С ростом спроса на крупномасштабные облачные сервисы, а также системы хранения и обработки данных в центрах обработки данных, системы центров обработки данных становятся все более децентрализованными и, следовательно, более сложными в управлении. Кроме того, такие приложения, как искусственный интеллект (ИИ), срочно нуждаются в сетевых архитектурах с низкой задержкой и высокой пропускной способностью для обработки больших требований межмашинного ввода-вывода (I/O), генерируемых между серверами. Чтобы гарантировать возможность реализации этих приложений, максимальное расстояние передачи между этими распределенными центрами обработки данных должно быть ограничено примерно 100 км. Поэтому эти дата-центры должны быть объединены в кластеры. Чтобы обеспечить взаимосвязь между центрами обработки данных с высокой пропускной способностью и высокой плотностью, был создан 400ZR. В этой статье основное внимание будет уделено определению, влиянию и тенденциям развития 400ZR.
Что такое 400ZR?
400ZR — это спецификация, определенная Форумом оптического межсетевого взаимодействия OIF (Форум оптического межсетевого взаимодействия), которая ИСПОЛЬЗУЕТ комбинацию плотного мультиплексирования с разделением по длине волны (DWDM) и модуляции более высокого порядка для передачи 400 g на расстояние 80 км по каналам межсетевого соединения центров обработки данных (DCI). Целью является обеспечение долгосрочного и стабильного внедрения на базе одной несущей сети 400G. Эта одиночная несущая использует сложное поляризационное мультиплексирование с ортогональной амплитудной модуляцией уровня 16- (dp-16qam) со скоростью 60 Гбод.
400GZR представляет уникальную и передовую когерентную технологию, которая обеспечивает решение для передачи данных с высокой пропускной способностью. Он небольшой, компактный, поддерживает горячую замену и может использоваться с коммутационными портами 400GE. Хотя внешние размеры модуля не указаны в IA (Протокол реализации), оптический Интернет-форум OIF определил размеры модуля для размещения решения 400G. Кроме того, в протоколе нескольких источников (MSA) определены оптические модули типов инкапсуляции QSFP-DD и OSFP, которые могут быть связаны между собой. Другими словами, поскольку OIF и MSA являются отраслевыми организациями, предлагаемое на рынке решение 400ZR также будет совместимым. Функциональная совместимость решения 400ZR также дает двойное преимущество: упрощает управление цепочкой поставок и ее развертывание.
Когерентная схема 400ZR с возможностью горячего подключения поддерживает только соединения Ethernet 400G и соединения различных поставщиков. Он не подходит для трансмиссий MAN следующего поколения 400G на расстояние более 80 км. В данном случае предлагается стандарт 400ZR+ (400G ZR+), который обещает дальнейшее улучшение модульности за счет поддержки различных пропускных способностей каналов в зависимости от требований покрытия и совместимости с установленными инфраструктурами MAN.
Каково будет влияние 400ZR?
Хотя технология 400ZR все еще находится в зачаточном состоянии, она окажет серьезное влияние на три отрасли, включая очень крупные центры обработки данных, распределенные кампусные сети и городские сети, а также поставщиков телекоммуникационных услуг.
1. 400ZR помогает облачным вычислениям и очень крупным центрам обработки данных адаптироваться к растущему спросу на высокую пропускную способность.
Межсетевые соединения центров обработки данных и разработка 400ZR могут помочь облачным вычислениям и очень крупным центрам обработки данных адаптироваться к растущему спросу на высокую пропускную способность сети. Они могут справиться с экспоненциальным ростом количества приложений, таких как облачные сервисы, устройства Интернета вещей и потоковое видео. Со временем400Г ЗРвнесет больший вклад в растущее число приложений и пользователей в сети.
2. 400ZR будет поддерживать подключение распределенных центров обработки данных.
Как упоминалось выше, технология 400ZR будет поддерживать соединения с высокой пропускной способностью для соединения распределенных центров обработки данных. Благодаря этому соединению распределенные центры обработки данных могут взаимодействовать друг с другом, обмениваться данными, балансировать рабочие нагрузки, обеспечивать резервное копирование и при необходимости расширять возможности центра обработки данных.
3. 400ZR позволит телекоммуникационным компаниям возвращать домашний трафик.
Стандарт 400G ZR позволит телекоммуникационным компаниям возвращать домашний трафик. При работе на скорости 200 Гбит/с 400ZR может увеличить дальность передачи с высокими потерями, используя сердцевину со скоростью 64 Гбод и модуляцию QPSK. Для сетей 5G 400G ZR может обеспечить мобильную транзитную связь за счет объединения нескольких каналов 25 Гбит/с, что в большей степени способствует расширению развивающегося рынка сетей 5G и сферы применения.
4. 400ZR+/400ZR- обеспечит больше удобства по сравнению с 400ZR.
Ожидается, что помимо совместимости с другими модулями 400ZR будет поддерживать дополнительные рабочие режимы, известные как 400ZR+ и 400ZR-, для расширения диапазона адресуемых приложений. Знак «+» указывает на то, что потребляемая мощность модуля превышает 15 Вт, требуемые IA и некоторыми подключаемыми устройствами, что позволяет модулю передавать данные на расстояния в сотни километров, используя более мощные технологии обработки сигналов. «-» означает, что модуль может поддерживать режимы низкой скорости, такие как 300G, 200G и 100G, обеспечивая большую гибкость и удобство для сетевых операторов.
Как долго продлится нагрев 400ZR?
По словам технического директора OFC 2019 года, ожидается, что образец продукта 400ZR можно будет увидеть на OFC 2020 года. На саммите OFC по центрам обработки данных в 2019 году Google, Microsoft и другие отраслевые гиганты объявили о планах развернуть 400ZR в течение следующих двух лет.
Более того, в 2021-2024 развитие технологии 400ZR приведет к увеличению спроса на световые модули. На следующем рисунке показаны продажиОптические модули DWDMна рынке с высокой скоростью (выше 100G) и низкой скоростью (ниже 100G). Как видно из таблицы, количество оптических модулей, используемых в облачных вычислениях или объединении крупных дата-центров, увеличится с 2021 по 2024 год. Другими словами, начиная с 2021 года 400ZR будет лидировать в растущем спросе на световые модули.
Кроме того, с внедрением в 2021 году первого сериализатора/эксикатора на коммутационном чипе со скоростью 100 Гбит/с скорость передачи данных, необходимая для оптического интерфейса, в ближайшие 1-2 года сместится до 800 Гбит/с. Размеры OSFP определены для поддержки скорости 8x100GE без изменения типа инкапсуляции оптического модуля. В то же время когерентная оптика на стороне линии за тот же период перейдет на поддержку 16QAM со скоростью 128 ГБ/с, что позволит легко перейти с текущего 400ZR на следующее поколение 800ZR. Таким образом, 400ZR имеет решающее значение как для текущего, так и для будущего развития сети.
