Com a crescente demanda por serviços de nuvem em grande escala e armazenamento e processamento de data centers, os sistemas de data centers estão se tornando cada vez mais descentralizados e, portanto, mais difíceis de gerenciar. Além disso, aplicações como inteligência artificial (IA) precisam urgentemente de arquiteturas de rede de baixa latência e alta largura de banda para lidar com os grandes requisitos de entrada/saída (E/S) máquina a máquina gerados entre servidores. Para garantir que estas aplicações possam ser implementadas, a distância máxima de transmissão entre estes centros de dados distribuídos deve ser limitada a cerca de 100 km. Portanto, esses data centers devem estar conectados em clusters. Para garantir a interligação entre data centers de alta largura de banda e alta densidade, nasceu o 400ZR. Este artigo se concentrará na introdução da definição, influência e tendência de desenvolvimento do 400ZR.
O que é 400ZR?
400ZR é uma especificação definida pelo Optical Internetworking Forum OIF (Optical Internetworking Forum) que USA uma combinação de multiplexação por divisão de comprimento de onda densa (DWDM) e modulação de ordem superior para transmitir 400 g em 80 km de links de interconexão de data center (DCI). O objetivo é garantir uma implementação estável e de longo prazo com base em uma única operadora de 400G. Esta portadora única usa multiplexação de polarização complexa com modulação de amplitude ortogonal de nível 16- (dp-16qam) a uma taxa de 60Gbaud.
400GZR apresenta uma tecnologia coerente única e avançada que impulsiona uma solução de transmissão de dados de alta capacidade. É pequeno, compacto, hot-plug e pode ser combinado com portas de comutação 400GE. Embora as dimensões externas do módulo não estejam especificadas no IA (Protocolo de Implementação), o fórum de Internet óptica OIF definiu as dimensões do módulo para acomodar a solução 400G. Além disso, o corpo do protocolo Multi-source (MSA) definiu módulos ópticos dos tipos de encapsulamento QSFP-DD e OSFP, que podem ser interligados. Por outras palavras, uma vez que a OIF e a MSA são organizações que abrangem toda a indústria, a solução 400ZR compatível comercializada também será interoperável. A interoperabilidade da solução 400ZR também traz o duplo benefício de simplificar o gerenciamento e a implantação da cadeia de suprimentos.
O esquema 400ZR coerente hot-plug suporta apenas interconexões Ethernet 400G e interconexões de vários fornecedores. Não é adequado para transmissões MAN 400G da próxima geração com mais de 80 km. Neste caso, é proposto o padrão 400ZR+ (400G ZR+), que promete melhorar ainda mais a modularidade, suportando uma variedade de capacidades de canal com base nos requisitos de cobertura e compatibilidade com infraestruturas MAN estabelecidas.
Qual será o impacto do 400ZR?
Embora a tecnologia 400ZR ainda esteja na sua infância, terá um grande impacto em três indústrias, incluindo centros de dados muito grandes, redes distribuídas de campus e redes de áreas metropolitanas, e fornecedores de telecomunicações.
1. O 400ZR ajuda a computação em nuvem e data centers muito grandes a se adaptarem à crescente demanda por alta largura de banda
As interconexões de data centers e o desenvolvimento do 400ZR podem ajudar a computação em nuvem e data centers muito grandes a se adaptarem à crescente demanda por alta largura de banda na rede. Eles podem lidar com o crescimento exponencial de aplicações como serviços em nuvem, dispositivos de Internet das coisas e streaming de vídeo. Com o tempo, o400G ZRdará uma contribuição maior para o crescente número de aplicações e usuários em toda a rede.
2. O 400ZR apoiará a conectividade de data centers distribuídos
Conforme mencionado acima, a tecnologia 400ZR suportará interconexões de alta largura de banda para conectar data centers distribuídos. Através desta conexão, os data centers distribuídos podem se comunicar entre si, compartilhar dados, equilibrar cargas de trabalho, fornecer backups e expandir a capacidade do data center quando necessário.
3. O 400ZR permitirá que as empresas de telecomunicações enviem de volta o tráfego residencial
O padrão 400G ZR permitirá que as empresas de telecomunicações enviem de volta o tráfego residencial. Ao operar a 200 Gb/s, o 400ZR pode aumentar o alcance de transmissões de alta perda usando coração de 64 Gbaud e modulação QPSK. Para redes 5G, 400G ZR pode fornecer backhaul móvel agregando vários links de 25 Gb/s, o que é mais propício para promover a expansão do mercado emergente de redes 5G e do escopo de aplicação.
4. 400ZR+/400ZR- proporcionará mais conveniência além do 400ZR
Além da sua interoperabilidade com outros módulos, espera-se que o 400ZR suporte modos operacionais adicionais, conhecidos como 400ZR+ e 400ZR-, para aumentar a gama de aplicações endereçáveis. O “+” indica que o consumo de energia do módulo excede os 15W exigidos pela IA e alguns dispositivos conectáveis, permitindo que o módulo transmita por distâncias de centenas de quilômetros usando tecnologias de processamento de sinal mais poderosas. "-" significa que o módulo pode suportar modos de baixa taxa, como 300G, 200G e 100G, proporcionando mais flexibilidade e conveniência para as operadoras de rede.
Quanto tempo durará o calor 400ZR?
De acordo com o diretor de tecnologia da OFC de 2019, espera-se que uma amostra do produto 400ZR seja vista na OFC de 2020. Na cúpula de data centers da OFC em 2019, Google, Microsoft e outros gigantes da indústria anunciaram planos para implantar o 400ZR nos próximos dois anos.
Além disso, em 2021-2024, o desenvolvimento da tecnologia 400ZR trará uma grande demanda por módulos leves. A figura a seguir mostra as vendas deMódulos ópticos DWDMno mercado com alta velocidade (acima de 100G) e baixa velocidade (abaixo de 100G). Como pode ser visto na tabela, o número de módulos ópticos utilizados na computação em nuvem ou na interconexão de grandes data centers aumentará de 2021 a 2024. Ou seja, a partir de 2021, o 400ZR liderará a crescente demanda por módulos leves.
Além disso, com a implementação do primeiro serializador/dessecador de 100 Gbps em um chip de comutação em 2021, a taxa de transferência necessária para a interface óptica mudará para 800 Gbps nos próximos 1-2 anos. As dimensões OSFP foram definidas para suportar uma taxa de 8x100GE sem alterar o tipo de encapsulamento do módulo óptico. Ao mesmo tempo, a óptica coerente do lado da linha fará a transição para o suporte 128GBaud 16QAM no mesmo período de tempo, facilitando a atualização do atual 400ZR para a próxima geração 800ZR. Portanto, o 400ZR é crucial no desenvolvimento da rede atual e futura.
