Amb la creixent demanda de serveis en el núvol a gran escala i l'emmagatzematge i el processament del centre de dades, els sistemes de centres de dades són cada vegada més descentralitzats i, per tant, més difícils de gestionar. A més, aplicacions com la intel·ligència artificial (IA) necessiten urgentment una latència baixa, arquitectures de xarxa d'ample de banda alt per manejar els grans requisits d'entrada/sortida d'entrada/sortida de màquina a màquina (E/S) generats entre servidors. Per garantir que aquestes aplicacions es puguin implementar, la distància màxima de transmissió entre aquests centres de dades distribuïdes s'ha de limitar a uns 100km. Per tant, aquests centres de dades han d'estar connectats en clústers. Per tal d'assegurar la interconnexió entre l'ample de banda alta i els centres de dades d'alta densitat, va néixer 400ZR. Aquest treball se centrarà en la introducció de la definició, influència i tendència de desenvolupament de 400ZR.
Què és 400ZR?
400 ZR és una especificació definida per l'Optical Internetworking Forum OIF (Optical Internetworking Forum) que utilitza una combinació de densa divisió de longitud d'ona multiplexada (DWDM) i modulació d'ordre superior per transmetre 400 g més de 80 km d'enllaços del centre de dades (DCI). L'objectiu és assegurar una implementació a llarg termini i estable basada en un únic operador de 400G. Aquest únic portaavions utilitza múltiples de polarització complexa amb la modulació d'amplitud ortogonal de 16 nivells (dp-16qam) a una velocitat de 60Gbaud.
400G ZR presenta una tecnologia coherent única i avançada que impulsa una solució de transmissió de dades d'alta capacitat. És petit, compacte, endollable en calent, i es pot combinar amb ports de commutació 400GE. Tot i que les dimensions externes del mòdul no s'especifiquen en IA (Protocol d'Implementació), l'OIF del fòrum òptic d'Internet ha definit les dimensions del mòdul per donar cabuda a la solució 400G. A més, el cos de protocol multi-font (MSA) ha definit mòduls òptics dels tipus d'encapsulació QSFP-DD i OSFP, que es poden enllaçar. En altres paraules, atès que l'OIF i l'MSA són organitzacions de tot el sector, la solució 400ZR comercialitzada també serà interoperable. La interoperabilitat de la solució 400ZR també aporta els beneficis duals de simplificar la gestió i el desplegament de la cadena de subministrament.
L'esquema 400ZR coherent endollable només admet interconnexions Ethernet 400G i interconnexions multi-venedor. No és adequat per a transmissions MAN de pròxima generació 400G de més de 80km. En aquest cas, es proposa l'estàndard 400ZR+ (400G ZR+), que promet millorar encara més la modularitat donant suport a una varietat de capacitats de canal basades en requisits de cobertura i compatibilitat amb les infraestructures MAN establertes.
Quin serà l'impacte de 400ZR?
Tot i que la tecnologia 400ZR encara està en la seva infància, tindrà un gran impacte en tres indústries, incloent centres de dades molt grans, xarxes de campus distribuïdes i xarxes d'àrea metropolitana, i proveïdors de telecomunicacions.
1. El 400ZR ajuda a la computació en el núvol i centres de dades molt grans s'adapten a la creixent demanda d'ample de banda alt
Les interconnexions del centre de dades i el desenvolupament de la 400ZR poden ajudar a la computació en el núvol i centres de dades molt grans a adaptar-se a la creixent demanda d'ample de banda alta a la xarxa. Poden fer front al creixement exponencial d'aplicacions com ara serveis en el núvol, dispositius d'Internet de les coses i streaming de vídeo. Amb el temps, el 400G ZR farà una contribució més gran al nombre creixent d'aplicacions i usuaris a través de la xarxa.
2. El 400ZR donarà suport a la connectivitat dels centres de dades distribuïts
Com es va esmentar anteriorment, la tecnologia 400ZR donarà suport a interconnexions d'ample de banda altes per connectar centres de dades distribuïts. A través d'aquesta connexió, els centres de dades distribuïts es poden comunicar entre si, compartir dades, equilibrar càrregues de treball, proporcionar còpies de seguretat i ampliar la capacitat del centre de dades quan sigui necessari.
3. El 400ZR permetrà a les empreses de telecomunicacions tornar el trànsit residencial
L'estàndard 400G ZR permetrà a les empreses de telecomunicacions enviar trànsit residencial. Quan s'executa a 200Gb / s, el 400ZR pot augmentar el rang de transmissions d'alta pèrdua utilitzant 64Gbaud cor i modulació QPSK. Per a xarxes 5G, 400G ZR pot proporcionar backhaul mòbil mitjançant l'agregació de múltiples enllaços de 25Gb/s, que és més propici per promoure l'expansió de l'emergent mercat de xarxa 5G i l'abast de l'aplicació.
4. 400ZR +/400ZR- proporcionarà més comoditat a la part superior de 400ZR
A més de la seva interoperabilitat amb altres mòduls, s'espera que el 400ZR doni suport a modes operatius addicionals, coneguts com 400ZR+ i 400ZR-, per augmentar el rang d'aplicacions adreçables. El "+" indica que el consum d'energia del mòdul supera els 15W requerits per IA i alguns dispositius endollables, permetent al mòdul transmetre a distàncies de centenars de quilòmetres utilitzant tecnologies de processament de senyals més potents. "-" significa que el mòdul pot suportar modes de baixa velocitat com 300G, 200G i 100G, proporcionant més flexibilitat i comoditat per als operadors de xarxa.
Quant durarà la calor 400ZR?
Segons el director de tecnologia de l'OFC 2019, s'espera que es veui una mostra de producte 400ZR a l'OFC 2020. A la cimera del centre de dades ofc el 2019, Google, Microsoft i altres gegants de la indústria van anunciar plans per desplegar el 400ZR en els propers dos anys.
A més, el 2021-2024, el desenvolupament de la tecnologia 400ZR portarà molta demanda de mòduls lleugers. La següent xifra mostra les vendes de mòduls òptics DWDM en el mercat amb alta velocitat (per sobre de 100G) i baixa velocitat (per sota de 100G). Com es pot veure des de la taula, el nombre de mòduls òptics utilitzats en la computació en el núvol o la interconnexió de grans centres de dades augmentaran del 2021 al 2024. En altres paraules, a partir de 2021, 400ZR liderarà la creixent demanda de mòduls de llum.
A més, amb la implementació dels primers 100Gbps serialize/desiccator en un xip de commutació el 2021, la taxa de transferència necessària per a la interfície òptica passarà a 800Gbps en els propers 1-2 anys. S'han definit dimensions OSFP per suportar una velocitat de 8x100GE sense canviar el tipus d'encapsulació de mòdul òptic. Al mateix temps, l'òptica coherent de línia passarà a suport 128GBaud 16QAM en la mateixa quantitat de temps, fent fàcil actualitzar des de l'actual 400ZR fins a la propera generació 800ZR. Per tant, 400ZR és crucial tant en el desenvolupament actual com en el futur de la xarxa.
