Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na wielkoskalowe usługi w chmurze oraz przechowywanie i przetwarzanie w centrach danych, systemy centrów danych stają się coraz bardziej zdecentralizowane, a zatem trudniejsze w zarządzaniu. Ponadto aplikacje takie jak sztuczna inteligencja (AI) pilnie potrzebują architektur sieciowych o małych opóźnieniach i dużej przepustowości, aby sprostać dużym wymaganiom wejścia/wyjścia (I/O) typu maszyna-maszyna generowanym pomiędzy serwerami. Aby zapewnić możliwość wdrożenia tych aplikacji, maksymalna odległość transmisji pomiędzy rozproszonymi centrami danych musi być ograniczona do około 100 km. Dlatego te centra danych muszą być połączone w klastry. Aby zapewnić wzajemne połączenie między centrami danych o dużej przepustowości i dużej gęstości, narodził się 400ZR. Artykuł ten skupi się na wprowadzeniu definicji, wpływie i trendzie rozwoju 400ZR.
Co to jest 400ZR?
400ZR to specyfikacja zdefiniowana przez Optical Internetworking Forum OIF (Optical Internetworking Forum), która WYKORZYSTUJE kombinację gęstego multipleksowania z podziałem długości fali (DWDM) i modulacji wyższego rzędu w celu przesyłania 400 g na 80 km łączy międzysystemowych centrum danych (DCI). Celem jest zapewnienie długoterminowej i stabilnej realizacji w oparciu o jedną nośną 400G. Ta pojedyncza nośna wykorzystuje złożone multipleksowanie polaryzacji z ortogonalną modulacją amplitudy na 16-poziomie (dp-16qam) z szybkością 60 Gbodów.
400GZR prezentuje unikalną i zaawansowaną, spójną technologię, która napędza rozwiązanie do transmisji danych o dużej przepustowości. Jest mały, kompaktowy, można go podłączać podczas pracy i można go dopasować do portów przełączających 400GE. Choć wymiary zewnętrzne modułu nie są określone w IA (protokole wdrożenia), optyczne forum internetowe OIF zdefiniowało wymiary modułu, aby pomieścić rozwiązanie 400G. Ponadto w korpusie protokołu wieloźródłowego (MSA) zdefiniowano moduły optyczne typu enkapsulacji QSFP-DD i OSFP, które można ze sobą łączyć. Innymi słowy, ponieważ OIF i MSA to organizacje działające w całej branży, wprowadzone na rynek zgodne rozwiązanie 400ZR będzie również interoperacyjne. Interoperacyjność rozwiązania 400ZR przynosi również podwójne korzyści w postaci uproszczenia zarządzania łańcuchem dostaw i wdrażania.
Spójny schemat 400ZR z możliwością podłączania podczas pracy obsługuje tylko połączenia wzajemne 400G Ethernet i połączenia wielu dostawców. Nie nadaje się do przekładni MAN nowej generacji 400G na dystansie 80 km. W tym przypadku zaproponowano standard 400ZR+ (400G ZR+), który zapewnia dalszą poprawę modułowości poprzez obsługę różnych przepustowości kanałów w oparciu o wymagania dotyczące zasięgu i kompatybilności z istniejącą infrastrukturą MAN.
Jaki będzie wpływ 400ZR?
Chociaż technologia 400ZR jest wciąż w powijakach, będzie miała poważny wpływ na trzy branże, w tym na bardzo duże centra danych, rozproszone sieci kampusowe i sieci metropolitalne oraz dostawców usług telekomunikacyjnych.
1. 400ZR pomaga w przetwarzaniu w chmurze i bardzo dużych centrach danych dostosować się do rosnącego zapotrzebowania na dużą przepustowość
Połączenia między centrami danych i rozwój 400ZR mogą pomóc w przetwarzaniu w chmurze i bardzo dużych centrach danych dostosować się do rosnącego zapotrzebowania na dużą przepustowość sieci. Są w stanie poradzić sobie z wykładniczym rozwojem aplikacji, takich jak usługi w chmurze, urządzenia Internetu rzeczy i strumieniowe przesyłanie wideo. Z czasem400G ZRw większym stopniu przyczyni się do wzrostu liczby aplikacji i użytkowników w sieci.
2. Model 400ZR będzie obsługiwał łączność rozproszonych centrów danych
Jak wspomniano powyżej, technologia 400ZR będzie obsługiwać połączenia wzajemne o dużej przepustowości w celu połączenia rozproszonych centrów danych. Dzięki temu połączeniu rozproszone centra danych mogą komunikować się ze sobą, udostępniać dane, równoważyć obciążenia, zapewniać kopie zapasowe i w razie potrzeby zwiększać pojemność centrum danych.
3. 400ZR umożliwi firmom telekomunikacyjnym odsyłanie ruchu mieszkaniowego
Standard 400G ZR umożliwi firmom telekomunikacyjnym odsyłanie ruchu mieszkaniowego. Pracując z szybkością 200 Gb/s, 400ZR może zwiększyć zasięg transmisji o wysokich stratach, korzystając z modulacji serca 64 Gb/s i QPSK. W przypadku sieci 5G 400G ZR może zapewnić mobilną łączność typu backhaul poprzez agregację wielu łączy 25 Gb/s, co bardziej sprzyja promowaniu rozwoju powstającego rynku sieci 5G i zakresu zastosowań.
4. 400ZR+/400ZR- zapewni większą wygodę niż 400ZR
Oprócz interoperacyjności z innymi modułami, oczekuje się, że 400ZR będzie obsługiwał dodatkowe tryby operacyjne, znane jako 400ZR+ i 400ZR-, w celu zwiększenia zakresu adresowalnych aplikacji. Znak „+” wskazuje, że pobór mocy modułu przekracza 15 W wymagane przez IA i niektóre urządzenia podłączane, umożliwiając modułowi transmisję na odległości setek kilometrów przy użyciu bardziej wydajnych technologii przetwarzania sygnału. „-” oznacza, że moduł może obsługiwać tryby o niskiej szybkości, takie jak 300G, 200G i 100G, zapewniając większą elastyczność i wygodę operatorom sieci.
Jak długo będzie trwać ciepło 400ZR?
Według dyrektora ds. technologii OFC 2019 oczekuje się, że na targach OFC 2020 zostanie pokazana próbka produktu 400ZR. Na szczycie OFC dotyczącym centrów danych w 2019 r. Google, Microsoft i inni giganci branżowi ogłosili plany wdrożenia 400ZR w ciągu najbliższych dwóch lat.
Co więcej, w 2021-2024 rozwój technologii 400ZR spowoduje duży popyt na moduły świetlne. Poniższy rysunek przedstawia sprzedażModuły optyczne DWDMna rynku z dużą prędkością (powyżej 100G) i niską prędkością (poniżej 100G). Jak widać z tabeli, liczba modułów optycznych stosowanych w chmurze obliczeniowej lub łączeniu dużych centrów danych wzrośnie od 2021 do 2024 roku. Innymi słowy, począwszy od 2021 roku, 400ZR będzie przewodzić rosnącemu zapotrzebowaniu na lekkie moduły.
Ponadto wraz z wdrożeniem pierwszego serializatora/ekyzykatora 100 Gb/s na chipie przełączającym w 2021 r. szybkość transferu wymagana dla interfejsu optycznego wzrośnie do 800 Gb/s w ciągu następnych 1-2 lat. Wymiary OSFP zostały zdefiniowane tak, aby obsługiwały szybkość 8x100GE bez zmiany rodzaju enkapsulacji modułu optycznego. Jednocześnie spójna optyka po stronie linii zostanie w tym samym czasie przeniesiona na obsługę 128 GBaud 16QAM, co ułatwi aktualizację z obecnego 400ZR do 800ZR nowej generacji. Dlatego 400ZR ma kluczowe znaczenie zarówno w obecnym, jak i przyszłym rozwoju sieci.
