Med den stigende efterspørgsel efter store cloud-tjenester og datacenterlagring og -behandling bliver datacentersystemer mere og mere decentraliserede og derfor sværere at administrere. Derudover har applikationer som kunstig intelligens (AI) et presserende behov for netværksarkitekturer med lav latens og høj båndbredde for at håndtere de store maskine-til-maskine input/output (I/O) krav, der genereres mellem servere. For at sikre, at disse applikationer kan implementeres, skal den maksimale transmissionsafstand mellem disse distribuerede datacentre begrænses til omkring 100 km. Så disse datacentre skal forbindes i klynger. For at sikre sammenkoblingen mellem datacentre med høj båndbredde og høj tæthed blev 400ZR født. Dette papir vil fokusere på at introducere definitionen, indflydelsen og udviklingstrenden af 400ZR.
Hvad er 400ZR?
400ZR er en specifikation defineret af Optical Internetworking Forum OIF (Optical Internetworking Forum), der BRUGER en kombination af tæt bølgelængdedelingsmultipleksing (DWDM) og højere-ordens modulering til at transmittere 400 g over 80 km datacenterforbindelse (DCI) links. Målet er at sikre langsigtet og stabil implementering baseret på en enkelt operatør på 400G. Denne enkelte bærebølge bruger kompleks polarisationsmultipleksing med 16-niveauet ortogonal amplitudemodulation (dp-16qam) med en hastighed på 60Gbaud.
400GZR præsenterer en unik og avanceret sammenhængende teknologi, der driver en datatransmissionsløsning med høj kapacitet. Den er lille, kompakt, hot-pluggbar og kan matches med 400GE switching-porte. Selvom modulets ydre dimensioner ikke er specificeret i IA (Implementation Protocol), har det optiske internetforum OIF defineret modulets dimensioner for at rumme 400G-løsningen. Derudover har MSA-legemet (Multi-Source Protocol) defineret optiske moduler af QSFP-DD- og OSFP-indkapslingstyperne, som kan sammenkædes. Med andre ord, da OIF og MSA er branchedækkende organisationer, vil den markedsførte kompatible 400ZR-løsning også være interoperabel. Interoperabiliteten af 400ZR-løsningen giver også de dobbelte fordele ved at forenkle supply chain management og implementering.
Det hot-pluggable sammenhængende 400ZR-skema understøtter kun 400G Ethernet-forbindelser og multi-leverandør-forbindelser. Den er ikke egnet til næste generation 400G MAN transmissioner over 80 km. I dette tilfælde foreslås standarden 400ZR+ (400G ZR+), som lover at forbedre modulariteten yderligere ved at understøtte en række kanalkapaciteter baseret på dækningskrav og kompatibilitet med etablerede MAN-infrastrukturer.
Hvad bliver virkningen af 400ZR?
Selvom 400ZR-teknologien stadig er i sin vorden, vil den have stor indflydelse på tre industrier, herunder meget store datacentre, distribuerede campusnetværk og hovedstadsnetværk og telekommunikationsudbydere.
1. 400ZR hjælper cloud computing og meget store datacentre med at tilpasse sig den stigende efterspørgsel efter høj båndbredde
Datacentersammenkoblinger og udviklingen af 400ZR kan hjælpe cloud computing og meget store datacentre med at tilpasse sig den voksende efterspørgsel efter høj båndbredde på netværket. De kan klare den eksponentielle vækst af applikationer såsom cloud-tjenester, Internet-of-things-enheder og streaming af video. Med tiden har400G ZRvil yde et større bidrag til det voksende antal applikationer og brugere på tværs af netværket.
2. 400ZR vil understøtte tilslutning af distribuerede datacentre
Som nævnt ovenfor vil 400ZR-teknologien understøtte højbåndbredde-sammenkoblinger for at forbinde distribuerede datacentre. Via denne forbindelse kan distribuerede datacentre kommunikere med hinanden, dele data, balancere arbejdsbelastninger, levere backups og udvide datacenterkapaciteten, når det er nødvendigt.
3. 400ZR vil give teleselskaber mulighed for at sende privat trafik tilbage
400G ZR-standarden vil give teleselskaber mulighed for at sende privattrafik tilbage. Når den kører med 200 Gb/s, kan 400ZR øge rækkevidden af transmissioner med højt tab ved hjælp af 64Gbaud hjerte- og QPSK-modulation. For 5G-netværk kan 400G ZR give mobil backhaul ved at samle flere 25Gb/s-links, hvilket er mere befordrende for at fremme udvidelsen af det nye 5G-netværksmarked og anvendelsesområde.
4. 400ZR+/400ZR- vil give mere bekvemmelighed oven i 400ZR
Ud over dets interoperabilitet med andre moduler forventes 400ZR at understøtte yderligere driftstilstande, kendt som 400ZR+ og 400ZR-, for at øge rækken af adresserbare applikationer. "+" angiver, at modulets strømforbrug overstiger de 15W, der kræves af IA og nogle pluggbare enheder, hvilket gør det muligt for modulet at transmittere over afstande på hundreder af kilometer ved hjælp af mere kraftfulde signalbehandlingsteknologier. "-" betyder, at modulet kan understøtte lavhastighedstilstande såsom 300G, 200G og 100G, hvilket giver mere fleksibilitet og bekvemmelighed for netværksoperatører.
Hvor længe holder 400ZR-varmen?
Ifølge 2019 OFC Chief Technology Officer forventes en 400ZR produktprøve at blive set på 2020 OFC. På OFC-datacentertopmødet i 2019 annoncerede Google, Microsoft og andre industrigiganter planer om at implementere 400ZR inden for de næste to år.
Hvad mere er, i 2021-2024 vil udviklingen af 400ZR-teknologi skabe en stor efterspørgsel efter lysmoduler. Nedenstående figur viser salget afDWDM optiske modulerpå markedet med høj hastighed (over 100G) og lav hastighed (under 100G). Som det fremgår af tabellen, vil antallet af optiske moduler, der bruges i cloud computing eller sammenkobling af store datacentre, stige fra 2021 til 2024. Med andre ord, fra 2021, vil 400ZR lede den stigende efterspørgsel efter lysmoduler.
Derudover, med implementeringen af den første 100 Gbps serialisering/eksikator på en switching-chip i 2021, vil den overførselshastighed, der kræves til den optiske grænseflade, skifte til 800 Gbps i de næste 1-2 år. OSFP-dimensioner er blevet defineret til at understøtte en hastighed på 8x100GE uden at ændre typen af optisk modulindkapsling. Samtidig vil den sammenhængende optik på linjesiden gå over til 128GBaud 16QAM-understøttelse på samme tid, hvilket gør det nemt at opgradere fra den nuværende 400ZR til næste generations 800ZR. Derfor er 400ZR afgørende i både nuværende og fremtidig netværksudvikling.
