปรุงความน่าเชื่อถือ เนื่องจากโครงสร้างพื้นฐานของศูนย์ข้อมูลยังคงขยายตัวไปทั่วโลก DCI จึงพัฒนาจากกลไกการขนส่งแบบง่ายๆ ไปสู่รากฐานเชิงกลยุทธ์สำหรับการประมวลผลแบบกระจายและบริการดิจิทัล^{[ 23 ]}