С нарастващото търсене на широкомащабни облачни услуги и съхранение и обработка на центрове за данни, системите на центрове за данни стават все по-децентрализирани и следователно по-трудни за управление. В допълнение, приложения като изкуствен интелект (AI) спешно се нуждаят от мрежови архитектури с ниска латентност и висока честотна лента, за да се справят с големите изисквания за вход/изход (I/O) от машина към машина, генерирани между сървърите. За да се гарантира, че тези приложения могат да бъдат внедрени, максималното разстояние за предаване между тези разпределени центрове за данни трябва да бъде ограничено до около 100 км. Така че тези центрове за данни трябва да бъдат свързани в клъстери. За да се осигури взаимовръзка между центрове за данни с висока честотна лента и висока плътност, се роди 400ZR. Този документ ще се съсредоточи върху представянето на определението, влиянието и тенденцията на развитие на 400ZR.
Какво е 400ZR?
400ZR е спецификация, дефинирана от Форума за оптична работа в мрежа OIF (Форум за оптична работа в мрежа), която ИЗПОЛЗВА комбинация от мултиплексиране с плътно разделяне на дължината на вълната (DWDM) и модулация от по-висок порядък за предаване на 400 g над 80 км връзки за взаимно свързване на центрове за данни (DCI). Целта е да се осигури дългосрочно и стабилно внедряване на базата на един носител от 400G. Този единичен носител използва комплексно поляризационно мултиплексиране с 16-ниво ортогонална амплитудна модулация (dp-16qam) със скорост от 60 Gbaud.
400GZR представя уникална и усъвършенствана кохерентна технология, която управлява решение за предаване на данни с голям капацитет. Той е малък, компактен, с възможност за горещо включване и може да бъде съчетан с 400GE превключващи портове. Въпреки че външните размери на модула не са посочени в IA (Протокол за изпълнение), оптичният интернет форум OIF е определил размерите на модула, за да побере решението 400G. В допълнение, тялото на протокола с множество източници (MSA) има дефинирани оптични модули от типове капсулиране QSFP-DD и OSFP, които могат да бъдат свързани помежду си. С други думи, тъй като OIF и MSA са организации за цялата индустрия, предлаганото на пазара съвместимо решение 400ZR също ще бъде оперативно съвместимо. Оперативната съвместимост на решението 400ZR носи и двойните ползи от опростяването на управлението на веригата за доставки и внедряването.
Кохерентната схема 400ZR с възможност за горещо включване поддържа само 400G Ethernet междусистемни връзки и връзки от различни доставчици. Не е подходящ за следващо поколение 400G MAN трансмисии над 80 км. В този случай се предлага стандартът 400ZR+ (400G ZR+), който обещава допълнително подобряване на модулността чрез поддържане на различни капацитети на канали въз основа на изискванията за покритие и съвместимост с установени MAN инфраструктури.
Какво ще бъде въздействието на 400ZR?
Въпреки че технологията 400ZR е все още в начален стадий, тя ще окаже голямо влияние върху три индустрии, включително много големи центрове за данни, разпределени кампуси и мрежи в градски райони и доставчици на телекомуникации.
1. 400ZR помага на облачните изчисления и много големите центрове за данни да се адаптират към нарастващото търсене на висока честотна лента
Взаимните връзки на центровете за данни и развитието на 400ZR могат да помогнат на облачните изчисления и много големите центрове за данни да се адаптират към нарастващото търсене на висока честотна лента в мрежата. Те могат да се справят с експоненциалния растеж на приложения като облачни услуги, устройства за Интернет на нещата и поточно видео. С течение на времето,400G ZRще има по-голям принос за нарастващия брой приложения и потребители в цялата мрежа.
2. 400ZR ще поддържа свързаността на разпределени центрове за данни
Както бе споменато по-горе, технологията 400ZR ще поддържа връзки с висока честотна лента за свързване на разпределени центрове за данни. Чрез тази връзка разпределените центрове за данни могат да комуникират помежду си, да споделят данни, да балансират натоварванията, да предоставят резервни копия и да разширяват капацитета на центъра за данни, когато е необходимо.
3. 400ZR ще позволи на телекомуникационните компании да изпращат обратно трафика на жителите
Стандартът 400G ZR ще позволи на телекомуникационните компании да изпращат обратно местния трафик. Когато работи при 200Gb/s, 400ZR може да увеличи обхвата на предавания с големи загуби, използвайки сърдечна 64Gbaud и QPSK модулация. За 5G мрежи 400G ZR може да осигури мобилен пренос чрез агрегиране на множество 25Gb/s връзки, което е по-благоприятно за насърчаване на разширяването на нововъзникващия пазар на 5G мрежи и обхвата на приложенията.
4. 400ZR+/400ZR- ще осигури повече удобство в допълнение към 400ZR
В допълнение към своята оперативна съвместимост с други модули, 400ZR се очаква да поддържа допълнителни режими на работа, известни като 400ZR+ и 400ZR-, за да увеличи обхвата на адресируемите приложения. „+“ показва, че консумацията на енергия на модула надвишава 15 W, изисквани от IA и някои щепселни устройства, което позволява на модула да предава на разстояния от стотици километри, използвайки по-мощни технологии за обработка на сигнали. „-“ означава, че модулът може да поддържа режими с ниска скорост като 300G, 200G и 100G, осигурявайки повече гъвкавост и удобство за мрежовите оператори.
Колко дълго ще продължи топлината 400ZR?
Според главния технологичен директор на OFC за 2019 г. се очаква продуктова проба 400ZR да бъде видяна на OFC за 2020 г. На срещата на върха на центъра за данни на OFC през 2019 г. Google, Microsoft и други индустриални гиганти обявиха планове за внедряване на 400ZR през следващите две години.
Нещо повече, в 2021-2024 развитието на технологията 400ZR ще доведе до голямо търсене на светлинни модули. Следващата фигура показва продажбите наDWDM оптични модулина пазара с висока скорост (над 100G) и ниска скорост (под 100G). Както може да се види от таблицата, броят на оптичните модули, използвани в облачните изчисления или взаимното свързване на големи центрове за данни, ще се увеличи от 2021 до 2024 г. С други думи, започвайки от 2021 г., 400ZR ще доведе до нарастващото търсене на леки модули.
В допълнение, с внедряването на първия 100Gbps сериализатор/десикатор на превключващ чип през 2021 г., скоростта на трансфер, необходима за оптичния интерфейс, ще се измести на 800Gbps през следващите 1-2 години. Размерите на OSFP са дефинирани да поддържат скорост от 8x100GE без промяна на типа на капсулирането на оптичния модул. В същото време кохерентната оптика от страната на линията ще премине към поддръжка на 128GBaud 16QAM за същия период от време, което улеснява надграждането от текущия 400ZR към следващото поколение 800ZR. Следователно 400ZR е от решаващо значение както за сегашното, така и за бъдещото развитие на мрежата.
