Com a crescente demanda por serviços em nuvem em larga escala e armazenamento e processamento de data centers, os sistemas de data center estão se tornando cada vez mais descentralizados e, portanto, mais difíceis de gerenciar. Além disso, aplicativos como inteligência artificial (IA) precisam urgentemente de baixa latência, arquiteturas de rede de alta largura de banda para lidar com os grandes requisitos de entrada/saída máquina a máquina (I/O) gerados entre servidores. Para garantir que essas aplicações possam ser implementadas, a distância máxima de transmissão entre esses data centers distribuídos deve ser limitada a cerca de 100km. Portanto, esses data centers devem estar conectados em clusters. A fim de garantir a interconexão entre data centers de alta largura de banda e de alta densidade, nasceu o 400ZR. Este artigo se concentrará em introduzir a tendência de definição, influência e desenvolvimento de 400ZR.
O que é 400ZR?
400 ZR é uma especificação definida pelo Optical Internetworking Forum OIF (Optical Internetworking Forum) que USA uma combinação de multiplexing de divisão de comprimento de onda denso (DWDM) e modulação de maior ordem para transmitir 400 g mais de 80km de links de interconexão de data center (DCI). O objetivo é garantir a implementação a longo prazo e estável com base em uma única operadora de 400G. Este único portador usa multiplexação de polarização complexa com a modulação de amplitude ortogonal de 16 níveis (dp-16qam) a uma taxa de 60Gbaud.
O 400G ZR apresenta uma tecnologia coerente única e avançada que impulsiona uma solução de transmissão de dados de alta capacidade. É pequeno, compacto, pluggável a quente, e pode ser combinado com portas de comutação de 400GE. Embora as dimensões externas do módulo não sejam especificadas em IA (Protocolo de Implementação), o fórum óptico de Internet OIF definiu as dimensões do módulo para acomodar a solução 400G. Além disso, o corpo do protocolo multi-fonte (MSA) definiu módulos ópticos dos tipos de encapsulamento QSFP-DD e OSFP, que podem ser interligados. Em outras palavras, uma vez que o OIF e o MSA são organizações de todo o setor, a solução 400ZR compatível com o mercado também será interoperável. A interoperabilidade da solução 400ZR também traz os dois benefícios de simplificar o gerenciamento e a implantação da cadeia de suprimentos.
O esquema 400ZR coerente e plugável a quente suporta apenas interconexões de Ethernet de 400G e interconexões de vários fornecedores. Não é adequado para transmissões man de próxima geração 400G acima de 80km. Neste caso, é proposto o padrão 400ZR+ (400G ZR+), que promete melhorar ainda mais a modularidade, suportando uma variedade de capacidades de canal baseadas nos requisitos de cobertura e compatibilidade com as infraestruturas MAN estabelecidas.
Qual será o impacto de 400ZR?
Embora a tecnologia 400ZR ainda esteja em sua infância, ela terá um grande impacto em três indústrias, incluindo data centers muito grandes, redes de campus distribuídos e redes de áreas metropolitanas e provedores 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 do data center e o desenvolvimento do 400ZR podem ajudar a computação em nuvem e grandes data centers a se adaptarem à crescente demanda por alta largura de banda na rede. Eles podem lidar com o crescimento exponencial de aplicativos como serviços em nuvem, dispositivos de Internet das Coisas e streaming de vídeo. Com o tempo, o ZR 400G contribuirá mais para o crescente número de aplicativos e usuários em toda a rede.
2. O 400ZR suportará a conectividade de data centers distribuídos
Como mencionado acima, a tecnologia 400ZR suportará interconexões de alta largura de banda para conectar data centers distribuídos. Através dessa 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
A norma ZR de 400G permitirá que as empresas de telecomunicações enviem de volta o tráfego residencial. Ao rodar a 200Gb/s, o 400ZR pode aumentar a gama de transmissões de alta perda usando a modulação de coração e QPSK de 64Gbaud. Para redes 5G, o ZR 400G pode fornecer backhaul móvel agregando vários links de 25Gb/s, o que é mais propício para promover a expansão do emergente mercado de rede 5G e do escopo de aplicativos.
4. 400ZR+/400ZR- fornecerá mais comodidade em cima de 400ZR
Além de sua interoperabilidade com outros módulos, espera-se que o 400ZR suporte modos operacionais adicionais, conhecidos como 400ZR+ e 400ZR-, para aumentar a gama de aplicativos endereçados. O "+" indica que o consumo de energia do módulo excede os 15W exigidos pela IA e alguns dispositivos plugáveis, permitindo que o módulo transmita a 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 vai durar o calor de 400 ZR?
De acordo com o diretor de tecnologia do OFC 2019, espera-se que uma amostra de produto de 400ZR seja vista no OFC 2020. Na cúpula do data center ofc em 2019, Google, Microsoft e outros gigantes do setor 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 de luz. O número a seguir mostra as vendas de módulos ópticos DWDM no mercado com alta velocidade (acima de 100G) e baixa velocidade (abaixo de 100G). Como pode ser visto na tabela, o número de módulos ópticos usados na computação em nuvem ou a interconexão de grandes data centers aumentará de 2021 para 2024. Em outras palavras, a partir de 2021, o 400ZR liderará a crescente demanda por módulos de luz.
Além disso, com a implementação do primeiro serialização/desiccator de 100Gbps em um chip de comutação em 2021, a taxa de transferência necessária para a interface óptica passará para 800Gbps 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 passará para o suporte 128GBaud 16QAM na mesma quantidade de tempo, facilitando a atualização dos atuais 400ZR para a próxima geração 800ZR. Portanto, o 400ZR é crucial tanto no desenvolvimento atual quanto no futuro da rede.
