Met de toenemende vraag naar grootschalige clouddiensten en datacenteropslag en -verwerking, worden datacentersystemen steeds meer gedecentraliseerd en daardoor moeilijker te beheren. Bovendien hebben applicaties zoals kunstmatige intelligentie (AI) dringend behoefte aan netwerkarchitecturen met een lage latentie en een hoge bandbreedte om de grote machine-to-machine input / output (I / O) -vereisten die tussen servers worden gegenereerd, te verwerken. Om ervoor te zorgen dat deze toepassingen kunnen worden geïmplementeerd, moet de maximale transmissieafstand tussen deze gedistribueerde datacenters worden beperkt tot ongeveer 100 km. Deze datacenters moeten dus in clusters met elkaar worden verbonden. Om de interconnectie tussen datacenters met hoge bandbreedte en hoge dichtheid te waarborgen, werd 400ZR geboren. Dit document zal zich richten op de introductie van de definitie, invloed en ontwikkelingstrend van 400ZR.
Wat is 400ZR?
400 ZR is een specificatie gedefinieerd door het Optical Internetworking Forum OIF (Optical Internetworking Forum) die een combinatie van DWDM (dichte golflengteverdeling) en hogere-orde-modulatie GEBRUIKT om 400 g over 80 km aan datacenter-interconnectieverbindingen (DCI) te verzenden. Het doel is om een langdurige en stabiele implementatie te garanderen op basis van een enkele drager van 400G. Deze enkele drager maakt gebruik van complexe polarisatiemultiplexing met de 16-niveaus orthogonale amplitudemodulatie (dp-16qam) met een snelheid van 60 Gbaud.
400G ZR presenteert een unieke en geavanceerde coherente technologie die een oplossing voor gegevensoverdracht met hoge capaciteit aandrijft. Het is klein, compact, hot-pluggable en kan worden gecombineerd met 400GE-switchpoorten. Hoewel de externe afmetingen van de module niet zijn gespecificeerd in IA (Implementation Protocol), heeft het optische internetforum OIF de afmetingen van de module gedefinieerd om plaats te bieden aan de 400G-oplossing. Bovendien heeft het Multi-source protocol (MSA) lichaam optische modules van de QSFP-DD en OSFP inkapselingstypen gedefinieerd, die onderling kunnen worden gekoppeld. Met andere woorden, aangezien de OIF en MSA branchebrede organisaties zijn, zal de op de markt gebrachte 400ZR-oplossing ook interoperabel zijn. De interoperabiliteit van de 400ZR-oplossing biedt ook de dubbele voordelen van vereenvoudiging van supply chain management en implementatie.
Het hot-pluggable coherente 400ZR-schema ondersteunt alleen 400G Ethernet-verbindingen en interconnecties van meerdere leveranciers. Het is niet geschikt voor de volgende generatie 400G MAN-transmissies van meer dan 80 km. In dit geval wordt de standaard 400ZR + (400G ZR +) voorgesteld, die belooft de modulariteit verder te verbeteren door een verscheidenheid aan kanaalcapaciteiten te ondersteunen op basis van dekkingsvereisten en compatibiliteit met gevestigde MAN-infrastructuren.
Wat zal de impact zijn van 400ZR?
Hoewel de 400ZR-technologie nog in de kinderschoenen staat, zal deze een grote impact hebben op drie industrieën, waaronder zeer grote datacenters, gedistribueerde campusnetwerken en grootstedelijke netwerken, en telecommunicatieproviders.
1. De 400ZR helpt cloud computing en zeer grote datacenters zich aan te passen aan de toenemende vraag naar hoge bandbreedte
Interconnecties van datacenters en de ontwikkeling van de 400ZR kunnen cloud computing en zeer grote datacenters helpen zich aan te passen aan de groeiende vraag naar hoge bandbreedte op het netwerk. Ze kunnen omgaan met de exponentiële groei van applicaties zoals clouddiensten, internet-of-things-apparaten en streaming video. Na verloop van tijd zal de 400G ZR een grotere bijdrage leveren aan het groeiende aantal applicaties en gebruikers in het netwerk.
2. De 400ZR ondersteunt de connectiviteit van gedistribueerde datacentra
Zoals hierboven vermeld, ondersteunt de 400ZR-technologie interconnecties met hoge bandbreedte om gedistribueerde datacenters met elkaar te verbinden. Via deze verbinding kunnen gedistribueerde datacenters met elkaar communiceren, gegevens delen, workloads balanceren, back-ups maken en de capaciteit van het datacenter uitbreiden wanneer dat nodig is.
3. Met de 400ZR kunnen telecombedrijven woonverkeer terugsturen
Met de 400G ZR-standaard kunnen telecombedrijven woonverkeer terugsturen. Bij een snelheid van 200 Gb / s kan de 400ZR het bereik van verliesgevende transmissies vergroten met behulp van 64 Gbaud hart- en QPSK-modulatie. Voor 5G-netwerken kan 400G ZR mobiele backhaul bieden door meerdere 25Gb / s-links samen te voegen, wat meer bevorderlijk is voor het bevorderen van de uitbreiding van de opkomende 5G-netwerkmarkt en toepassingsbereik.
4. 400ZR + / 400ZR- biedt meer gemak bovenop 400ZR
Naast de interoperabiliteit met andere modules, zal de 400ZR naar verwachting aanvullende operationele modi ondersteunen, bekend als 400ZR + en 400ZR-, om het bereik van adresseerbare applicaties te vergroten. De" +" geeft aan dat het stroomverbruik van de module' de 15W die vereist is door IA en sommige inplugbare apparaten overschrijdt, waardoor de module over afstanden van honderden kilometers kan verzenden met behulp van krachtigere signaalverwerkingstechnologieën." -" betekent dat de module modi met lage snelheid ondersteunt, zoals 300G, 200G en 100G, waardoor netwerkoperators meer flexibiliteit en gemak krijgen.
Hoe lang gaat de warmte van de 400ZR mee?
Volgens de Chief Technology Officer van OFC 2019 wordt verwacht dat een 400ZR-productmonster te zien zal zijn op de OFC 2020. Op de OFC-datacentertop in 2019 hebben Google, Microsoft en andere industriereuzen plannen aangekondigd om de 400ZR binnen de komende twee jaar in te zetten.
Wat' s meer, in 2021-2024 zal de ontwikkeling van 400ZR-technologie veel vraag naar lichtmodules met zich meebrengen. De volgende afbeelding toont de verkoop van DWDM optische modules op de markt met hoge snelheid (boven 100G) en lage snelheid (onder 100G). Zoals uit de tabel blijkt, zal het aantal optische modules dat gebruikt wordt bij cloud computing of de koppeling van grote datacenters toenemen van 2021 tot 2024. Met andere woorden, vanaf 2021 zal 400ZR de groeiende vraag naar lichtmodules leiden.
Bovendien, met de implementatie van de eerste 100 Gbps serialisering / exsiccator op een schakelchip in 2021, zal de overdrachtssnelheid die nodig is voor de optische interface in de komende 1-2 jaar verschuiven naar 800 Gbps. OSFP-afmetingen zijn gedefinieerd om een snelheid van 8x100GE te ondersteunen zonder het type inkapseling van de optische module te veranderen. Tegelijkertijd zal de coherente optiek aan de lijnzijde in dezelfde tijd overgaan naar 128GBaud 16QAM-ondersteuning, waardoor het gemakkelijk wordt om te upgraden van de huidige 400ZR naar de volgende generatie 800ZR. Daarom is 400ZR cruciaal in zowel de huidige als toekomstige netwerkontwikkeling.
