Con la crescente domanda di servizi cloud su larga scala e di storage ed elaborazione nei data center, i sistemi dei data center stanno diventando sempre più decentralizzati e quindi più difficili da gestire. Inoltre, applicazioni come l’intelligenza artificiale (AI) necessitano urgentemente di architetture di rete a bassa latenza e larghezza di banda elevata per gestire i grandi requisiti di input/output (I/O) da macchina a macchina generati tra i server. Per garantire che queste applicazioni possano essere implementate, la distanza massima di trasmissione tra questi data center distribuiti deve essere limitata a circa 100 km. Quindi questi data center devono essere collegati in cluster. Per garantire l'interconnessione tra data center ad alta larghezza di banda e ad alta densità, è nato 400ZR. Questo documento si concentrerà sull'introduzione della definizione, dell'influenza e del trend di sviluppo di 400ZR.
Cos'è 400ZR?
400ZR è una specifica definita dall'Optical Internetworking Forum OIF (Optical Internetworking Forum) che UTILIZZA una combinazione di multiplexing a divisione di lunghezza d'onda densa (DWDM) e modulazione di ordine superiore per trasmettere 400 g su 80 km di collegamenti di interconnessione di data center (DCI). L'obiettivo è garantire un'implementazione stabile e a lungo termine basata su un unico vettore 400G. Questa singola portante utilizza il multiplexing di polarizzazione complesso con la modulazione di ampiezza ortogonale a 16-livello (dp-16qam) a una velocità di 60 Gbaud.
400GZR presenta una tecnologia coerente unica e avanzata che guida una soluzione di trasmissione dati ad alta capacità. È piccolo, compatto, inseribile a caldo e può essere abbinato a porte di commutazione 400GE. Sebbene le dimensioni esterne del modulo non siano specificate nell'IA (protocollo di implementazione), il forum Internet ottico OIF ha definito le dimensioni del modulo per ospitare la soluzione 400G. Inoltre, l'organismo del protocollo Multi-source (MSA) ha definito moduli ottici dei tipi di incapsulamento QSFP-DD e OSFP, che possono essere interconnessi. In altre parole, poiché l’OIF e l’MSA sono organizzazioni di settore, anche la soluzione 400ZR conforme commercializzata sarà interoperabile. L’interoperabilità della soluzione 400ZR offre anche il duplice vantaggio di semplificare la gestione e l’implementazione della supply chain.
Lo schema 400ZR coerente hot plug supporta solo interconnessioni Ethernet 400G e interconnessioni multi-vendor. Non è adatto per le trasmissioni MAN 400G di prossima generazione oltre gli 80 km. In questo caso viene proposto lo standard 400ZR+ (400G ZR+), che promette di migliorare ulteriormente la modularità supportando una varietà di capacità di canale in base ai requisiti di copertura e alla compatibilità con le infrastrutture MAN consolidate.
Quale sarà l’impatto di 400ZR?
Sebbene la tecnologia 400ZR sia ancora agli inizi, avrà un impatto notevole su tre settori, tra cui data center molto grandi, reti di campus distribuiti e reti di aree metropolitane e fornitori di telecomunicazioni.
1. Il 400ZR aiuta il cloud computing e i data center di grandi dimensioni ad adattarsi alla crescente domanda di larghezza di banda elevata
Le interconnessioni dei data center e lo sviluppo del 400ZR possono aiutare il cloud computing e i data center di grandi dimensioni ad adattarsi alla crescente domanda di larghezza di banda elevata sulla rete. Possono far fronte alla crescita esponenziale di applicazioni come servizi cloud, dispositivi Internet delle cose e streaming video. Nel corso del tempo, il400G ZRdarà un contributo maggiore al crescente numero di applicazioni e utenti attraverso la rete.
2. Il 400ZR supporterà la connettività dei data center distribuiti
Come accennato in precedenza, la tecnologia 400ZR supporterà interconnessioni a larghezza di banda elevata per connettere data center distribuiti. Attraverso questa connessione, i data center distribuiti possono comunicare tra loro, condividere dati, bilanciare i carichi di lavoro, fornire backup ed espandere la capacità del data center quando necessario.
3. Il 400ZR consentirà alle società di telecomunicazioni di rimandare il traffico residenziale
Lo standard 400G ZR consentirà alle società di telecomunicazioni di rimandare il traffico residenziale. Quando funziona a 200 Gb/s, il 400ZR può aumentare la portata delle trasmissioni ad alta perdita utilizzando il cuore da 64 Gbaud e la modulazione QPSK. Per le reti 5G, 400G ZR può fornire backhaul mobile aggregando più collegamenti da 25 Gb/s, il che è più favorevole a promuovere l’espansione del mercato emergente della rete 5G e dell’ambito applicativo.
4. 400ZR+/400ZR- offrirà maggiore comodità rispetto a 400ZR
Oltre alla sua interoperabilità con altri moduli, si prevede che il 400ZR supporti modalità operative aggiuntive, note come 400ZR+ e 400ZR-, per aumentare la gamma di applicazioni indirizzabili. Il "+" indica che il consumo energetico del modulo supera i 15 W richiesti dall'IA e da alcuni dispositivi collegabili, consentendo al modulo di trasmettere su distanze di centinaia di chilometri utilizzando tecnologie di elaborazione del segnale più potenti. "-" significa che il modulo può supportare modalità a bassa velocità come 300G, 200G e 100G, offrendo maggiore flessibilità e comodità agli operatori di rete.
Quanto durerà il calore 400ZR?
Secondo il Chief Technology Officer dell'OFC 2019, si prevede che un campione di prodotto da 400ZR sarà visto sull'OFC 2020. Al vertice del data center OFC del 2019, Google, Microsoft e altri giganti del settore hanno annunciato l’intenzione di implementare il 400ZR entro i prossimi due anni.
Inoltre, in 2021-2024, lo sviluppo della tecnologia 400ZR porterà una grande domanda di moduli luminosi. La figura seguente mostra le vendite diModuli ottici DWDMnel mercato ad alta velocità (sopra 100G) e bassa velocità (sotto 100G). Come si può vedere dalla tabella, il numero di moduli ottici utilizzati nel cloud computing o nell'interconnessione di grandi data center aumenterà dal 2021 al 2024. In altre parole, a partire dal 2021, 400ZR guiderà la crescente domanda di moduli luminosi.
Inoltre, con l'implementazione del primo serializzatore/essiccatore da 100 Gbps su un chip di commutazione nel 2021, la velocità di trasferimento richiesta per l'interfaccia ottica passerà a 800 Gbps nei prossimi 1-2 anni. Le dimensioni OSFP sono state definite per supportare una velocità di 8x100GE senza modificare il tipo di incapsulamento del modulo ottico. Allo stesso tempo, l’ottica coerente lato linea passerà al supporto 16QAM da 128 GBaud nello stesso lasso di tempo, rendendo facile l’aggiornamento dall’attuale 400ZR alla prossima generazione 800ZR. Pertanto, 400ZR è cruciale per lo sviluppo della rete attuale e futuro.
