Με την αυξανόμενη ζήτηση για μεγάλης κλίμακας υπηρεσίες cloud και αποθήκευση και επεξεργασία κέντρων δεδομένων, τα συστήματα κέντρων δεδομένων γίνονται όλο και πιο αποκεντρωμένα και, συνεπώς, πιο δύσκολο να αντιμετωπιστούν. Επιπλέον, εφαρμογές όπως η τεχνητή νοημοσύνη (AI) χρειάζονται επειγόντως χαμηλό λανθάνοντα χρόνο, αρχιτεκτονικές δικτύου υψηλού εύρους ζώνης για να χειριστούν τις μεγάλες απαιτήσεις εισόδου/εξόδου από μηχανή σε μηχανή (I/O) που δημιουργούνται μεταξύ διακομιστών. Για να εξασφαλιστεί ότι αυτές οι εφαρμογές μπορούν να εφαρμοστούν, η μέγιστη απόσταση μετάδοσης μεταξύ αυτών των κατανεμημένων κέντρων δεδομένων πρέπει να περιορίζεται σε περίπου 100 χιλιόμετρα. Επομένως, αυτά τα κέντρα δεδομένων πρέπει να είναι συνδεδεμένα σε συμπλέγματα. Προκειμένου να εξασφαλιστεί η διασύνδεση μεταξύ κέντρων δεδομένων υψηλής και υψηλής πυκνότητας, γεννήθηκε το 400ZR. Το παρόν έγγραφο θα επικεντρωθεί στην εισαγωγή του ορισμού, της επιρροής και της τάσης ανάπτυξης του 400ZR.
Τι είναι το 400ZR;
400 ZR είναι μια προδιαγραφή που ορίζεται από το Οπτικό Φόρουμ Διαδικτύου OIF (Οπτικό Φόρουμ Διαδικτύου) που χρησιμοποιεί ένα συνδυασμό πυκνού πολυπλέκτη διαίρεση μήκους κύματος (DWDM) και διαμόρφωση υψηλότερης τάξης για τη μετάδοση 400 g πάνω από 80 χιλιόμετρα των συνδέσεων διασύνδεσης κέντρο δεδομένων (DCI). Στόχος είναι να διασφαλιστεί η μακροπρόθεσμη και σταθερή εφαρμογή με βάση έναν μόνο φορέα 400G. Αυτός ο ενιαίος φορέας χρησιμοποιεί σύνθετη πολυπλεξιμοποίηση πόλωσης με τη διαμόρφωση ορθογώνιου εύρους 16 επιπέδων (dp-16qam) με ρυθμό 60Gbaud.
Η 400G ZR παρουσιάζει μια μοναδική και προηγμένη συνεκτική τεχνολογία που οδηγεί μια λύση μετάδοσης δεδομένων υψηλής χωρητικότητας. Είναι μικρό, συμπαγές, με δυνατότητα σύνδεσης εν ώρα λειτουργίας και μπορεί να συνδυαστεί με 400GE θύρες μεταγωγής. Αν και οι εξωτερικές διαστάσεις της ενότητας δεν καθορίζονται στην IA (Πρωτόκολλο εφαρμογής), το οπτικό φόρουμ στο Διαδίκτυο OIF έχει καθορίσει τις διαστάσεις της ενότητας για να φιλοξενήσει τη λύση 400G. Επιπλέον, το σώμα πρωτοκόλλου πολλαπλών πηγών (MSA) έχει ορίσει οπτικές μονάδες των τύπων ενθυλάκωσης QSFP-DD και OSFP, οι οποίες μπορούν να διασυνδεθούν. Με άλλα λόγια, δεδομένου ότι το OIF και το MSA είναι οργανισμοί σε επίπεδο βιομηχανίας, η συμβατή με την αγορά λύση 400ZR θα είναι επίσης διαλειτουργική. Η διαλειτουργικότητα της λύσης 400ZR αποφέρει επίσης τα διπλά οφέλη της απλούστευσης της διαχείρισης και της ανάπτυξης της εφοδιαστικής αλυσίδας.
Το συνεκτικό σύστημα 400ZR με δυνατότητα σύνδεσης εν ώρα λειτουργίας υποστηρίζει μόνο διασυνδέσεις 400G Ethernet και διασυνδέσεις πολλαπλών προμηθευτών. Δεν είναι κατάλληλο για μετάδοση 400G MAN επόμενης γενιάς άνω των 80 χλμ. Στην περίπτωση αυτή, προτείνεται το πρότυπο 400ZR+ (400G ZR+), το οποίο υπόσχεται να βελτιώσει περαιτέρω τη αρθρωτότητα υποστηρίζοντας μια ποικιλία δυνατοτήτων καναλιών με βάση τις απαιτήσεις κάλυψης και τη συμβατότητα με καθιερωμένες υποδομές MAN.
Ποιες θα είναι οι επιπτώσεις του 400ZR;
Αν και η τεχνολογία 400ZR είναι ακόμα στα σπάργανα, θα έχει σημαντικό αντίκτυπο σε τρεις βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένων των πολύ μεγάλων κέντρων δεδομένων, κατανεμημένα δίκτυα πανεπιστημιούπολη και μητροπολιτικά δίκτυα περιοχή, και τους παρόχους τηλεπικοινωνιών.
1. Το 400ZR βοηθά το υπολογιστικό νέφος και τα πολύ μεγάλα κέντρα δεδομένων να προσαρμοστούν στην αυξανόμενη ζήτηση για υψηλό εύρος ζώνης
Οι διασυνδέσεις των κέντρων δεδομένων και η ανάπτυξη του 400ZR μπορούν να βοηθήσουν το υπολογιστικό νέφος και τα πολύ μεγάλα κέντρα δεδομένων να προσαρμοστούν στην αυξανόμενη ζήτηση για υψηλό εύρος ζώνης στο δίκτυο. Μπορούν να αντιμετωπίσουν την εκθετική ανάπτυξη εφαρμογών, όπως υπηρεσίες cloud, συσκευές Internet-of-things και streaming βίντεο. Με την πάροδο του χρόνου, το 400G ZR θα συμβάλει περισσότερο στον αυξανόμενο αριθμό εφαρμογών και χρηστών σε όλο το δίκτυο.
2. Το 400ZR θα υποστηρίξει τη συνδεσιμότητα των κατανεμημένων κέντρων δεδομένων
Όπως προαναφέρθηκε, η τεχνολογία 400ZR θα υποστηρίξει διασυνδέσεις υψηλού εύρους ζώνης για τη σύνδεση κατανεμημένων κέντρων δεδομένων. Μέσω αυτής της σύνδεσης, τα κατανεμημένα κέντρα δεδομένων μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους, να μοιράζονται δεδομένα, να εξισορροπούν φόρτους εργασίας, να παρέχουν αντίγραφα ασφαλείας και να επεκτείνουν τη χωρητικότητα του κέντρου δεδομένων όταν χρειάζεται.
3. Το 400ZR θα επιτρέψει στις επιχειρήσεις τηλεπικοινωνιών για να στείλει πίσω την κατοικημένη κυκλοφορία
Το πρότυπο 400G ZR θα επιτρέψει στις εταιρείες τηλεπικοινωνιών να στείλουν πίσω την κυκλοφορία κατοικιών. Όταν εκτελείται με ταχύτητα 200 Gb/s, το 400ZR μπορεί να αυξήσει το εύρος των μεταδόσεων υψηλής απώλειας χρησιμοποιώντας 64Gbaud καρδιά και διαμόρφωση QPSK. Για τα δίκτυα 5G, 400G ZR μπορεί να παρέχει το κινητό backhaul με τη συγκέντρωση των πολλαπλάσιων συνδέσεων 25Gb/s, οι οποίες είναι πιό ευνοϊκές στην προώθηση της επέκτασης της αναδυόμενης αγοράς δικτύων 5G και του πεδίου εφαρμογής.
4. 400ZR+/400ZR- θα παρέχει περισσότερη ευκολία στην κορυφή 400ZR
Εκτός από τη διαλειτουργικότητα του με άλλες ενότητες, το 400ZR αναμένεται να υποστηρίξει πρόσθετους τρόπους λειτουργίας, γνωστούς ως 400ZR+ και 400ZR-, για να αυξήσει το φάσμα των διευθυνόμενων εφαρμογών. Το "+" δείχνει ότι η κατανάλωση ενέργειας της μονάδας υπερβαίνει τα 15W που απαιτούνται από την IA και ορισμένες συσκευές με δυνατότητα σύνδεσης, επιτρέποντας στη μονάδα να μεταδίδει σε αποστάσεις εκατοντάδων χιλιομέτρων χρησιμοποιώντας πιο ισχυρές τεχνολογίες επεξεργασίας σήματος. "-" σημαίνει ότι η ενότητα μπορεί να υποστηρίξει τους χαμηλούς τρόπους ποσοστού όπως 300G, 200G και 100G, παρέχοντας περισσότερη ευελιξία και ευκολία για τους χειριστές δικτύων.
Πόσο καιρό θα διαρκέσει η θερμότητα 400ZR;
Σύμφωνα με τον επικεφαλής τεχνολογίας του OFC για το 2019, ένα δείγμα προϊόντος 400ZR αναμένεται να φανεί στο OFC του 2020. Στη σύνοδο κορυφής του κέντρου δεδομένων ofc το 2019, η Google, η Microsoft και άλλοι κολοσσοί του κλάδου ανακοίνωσαν σχέδια για την ανάπτυξη του 400ZR μέσα στα επόμενα δύο χρόνια.
Επιπλέον, την 2021-2024, η ανάπτυξη της τεχνολογίας 400ZR θα φέρει μεγάλη ζήτηση για φωτιστικές μονάδες. Ο παρακάτω αριθμός δείχνει τις πωλήσεις των οπτικών μονάδων DWDM στην αγορά με υψηλή ταχύτητα (πάνω από 100G) και χαμηλή ταχύτητα (κάτω από 100G). Όπως φαίνεται από τον πίνακα, ο αριθμός των οπτικών μονάδων που χρησιμοποιούνται στο υπολογιστικό νέφος ή η διασύνδεση μεγάλων κέντρων δεδομένων θα αυξηθεί από το 2021 έως το 2024. Με άλλα λόγια, ξεκινώντας από το 2021, 400ZR θα οδηγήσει την αυξανόμενη ζήτηση για φωτιστικές ενότητες.
Επιπλέον, με την εφαρμογή των πρώτων 100Gbps σειριοποίηση / desiccator σε ένα τσιπ μεταγωγής το 2021, ο ρυθμός μεταφοράς που απαιτείται για την οπτική διεπαφή θα μετατοπιστεί σε 800Gbps στα επόμενα 1-2 χρόνια. Οι διαστάσεις OSFP έχουν οριστεί για την υποστήριξη ενός ρυθμού 8x100GE χωρίς αλλαγή του τύπου της συμπύκνωσης οπτικής μονάδας. Ταυτόχρονα, η συνεκτική οπτική από την πλευρά της γραμμής θα μεταβεί σε υποστήριξη 128GBaud 16QAM στο ίδιο χρονικό διάστημα, καθιστώντας εύκολη την αναβάθμιση από την τρέχουσα 400ZR στην επόμενη γενιά 800ZR. Ως εκ τούτου, 400ZR είναι ζωτικής σημασίας τόσο στην τρέχουσα όσο και τη μελλοντική ανάπτυξη του δικτύου.
