S rostoucí poptávkou po rozsáhlých cloudových službách a úložišti a zpracování datových center se systémy datových center stávají stále více decentralizovanějšími, a proto je jejich správa obtížnější. Kromě toho aplikace, jako je umělá inteligence (AI), naléhavě potřebují nízkou latenci a širokopásmové síťové architektury, aby zvládly velké požadavky na vstup/výstup mezi stroji (I/O) generované mezi servery. Pro zajištění implementace těchto aplikací musí být maximální přenosová vzdálenost mezi těmito distribuovanými datovými centry omezena na přibližně 100 km. Tato datová centra tedy musí být propojena v clusterech. Aby bylo zajištěno propojení mezi datovými centry s vysokou šířkou pásma a datovými centry s vysokou hustotou, zrodilo se 400ZR. Tento příspěvek se zaměří na představení definice, vlivu a trendu vývoje 400ZR.
Co je 400 ZR?
400ZR je specifikace definovaná Optical Internetworking Forum OIF (Optical Internetworking Forum), která POUŽÍVÁ kombinaci hustého vlnového multiplexování (DWDM) a modulace vyššího řádu k přenosu 400 g přes 80 km propojení datových center (DCI). Cílem je zajistit dlouhodobou a stabilní implementaci založenou na jediném nosiči 400G. Tato jediná nosná využívá komplexní polarizační multiplexování s 16-úrovňovou ortogonální amplitudovou modulací (dp-16qam) při rychlosti 60 Gbaud.
400GZR představuje jedinečnou a pokročilou koherentní technologii, která pohání řešení vysokokapacitního přenosu dat. Je malý, kompaktní, lze jej připojit za provozu a lze jej spojit s přepínacími porty 400GE. Přestože vnější rozměry modulu nejsou specifikovány v IA (Implementation Protocol), optické internetové fórum OIF definovalo rozměry modulu pro řešení 400G. Kromě toho má tělo protokolu MSA (Multi-source protocol) definované optické moduly typu zapouzdření QSFP-DD a OSFP, které lze vzájemně propojovat. Jinými slovy, protože OIF a MSA jsou celoodvětvové organizace, bude na trh kompatibilní řešení 400ZR také interoperabilní. Interoperabilita řešení 400ZR také přináší dvojí výhody zjednodušení správy a nasazení dodavatelského řetězce.
Za provozu připojitelné koherentní schéma 400ZR podporuje pouze 400G ethernetová propojení a propojení více dodavatelů. Není vhodný pro převodovky MAN nové generace 400G nad 80 km. V tomto případě je navržen standard 400ZR+ (400G ZR+), který slibuje další zlepšení modularity podporou různých kapacit kanálů na základě požadavků na pokrytí a kompatibility se zavedenými infrastrukturami MAN.
Jaký bude dopad 400ZR?
Přestože je technologie 400ZR stále v plenkách, bude mít velký dopad na tři odvětví, včetně velmi velkých datových center, sítí distribuovaných kampusů a metropolitních sítí a poskytovatelů telekomunikací.
1. 400ZR pomáhá cloud computingu a velmi velkým datovým centrům přizpůsobit se rostoucí poptávce po velké šířce pásma
Propojení datových center a vývoj 400ZR může pomoci cloud computingu a velmi velkým datovým centrům přizpůsobit se rostoucí poptávce po velké šířce pásma v síti. Dokážou se vyrovnat s exponenciálním růstem aplikací, jako jsou cloudové služby, zařízení pro internet věcí a streamované video. Postupem času se400G ZRbude více přispívat k rostoucímu počtu aplikací a uživatelů v celé síti.
2. 400ZR bude podporovat konektivitu distribuovaných datových center
Jak již bylo zmíněno výše, technologie 400ZR bude podporovat vysokorychlostní propojení pro připojení distribuovaných datových center. Prostřednictvím tohoto připojení mohou distribuovaná datová centra komunikovat mezi sebou, sdílet data, vyrovnávat pracovní zátěž, poskytovat zálohy a v případě potřeby rozšiřovat kapacitu datových center.
3. 400ZR umožní telekomunikačním společnostem posílat zpět domácí provoz
Standard 400G ZR umožní telekomunikačním společnostem posílat zpět domácí provoz. Při rychlosti 200 Gb/s může 400ZR zvýšit rozsah vysokoztrátových přenosů pomocí 64Gbaud srdce a QPSK modulace. Pro sítě 5G může 400G ZR poskytovat mobilní páteřní spojení agregací více 25Gb/s spojení, což více přispívá k podpoře rozšiřování vznikajícího trhu sítí 5G a rozsahu aplikací.
4. 400ZR+/400ZR- poskytne více pohodlí nad 400ZR
Kromě interoperability s jinými moduly se očekává, že 400ZR bude podporovat další provozní režimy, známé jako 400ZR+ a 400ZR-, aby se rozšířil rozsah adresovatelných aplikací. „+“ znamená, že spotřeba modulu přesahuje 15W požadovaných IA a některými zásuvnými zařízeními, což modulu umožňuje přenášet na vzdálenosti stovek kilometrů pomocí výkonnějších technologií zpracování signálu. "-" znamená, že modul může podporovat režimy nízké rychlosti, jako je 300G, 200G a 100G, což poskytuje operátorům sítí větší flexibilitu a pohodlí.
Jak dlouho vydrží teplo 400ZR?
Podle hlavního technologického ředitele OFC z roku 2019 se očekává, že na OFC 2020 bude k vidění vzorek produktu 400ZR. Na summitu datových center OFC v roce 2019 Google, Microsoft a další průmysloví giganti oznámili plány na nasazení 400ZR během příštích dvou let.
A co víc, v 2021-2024 přinese vývoj technologie 400ZR velkou poptávku po světelných modulech. Následující obrázek ukazuje prodejDWDM optické modulyna trhu s vysokou rychlostí (nad 100G) a nízkou rychlostí (pod 100G). Jak je patrné z tabulky, počet optických modulů používaných v cloud computingu nebo propojování velkých datových center se od roku 2021 do roku 2024 zvýší. Jinými slovy, od roku 2021 povede 400ZR rostoucí poptávku po lehkých modulech.
Navíc s implementací prvního 100Gbps serializace/desikátoru na přepínacím čipu v roce 2021 se přenosová rychlost požadovaná pro optické rozhraní v příštích 1-2 letech posune na 800 Gbps. Rozměry OSFP byly definovány tak, aby podporovaly rychlost 8x100GE beze změny typu zapouzdření optického modulu. Současně koherentní optika na straně linky přejde za stejnou dobu na podporu 128GBaud 16QAM, což usnadní upgrade ze současných 400ZR na příští generaci 800ZR. Proto je 400ZR zásadní v současném i budoucím rozvoji sítě.
