Con la creciente demanda de servicios en la nube y de almacenamiento y procesamiento de centros de datos a gran escala, los sistemas de los centros de datos se están volviendo cada vez más descentralizados y, por lo tanto, más difíciles de administrar. Además, aplicaciones como la inteligencia artificial (IA) necesitan con urgencia arquitecturas de red de baja latencia y alto ancho de banda para manejar los grandes requisitos de entrada/salida (E/S) de máquina a máquina generados entre servidores. Para garantizar que estas aplicaciones puedan implementarse, la distancia máxima de transmisión entre estos centros de datos distribuidos debe limitarse a unos 100 km. Por tanto, estos centros de datos deben estar conectados en clústeres. Para garantizar la interconexión entre centros de datos de gran ancho de banda y alta densidad, nació 400ZR. Este artículo se centrará en presentar la definición, la influencia y la tendencia de desarrollo del 400ZR.
¿Qué es 400ZR?
400ZR es una especificación definida por el Optical Internetworking Forum OIF (Optical Internetworking Forum) que UTILIZA una combinación de multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM) y modulación de orden superior para transmitir 400 g a lo largo de 80 km de enlaces de interconexión de centros de datos (DCI). El objetivo es garantizar una implementación estable y a largo plazo basada en un único operador de 400G. Esta portadora única utiliza multiplexación de polarización compleja con la modulación de amplitud ortogonal de nivel 16- (dp-16qam) a una velocidad de 60 Gbaud.
400GZR presenta una tecnología coherente única y avanzada que impulsa una solución de transmisión de datos de alta capacidad. Es pequeño, compacto, conectable en caliente y puede combinarse con puertos de conmutación 400GE. Aunque las dimensiones externas del módulo no están especificadas en IA (Protocolo de implementación), el foro óptico de Internet OIF ha definido las dimensiones del módulo para acomodar la solución 400G. Además, el cuerpo del protocolo multifuente (MSA) ha definido módulos ópticos de los tipos de encapsulación QSFP-DD y OSFP, que pueden interconectarse. En otras palabras, dado que OIF y MSA son organizaciones que abarcan toda la industria, la solución 400ZR comercializada que cumpla con las normas también será interoperable. La interoperabilidad de la solución 400ZR también aporta el doble beneficio de simplificar la gestión y la implementación de la cadena de suministro.
El esquema 400ZR coherente de conexión en caliente admite solo interconexiones Ethernet 400G e interconexiones de múltiples proveedores. No es adecuado para transmisiones MAN 400G de próxima generación de más de 80 km. En este caso, se propone el estándar 400ZR+ (400G ZR+), que promete mejorar aún más la modularidad al admitir una variedad de capacidades de canales basadas en los requisitos de cobertura y la compatibilidad con las infraestructuras MAN establecidas.
¿Cuál será el impacto de 400ZR?
Aunque la tecnología 400ZR todavía está en su infancia, tendrá un impacto importante en tres industrias, incluidos los centros de datos muy grandes, las redes de campus distribuidas y las redes de área metropolitana, y los proveedores de telecomunicaciones.
1. El 400ZR ayuda a la computación en la nube y a los centros de datos de gran tamaño a adaptarse a la creciente demanda de un gran ancho de banda
Las interconexiones de los centros de datos y el desarrollo del 400ZR pueden ayudar a la computación en la nube y a los centros de datos de gran tamaño a adaptarse a la creciente demanda de un gran ancho de banda en la red. Pueden hacer frente al crecimiento exponencial de aplicaciones como los servicios en la nube, los dispositivos de Internet de las cosas y la transmisión de vídeo. Con el tiempo, el400G ZRhará una mayor contribución al creciente número de aplicaciones y usuarios en la red.
2. El 400ZR admitirá la conectividad de centros de datos distribuidos
Como se mencionó anteriormente, la tecnología 400ZR admitirá interconexiones de gran ancho de banda para conectar centros de datos distribuidos. A través de esta conexión, los centros de datos distribuidos pueden comunicarse entre sí, compartir datos, equilibrar cargas de trabajo, proporcionar copias de seguridad y ampliar la capacidad del centro de datos cuando sea necesario.
3. El 400ZR permitirá a las empresas de telecomunicaciones devolver el tráfico residencial
El estándar 400G ZR permitirá a las empresas de telecomunicaciones devolver el tráfico residencial. Cuando funciona a 200 Gb/s, el 400ZR puede aumentar el rango de transmisiones de alta pérdida utilizando un corazón de 64 Gbaud y modulación QPSK. Para las redes 5G, 400G ZR puede proporcionar backhaul móvil agregando múltiples enlaces de 25 Gb/s, lo que es más propicio para promover la expansión del mercado emergente de redes 5G y el alcance de sus aplicaciones.
4. 400ZR+/400ZR- brindará más comodidad además del 400ZR
Además de su interoperabilidad con otros módulos, se espera que el 400ZR admita modos operativos adicionales, conocidos como 400ZR+ y 400ZR-, para aumentar la gama de aplicaciones direccionables. El "+" indica que el consumo de energía del módulo excede los 15 W requeridos por IA y algunos dispositivos enchufables, lo que permite que el módulo transmita a distancias de cientos de kilómetros utilizando tecnologías de procesamiento de señales más potentes. "-" significa que el módulo puede admitir modos de baja velocidad como 300G, 200G y 100G, lo que brinda más flexibilidad y conveniencia a los operadores de red.
¿Cuánto durará el calor del 400ZR?
Según el director de tecnología de la OFC 2019, se espera que se vea una muestra del producto 400ZR en la OFC 2020. En la cumbre de centros de datos de la OFC en 2019, Google, Microsoft y otros gigantes de la industria anunciaron planes para implementar el 400ZR en los próximos dos años.
Es más, en 2021-2024, el desarrollo de la tecnología 400ZR generará una gran demanda de módulos ligeros. La siguiente figura muestra las ventas deMódulos ópticos DWDMen el mercado con alta velocidad (por encima de 100G) y baja velocidad (por debajo de 100G). Como puede verse en la tabla, el número de módulos ópticos utilizados en la computación en la nube o la interconexión de grandes centros de datos aumentará de 2021 a 2024. Es decir, a partir de 2021, el 400ZR liderará la creciente demanda de módulos ligeros.
Además, con la implementación del primer serializador/desecador de 100 Gbps en un chip de conmutación en 2021, la velocidad de transferencia requerida para la interfaz óptica pasará a 800 Gbps en los próximos 1-2 años. Las dimensiones de OSFP se han definido para admitir una velocidad de 8x100GE sin cambiar el tipo de encapsulación del módulo óptico. Al mismo tiempo, la óptica coherente del lado de la línea pasará al soporte de 128 GBaud 16QAM en el mismo período de tiempo, lo que facilitará la actualización del 400ZR actual al 800ZR de próxima generación. Por lo tanto, 400ZR es crucial en el desarrollo de la red actual y futuro.
