So zvyšujúcim sa dopytom po rozsiahlych cloudových službách a ukladaní a spracovaní dátových centier sa systémy dátových centier stávajú čoraz viac decentralizovanejšími, a preto sa ťažšie spravujú. Okrem toho aplikácie, ako je umelá inteligencia (AI), naliehavo potrebujú sieťové architektúry s nízkou latenciou a veľkou šírkou pásma, aby zvládli veľké požiadavky na vstup/výstup medzi strojmi (I/O) generované medzi servermi. Na zabezpečenie implementácie týchto aplikácií musí byť maximálna prenosová vzdialenosť medzi týmito distribuovanými dátovými centrami obmedzená na približne 100 km. Takže tieto dátové centrá musia byť prepojené v klastroch. Aby sa zabezpečilo prepojenie medzi dátovými centrami s vysokou šírkou pásma a dátovými centrami s vysokou hustotou, zrodilo sa 400ZR. Tento príspevok sa zameria na predstavenie definície, vplyvu a trendu vývoja 400ZR.
Čo je 400 ZR?
400ZR je špecifikácia definovaná Optical Internetworking Forum OIF (Optical Internetworking Forum), ktorá POUŽÍVA kombináciu hustého vlnového multiplexovania (DWDM) a modulácie vyššieho rádu na prenos 400 g cez 80 km prepojení dátových centier (DCI). Cieľom je zabezpečiť dlhodobú a stabilnú implementáciu založenú na jedinom nosiči 400G. Tento jediný nosič využíva komplexné polarizačné multiplexovanie s 16-úrovňovou ortogonálnou amplitúdovou moduláciou (dp-16qam) s rýchlosťou 60 Gbaud.
400GZR predstavuje jedinečnú a pokročilú koherentnú technológiu, ktorá poháňa vysokokapacitné riešenie prenosu dát. Je malý, kompaktný, pripojiteľný za chodu a dá sa zladiť so 400GE prepínacími portami. Hoci vonkajšie rozmery modulu nie sú špecifikované v IA (Implementation Protocol), optické internetové fórum OIF definovalo rozmery modulu tak, aby vyhovoval 400G riešeniu. Okrem toho má telo protokolu MSA (Multi-source protocol) definované optické moduly typu zapuzdrenia QSFP-DD a OSFP, ktoré je možné vzájomne prepojiť. Inými slovami, keďže OIF a MSA sú celoodvetvové organizácie, na trhu kompatibilné riešenie 400ZR bude tiež interoperabilné. Interoperabilita riešenia 400ZR tiež prináša dvojité výhody zjednodušenia riadenia dodávateľského reťazca a nasadenia.
Koherentná schéma 400ZR pripojiteľná za chodu podporuje iba 400G ethernetové prepojenia a prepojenia viacerých dodávateľov. Nie je vhodný pre ďalšiu generáciu prevodoviek MAN 400G nad 80 km. V tomto prípade sa navrhuje štandard 400ZR+ (400G ZR+), ktorý sľubuje ďalšie zlepšenie modularity podporou rôznych kapacít kanálov na základe požiadaviek na pokrytie a kompatibility so zavedenými infraštruktúrami MAN.
Aký bude dopad 400ZR?
Hoci je technológia 400ZR stále v plienkach, bude mať veľký vplyv na tri odvetvia, vrátane veľmi veľkých dátových centier, distribuovaných sietí kampusov a metropolitných sietí a poskytovateľov telekomunikácií.
1. 400ZR pomáha cloud computingu a veľmi veľkým dátovým centrám prispôsobiť sa rastúcemu dopytu po veľkej šírke pásma
Prepojenie dátových centier a vývoj 400ZR môže pomôcť cloud computingu a veľmi veľkým dátovým centrám prispôsobiť sa rastúcemu dopytu po veľkej šírke pásma v sieti. Dokážu sa vyrovnať s exponenciálnym rastom aplikácií, ako sú cloudové služby, internetové zariadenia a streamované video. Postupom času sa400G ZRviac prispeje k rastúcemu počtu aplikácií a používateľov v celej sieti.
2. 400ZR bude podporovať konektivitu distribuovaných dátových centier
Ako už bolo spomenuté vyššie, technológia 400ZR bude podporovať širokopásmové prepojenia na prepojenie distribuovaných dátových centier. Prostredníctvom tohto pripojenia môžu distribuované dátové centrá medzi sebou komunikovať, zdieľať dáta, vyrovnávať pracovné zaťaženie, poskytovať zálohy a v prípade potreby rozširovať kapacitu dátového centra.
3. 400ZR umožní telekomunikačným spoločnostiam posielať späť obytnú dopravu
Štandard 400G ZR umožní telekomunikačným spoločnostiam posielať späť rezidenčnú prevádzku. Pri rýchlosti 200 Gb/s dokáže 400ZR zvýšiť rozsah vysokostratových prenosov pomocou 64 Gbaud srdca a modulácie QPSK. V prípade sietí 5G môže 400G ZR poskytnúť mobilné backhaul agregovaním viacerých prepojení 25 Gb/s, čo je vhodnejšie na podporu rozšírenia vznikajúceho trhu sietí 5G a rozsahu aplikácií.
4. 400ZR+/400ZR- poskytne viac pohodlia oproti 400ZR
Okrem interoperability s inými modulmi sa očakáva, že 400ZR bude podporovať ďalšie prevádzkové režimy, známe ako 400ZR+ a 400ZR-, aby sa zvýšil rozsah adresovateľných aplikácií. „+“ znamená, že spotreba energie modulu presahuje 15 W požadovaných IA a niektorými zásuvnými zariadeniami, čo umožňuje modulu prenášať na vzdialenosti stovky kilometrov pomocou výkonnejších technológií spracovania signálu. „-“ znamená, že modul môže podporovať režimy nízkej rýchlosti, ako je 300G, 200G a 100G, čím poskytuje sieťovým operátorom väčšiu flexibilitu a pohodlie.
Ako dlho vydrží teplo 400ZR?
Podľa hlavného technologického riaditeľa OFC z roku 2019 sa očakáva, že na OFC 2020 bude k dispozícii vzorka produktu 400ZR. Na samite dátového centra OFC v roku 2019 Google, Microsoft a ďalší priemyselní giganti oznámili plány na nasadenie 400ZR v priebehu nasledujúcich dvoch rokov.
A čo viac, v 2021-2024 prinesie vývoj technológie 400ZR veľký dopyt po svetelných moduloch. Nasledujúci obrázok zobrazuje predajDWDM optické modulyna trhu s vysokou rýchlosťou (nad 100G) a nízkou rýchlosťou (pod 100G). Ako je zrejmé z tabuľky, počet optických modulov používaných v cloud computingu alebo prepojení veľkých dátových centier sa od roku 2021 do roku 2024 zvýši. Inými slovami, od roku 2021 bude 400ZR viesť rastúci dopyt po ľahkých moduloch.
Okrem toho s implementáciou prvej 100Gbps serializácie/sušiča na prepínací čip v roku 2021 sa prenosová rýchlosť potrebná pre optické rozhranie posunie na 800 Gbps v nasledujúcich 1-2 rokoch. Rozmery OSFP boli definované tak, aby podporovali rýchlosť 8x100GE bez zmeny typu zapuzdrenia optického modulu. Súčasne koherentná optika na strane linky prejde za rovnaký čas na podporu 128 GBaud 16QAM, čo uľahčí upgrade zo súčasných 400ZR na ďalšiu generáciu 800ZR. Preto je 400ZR rozhodujúci pri súčasnom aj budúcom rozvoji siete.
