Z naraščajočim povpraševanjem po obsežnih storitvah v oblaku ter shranjevanju in obdelavi podatkovnih centrov postajajo sistemi podatkovnih centrov vedno bolj decentralizirani in jih je zato težje upravljati. Poleg tega aplikacije, kot je umetna inteligenca (AI), nujno potrebujejo omrežne arhitekture z nizko zakasnitvijo in visoko pasovno širino za obvladovanje velikih vhodno-izhodnih (I/O) zahtev med stroji, ki se ustvarijo med strežniki. Da bi zagotovili izvajanje teh aplikacij, mora biti največja razdalja prenosa med temi porazdeljenimi podatkovnimi centri omejena na približno 100 km. Zato morajo biti ti podatkovni centri povezani v grozde. Da bi zagotovili medsebojno povezavo med podatkovnimi centri z visoko pasovno širino in visoko gostoto, je bil rojen 400ZR. Ta članek se bo osredotočil na predstavitev definicije, vpliva in trenda razvoja 400ZR.
Kaj je 400ZR?
400ZR je specifikacija, ki jo je določil Forum za optično internetno delo OIF (Optical Internetworking Forum), ki UPORABLJA kombinacijo multipleksiranja z gosto valovno dolžino (DWDM) in modulacije višjega reda za prenos 400 g preko 80 km povezav medsebojnega povezovanja podatkovnih centrov (DCI). Cilj je zagotoviti dolgoročno in stabilno implementacijo na podlagi enega nosilca 400G. Ta posamezen nosilec uporablja kompleksno polarizacijsko multipleksiranje z 16-nivojsko ortogonalno amplitudno modulacijo (dp-16qam) pri hitrosti 60 Gbaud.
400GZR predstavlja edinstveno in napredno koherentno tehnologijo, ki poganja visoko zmogljivo rešitev za prenos podatkov. Je majhen, kompakten, omogoča vročo priključitev in se lahko ujema s preklopnimi vrati 400GE. Čeprav zunanje dimenzije modula niso določene v IA (Implementation Protocol), je optični internetni forum OIF določil dimenzije modula za rešitev 400G. Poleg tega ima telo večizvornega protokola (MSA) definirane optične module tipov enkapsulacije QSFP-DD in OSFP, ki jih je mogoče med seboj povezati. Z drugimi besedami, ker sta OIF in MSA organizaciji za celotno panogo, bo tržena skladna rešitev 400ZR prav tako interoperabilna. Interoperabilnost rešitve 400ZR prinaša tudi dvojne prednosti poenostavitve upravljanja dobavne verige in uvajanja.
Koherentna shema 400ZR z možnostjo vroče priključitve podpira samo medsebojne povezave 400G Ethernet in medsebojne povezave več proizvajalcev. Ni primeren za naslednjo generacijo menjalnikov 400G MAN nad 80 km. V tem primeru je predlagan standard 400ZR+ (400G ZR+), ki obljublja nadaljnje izboljšanje modularnosti s podporo različnih zmogljivosti kanalov na podlagi zahtev po pokritosti in združljivosti z uveljavljenimi infrastrukturami MAN.
Kakšen bo vpliv 400ZR?
Čeprav je tehnologija 400ZR še v povojih, bo imela velik vpliv na tri panoge, vključno z zelo velikimi podatkovnimi centri, porazdeljenimi omrežji kampusov in omrežji mestnih območij ter ponudniki telekomunikacij.
1. 400ZR pomaga računalništvu v oblaku in zelo velikim podatkovnim centrom, da se prilagodijo naraščajočemu povpraševanju po visoki pasovni širini
Medsebojne povezave podatkovnih centrov in razvoj 400ZR lahko pomagajo pri prilagajanju računalništva v oblaku in zelo velikih podatkovnih centrov naraščajočemu povpraševanju po visoki pasovni širini omrežja. Lahko se spopadejo z eksponentno rastjo aplikacij, kot so storitve v oblaku, naprave interneta stvari in pretočni video. Sčasoma se400G ZRbo bolj prispeval k naraščajočemu številu aplikacij in uporabnikov v omrežju.
2. 400ZR bo podpiral povezljivost porazdeljenih podatkovnih centrov
Kot je navedeno zgoraj, bo tehnologija 400ZR podpirala medsebojne povezave z visoko pasovno širino za povezovanje porazdeljenih podatkovnih centrov. Preko te povezave lahko porazdeljeni podatkovni centri komunicirajo med seboj, delijo podatke, uravnavajo delovne obremenitve, zagotavljajo varnostne kopije in po potrebi razširijo zmogljivost podatkovnega centra.
3. 400ZR bo telekomunikacijskim podjetjem omogočil pošiljanje stanovanjskega prometa nazaj
Standard 400G ZR bo telekomunikacijskim podjetjem omogočil, da pošiljajo nazaj stanovanjski promet. Ko deluje pri 200 Gb/s, lahko 400ZR poveča obseg prenosov z visoko izgubo z uporabo 64 Gbaud srčne in QPSK modulacije. Za omrežja 5G lahko 400G ZR zagotovi mobilno povratno povezavo z združevanjem več povezav 25 Gb/s, kar je bolj ugodno za spodbujanje širitve nastajajočega trga omrežij 5G in obsega aplikacij.
4. 400ZR+/400ZR- bo zagotovil več udobja poleg 400ZR
Poleg interoperabilnosti z drugimi moduli naj bi 400ZR podpiral dodatne načine delovanja, znane kot 400ZR+ in 400ZR-, za povečanje obsega naslovljivih aplikacij. »+« pomeni, da poraba energije modula presega 15 W, ki jih zahtevajo IA in nekatere vtičnice, kar modulu omogoča prenos na razdalje več sto kilometrov z uporabo zmogljivejših tehnologij za obdelavo signalov. »-« pomeni, da lahko modul podpira načine nizke hitrosti, kot so 300G, 200G in 100G, kar zagotavlja večjo prilagodljivost in udobje za omrežne operaterje.
Kako dolgo bo trajalo ogrevanje 400ZR?
Po besedah glavnega tehnološkega direktorja OFC 2019 se pričakuje, da bo vzorec izdelka 400ZR viden na OFC 2020. Na vrhu podatkovnega centra OFC leta 2019 so Google, Microsoft in drugi industrijski velikani objavili načrte za uvedbo 400ZR v naslednjih dveh letih.
Še več, v 2021-2024 bo razvoj tehnologije 400ZR prinesel veliko povpraševanje po svetlobnih modulih. Naslednja slika prikazuje prodajoDWDM optični modulina trgu z visoko hitrostjo (nad 100G) in nizko hitrostjo (pod 100G). Kot je razvidno iz tabele, se bo število optičnih modulov, ki se uporabljajo v računalništvu v oblaku ali medsebojnem povezovanju velikih podatkovnih centrov, povečalo od leta 2021 do leta 2024. Z drugimi besedami, od leta 2021 bo 400ZR vodil naraščajoče povpraševanje po svetlobnih modulih.
Poleg tega se bo z implementacijo prvega serializatorja/desikatorja 100 Gbps na preklopnem čipu leta 2021 zahtevana hitrost prenosa za optični vmesnik v naslednjih 1-2 letih premaknila na 800 Gbps. Dimenzije OSFP so bile definirane tako, da podpirajo hitrost 8x100GE brez spreminjanja vrste inkapsulacije optičnega modula. Istočasno bo koherentna optika na strani linije prešla na podporo 128 GBaud 16QAM v istem času, kar bo olajšalo nadgradnjo s trenutnega 400ZR na naslednjo generacijo 800ZR. Zato je 400ZR ključnega pomena pri sedanjem in prihodnjem razvoju omrežja.
