Seoses suureneva nõudlusega suuremahuliste pilveteenuste ning andmekeskuste salvestamise ja töötlemise järele muutuvad andmekeskuste süsteemid üha enam detsentraliseeritumaks ja seetõttu ka raskemini hallatavaks. Lisaks vajavad sellised rakendused nagu tehisintellekt (AI) kiiresti madala latentsusajaga ja suure ribalaiusega võrguarhitektuure, et tulla toime suurte masinatevahelise sisend/väljundi (I/O) nõuetega, mida serverite vahel genereeritakse. Nende rakenduste rakendamise tagamiseks peab maksimaalne edastuskaugus nende hajutatud andmekeskuste vahel olema piiratud umbes 100 km-ga. Seega peavad need andmekeskused olema ühendatud klastritesse. Suure ribalaiusega ja suure tihedusega andmekeskuste vahelise ühenduse tagamiseks sündis 400ZR. See artikkel keskendub 400ZR määratluse, mõju ja arengusuundade tutvustamisele.
Mis on 400ZR?
400ZR on optilise Interneti-tööfoorumi OIF (Optical Internetworking Forum) määratletud spetsifikatsioon, mis KASUTAB tiheda lainepikkusjaotusega multipleksimise (DWDM) ja kõrgema astme modulatsiooni kombinatsiooni, et edastada 400 g üle 80 km andmekeskuse ühendamise (DCI) linke. Eesmärk on tagada pikaajaline ja stabiilne juurutamine, mis põhineb ühel 400G kandjal. See üks kandja kasutab keerulist polarisatsioonimultipleksimist 16-taseme ortogonaalse amplituudmodulatsiooniga (dp-16qam) kiirusega 60 Gbaud.
400GZR esitleb ainulaadset ja täiustatud sidustehnoloogiat, mis juhib suure võimsusega andmeedastuslahendust. See on väike, kompaktne, kuumühendatav ja seda saab sobitada 400GE lülitusportidega. Kuigi mooduli välismõõtmed ei ole IA-s (Implementation Protocol) täpsustatud, on optilise Interneti foorum OIF määratlenud mooduli mõõtmed 400G lahenduse mahutamiseks. Lisaks on mitme allika protokolli (MSA) korpus määratlenud QSFP-DD ja OSFP kapseldustüüpide optilised moodulid, mida saab omavahel siduda. Teisisõnu, kuna OIF ja MSA on kogu tööstust hõlmavad organisatsioonid, on ka turustatav nõuetele vastav 400ZR lahendus koostalitlusvõimeline. 400ZR lahenduse koostalitlusvõime toob kaasa ka kahekordse eelise – tarneahela haldamise ja juurutamise lihtsustamine.
Kuumalt ühendatav koherentne 400ZR-skeem toetab ainult 400G Etherneti ühendusi ja mitme tarnija ühendusi. See ei sobi järgmise põlvkonna 400G MAN käigukastidele, mille pikkus on üle 80 km. Sel juhul pakutakse välja 400ZR+ (400G ZR+) standard, mis lubab veelgi parandada modulaarsust, toetades erinevaid kanalivõimsusi, mis põhinevad katvusnõuetel ja ühilduvusel väljakujunenud MAN-i infrastruktuuridega.
Milline on 400ZR mõju?
Kuigi 400ZR tehnoloogia on alles lapsekingades, avaldab see suurt mõju kolmele tööstusharule, sealhulgas väga suured andmekeskused, hajutatud ülikoolilinnakuvõrgud ja suurlinnavõrgud ning telekommunikatsiooni pakkujad.
1. 400ZR aitab pilvandmetöötlusel ja väga suurtel andmekeskustel kohaneda kasvava nõudlusega suure ribalaiuse järele
Andmekeskuste vastastikused ühendused ja 400ZR arendamine võivad aidata pilvandmetöötlusel ja väga suurtel andmekeskustel kohaneda kasvava nõudlusega võrgu suure ribalaiuse järele. Nad saavad hakkama selliste rakenduste hüppelise kasvuga nagu pilveteenused, asjade Interneti-seadmed ja video voogesitus. Aja jooksul on400G ZRannab suurema panuse kogu võrgus kasvavasse rakenduste ja kasutajate arvu.
2. 400ZR toetab hajutatud andmekeskuste ühenduvust
Nagu eespool mainitud, toetab 400ZR tehnoloogia laia ribalaiusega ühendusi hajutatud andmekeskuste ühendamiseks. Selle ühenduse kaudu saavad hajutatud andmekeskused omavahel suhelda, andmeid jagada, töökoormust tasakaalustada, varundada ja vajadusel andmekeskuse võimsust laiendada.
3. 400ZR võimaldab telekommunikatsiooniettevõtetel elamute liiklust tagasi saata
400G ZR standard võimaldab telekommunikatsiooniettevõtetel elamute liiklust tagasi saata. Töötades kiirusega 200 Gb/s, võib 400ZR suurendada suure kadudega edastuste ulatust, kasutades 64Gbaud südame ja QPSK modulatsiooni. 5G võrkude jaoks võib 400G ZR pakkuda mobiilset tagasiühendust, koondades mitu 25 Gb/s linki, mis soodustab paremini areneva 5G võrguturu ja rakenduste ulatuse laienemist.
4. 400ZR+/400ZR- pakub lisaks 400ZR-ile rohkem mugavust
Lisaks koostalitlusvõimele teiste moodulitega eeldatakse, et 400ZR toetab täiendavaid töörežiime, mida tuntakse 400ZR+ ja 400ZR- nime all, et suurendada adresseeritavate rakenduste valikut. "+" näitab, et mooduli energiatarve ületab IA ja mõnede ühendatavate seadmete nõutavat 15 W, võimaldades moodulil edastada sadade kilomeetrite kaugusele, kasutades võimsamaid signaalitöötlustehnoloogiaid. "-" tähendab, et moodul toetab madala kiirusega režiime, nagu 300G, 200G ja 100G, pakkudes võrguoperaatoritele suuremat paindlikkust ja mugavust.
Kui kaua 400ZR soojus kestab?
2019. aasta OFC tehnoloogiajuhi sõnul nähakse 2020. aasta OFC-l eeldatavasti 400ZR tootenäidist. 2019. aasta OFC andmekeskuse tippkohtumisel teatasid Google, Microsoft ja teised tööstushiiglased plaanist võtta 400ZR järgmise kahe aasta jooksul kasutusele.
Veelgi enam, aastal 2021-2024 toob 400ZR tehnoloogia areng kaasa suure nõudluse valgusmoodulite järele. Järgmisel joonisel on näidatud müükDWDM optilised moodulidturul suure kiirusega (üle 100G) ja väikese kiirusega (alla 100G). Nagu tabelist näha, kasvab pilvandmetöötluses või suurte andmekeskuste omavahelisel ühendamisel kasutatavate optiliste moodulite arv aastatel 2021 kuni 2024. Ehk alates 2021. aastast juhib valgusmoodulite nõudluse kasvu 400ZR.
Lisaks sellele nihkub 2021. aastal lülituskiibil esimese 100 Gbps serialiseerimise/eksikaatori kasutuselevõtuga optilise liidese jaoks vajalik edastuskiirus järgmise 1-2 aasta jooksul 800 Gbps-le. OSFP mõõtmed on määratletud toetama kiirust 8x100GE ilma optilise mooduli kapseldamise tüüpi muutmata. Samal ajal läheb liinipoolne koherentne optika sama aja jooksul üle 128GBaud 16QAM-i toele, muutes praeguselt 400ZR-ilt uue põlvkonna 800ZR-ile ülemineku lihtsaks. Seetõttu on 400ZR nii praeguses kui ka tulevases võrguarenduses ülioluline.
