فهم 400G ZR: وحدة إرسال واستقبال بصرية متماسكة ثورية

مثّل إطلاق وحدة الإرسال والاستقبال الضوئية المتماسكة 400G ZR إنجازًا هامًا في تكنولوجيا الشبكات. صُممت هذه الوحدة لتلبية الحاجة المتزايدة لنقل البيانات لمسافات أبعد. بفضل واجهتها القوية، يمكن لشبكات الاتصالات وموفري الخدمات السحابية ومراكز البيانات الآن الاستمتاع بتكامل سلس. بفضل معدل نقل البيانات البالغ 400 جيجابت في الثانية، تُعد وحدة الألياف الضوئية 400G ZR فعالة من حيث التكلفة وقابلة للتطوير. تهدف هذه المقالة إلى مناقشة وحدة 400G ZR الثورية بالتفصيل، مع توضيح الميزات الرئيسية والفوائد المهمة والجوانب المبتكرة الإضافية التي تُعزز الاتصالات الضوئية الحديثة. بغض النظر عن مهنتك - سواء كنت مسؤول شبكات أو فني أنظمة أو من هواة التكنولوجيا - سيساعدك هذا الدليل على فهم كيف تُحدث ZR 400 ثورة في هذا المجال.

ما هي تقنية Coherent 400G ZR؟

كيف تعمل وحدة الإرسال والاستقبال الضوئية 400G ZR؟

يستخدم جهاز الإرسال والاستقبال البصري 400G ZR تقنية بصرية متماسكة لنقل البيانات بسرعة مذهلة تبلغ 400 جيجابت في الثانية لمسافات تصل إلى 120 كيلومترًا. ويستخدم معالجة الإشارات الرقمية (DSP) لضمان أداء موثوق من خلال تشفير الإشارات الضوئية وفك تشفيرها. كما يستخدم جهاز 400G ZR تقنية الإرسال المتعدد بتقسيم الطول الموجي الكثيف (DWDM) التي تضمن أقصى استفادة من البنية التحتية الحالية للألياف الضوئية. يتوافق الجهاز مع المعايير المفتوحة، مثل معايير منتدى الربط الشبكي البصري (OIF)، التي تضمن التوافق بين مختلف معدات الشبكة. يتيح حجمه الصغير بصيغة QSFP-DD سهولة دمجه في مراكز البيانات عالية السعة وشبكات المدن الكبرى.  

ما الذي يجعل 400G ZR Coherent Optics مميزًا؟

لا تُضاهي بقية الصناعات تقنية البصريات المتماسكة 400G ZR من حيث المدى البعيد، ونقل البيانات عالي السرعة، وكفاءة الطاقة. طُوّرت هذه التقنية لوصلات عالية السعة من نقطة إلى نقطة، بمسافة 120 كيلومترًا، لتلبية متطلبات الربط بين السحابة ومراكز البيانات.

أهم ما يميز 400G ZR هو توافقه مع معيار OIF ZR للتوافق. يتيح هذا المعيار التوافق بين عدة موردين، مما يُسهم في توسيع نطاق النظام البيئي البصري وتنويعه. كما يدعم سرعات بيانات تصل إلى 400 جيجابت في الثانية، ما يُمكّن هذا الحل من التعامل مع كميات هائلة من حركة البيانات، مما يُتيح نشر الخدمة بشكل أسرع للتطبيقات التي تتطلب نطاقًا تردديًا واسعًا، مثل الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي، وبث الفيديو، ونسخ التخزين على نطاق واسع.

من الجوانب المهمة الأخرى التي تراعيها بصريات 400G ZR المتماسكة استهلاك الطاقة. تتميز بطاقة Quad Small Form Factor Pluggable Double Density (QSFP-DD) بأقل استهلاك للطاقة، حيث يتراوح بين 10 و15 واط تقريبًا، مما يجعلها أكثر كفاءة من بطاقات الخطوط التقليدية في الأجهزة القديمة. يساعد هذا الاستهلاك السلبي مراكز البيانات على تقليل النفقات التشغيلية، وخفض انبعاثات الكربون، ومنحها تحكمًا أكبر في البيانات.

من حيث كفاءة التكلفة، يستبدل نظام 400G ZR أنظمة DWDM المعقدة والحصرية بأنظمة أبسط قابلة للتوصيل والتشغيل، ويمكن استخدامها على المفاتيح وأجهزة التوجيه. يُغني هذا النظام عن استخدام معدات نقل ضوئية مستقلة، مما يُسهم في خفض النفقات الرأسمالية. علاوة على ذلك، يُحسّن النظام استخدام البنية التحتية بشكل كبير، من خلال إرسال أطوال موجية متعددة عبر زوج الألياف نفسه. كما يوفر النطاق اللازم لتلبية المتطلبات المستقبلية دون الحاجة إلى تحديثات مكثفة.

تُشكّل الزيادة السريعة في حركة البيانات العالمية مصدر قلق لمُشغّلي الاتصالات ومُزوّدي خدمات الحوسبة السحابية والشركات. تُلبّي البصريات المتماسكة 400 G ZR هذا القلق بفضل أدائها وفعاليتها من حيث التكلفة وكفاءتها. ويضمن اعتماد هذه البصريات التقدم نحو واجهات مُحدّدة بالأتمتة والإلكترونيات البصرية.  

لماذا يعد 400 G ZR مهمًا للشبكات البصرية؟  

يُعتبر 400 G ZR ذا أهمية كبيرة للشبكات الضوئية، إذ يُقلل من زمن الوصول ويُحسّن عرض النطاق الترددي للوصلات طويلة المدى. تُوفر أجهزته المُساعدة بالتجويف، والمُدمجة مع ليزرات الاتصالات، دقةً وتبسيطًا في نقل البيانات لمسافات طويلة. باستخدام الوحدات القياسية، تُدمج تقنية البصريات المتماسكة، كما تُلغي الأنظمة الاحتكارية والتعقيد. بفضل التوحيد القياسي، تُتيح هذه التقنية لمُزودي الخدمات السحابية والاتصالات وغيرهم من الموردين إمكانية التوسع بسلاسة. علاوةً على ذلك، يُحسّن 400 G ZR المتوافق عرض النطاق الترددي في مراكز البيانات والشبكات الأساسية. والأهم من ذلك، يُحافظ ZR على الموثوقية أثناء زيادة حركة البيانات، ويُحسّن الأداء.

قوة 400G QSFP-DD DCO ZR

يعتمد جهاز QSFP-DD DCO ZR بسعة 400 جيجابت في الثانية على تقنية بصرية متماسكة متطورة لتوفير سرعة 400 جيجابت في الثانية لمسافات تصل إلى 120 كيلومترًا دون الحاجة إلى تضخيم خارجي في كثير من الحالات. ويتحقق ذلك من خلال معالجة الإشارات الرقمية (DSP) المتطورة، التي تضمن تشفيرًا وفك تشفيرًا موثوقًا به للإشارات عبر الروابط طويلة المدى. وباستخدام تقنية مضاعفة تقسيم الطول الموجي الكثيف (DWDM)، تُعزز الوحدة سعة الألياف الضوئية إلى أقصى حد من خلال نقل أطوال موجية متعددة عبر زوج واحد من الألياف. يتوافق الجهاز مع معيار منتدى الشبكات البصرية (OIF) 400ZR، مما يضمن التوافق بين المعدات متعددة الموردين، مما يعزز بيئة بصرية مفتوحة. يتكامل جهاز QSFP-DD المدمج ذو عامل الشكل الرباعي الصغير والكثافة المزدوجة القابلة للتوصيل بسلاسة مع مراكز البيانات عالية الكثافة والشبكات الحضرية، مما يدعم تطبيقات مثل أحمال عمل الذكاء الاصطناعي/التعلم الآلي، وبث الفيديو، ونسخ التخزين على نطاق واسع.

كيف تتم مقارنة 400G ZR مع التقنيات البصرية الأخرى؟

الرئيسية الميزات والفوائد

1. نقل عالي السرعة لمسافات طويلة: يدعم 400 جيجابت في الثانية على مسافة 120 كم، وهو مثالي لشبكات DCI والمترو، مما يضمن النشر السريع للتطبيقات التي تتطلب نطاقًا تردديًا مكثفًا.
2. كفاءة الطاقة: تستهلك ما يقرب من 10-15 وات، وهو أقل بكثير من بطاقات الخطوط القديمة، مما يقلل من تكاليف التشغيل والتأثير البيئي.
3. الفعالية من حيث التكلفة: التخلص من الحاجة إلى أنظمة DWDM المستقلة، وخفض النفقات الرأسمالية وتمكين ترقيات البنية التحتية القابلة للتطوير.
4. التوافق التشغيلي: يلتزم بمعايير OIF 400ZR وOpenZR+، مما يضمن التوافق بين البائعين ويقلل من الحبس الملكي.
5. تصميم مضغوط: يعمل عامل شكل QSFP-DD على تعظيم كثافة المنافذ، مع وظيفة التوصيل السريع لسهولة التركيب والصيانة.

وحدات 400G ZR والإصدارات الأقدم

كما هو الحال مع الواجهات الأخرى، يختلف 400G ZR عن الوحدات التقليدية المُستخدمة في شبكات الاتصالات، إذ يُركز على تدفقات البيانات الطولية وبيانات النطاق الترددي المُركزة على الألياف. عادةً ما تتجنب الحلول المُخصصة الوحدات التقليدية؛ إلا أن 400G ZR يستخدم مواصفات مفتوحة المصدر وضعها منتدى OIF (الشبكة البصرية للشبكات). وهذا يضمن التوافق بين الموردين. علاوة على ذلك، يجمع 400G ZR بين البصريات الرقمية المتماسكة، مما يُمكّنه من إدارة مسافات تصل إلى 120 كيلومترًا بنطاق ترددي عالٍ، على عكس المُحوّلات المُخصصة للاستخدامات الأقصر والأقل تطلبًا، أو مراكز البيانات، أو ترقيات الشبكة الأساسية.

المزايا الملموسة لميزات 400G ZR لاستخدام مركز البيانات

1. اتصال مُحسَّنيعمل معيار 400G ZR على تبسيط عمليات الربط بين مراكز البيانات من خلال دمج النقل عالي النطاق الترددي لمسافات طويلة في حل فعال من حيث التكلفة، مما يخفف من عبء البنية التحتية للشبكة من حيث التعقيد العام. 
2. نقل البيانات بشكل موثوق. مع دعم مدى يصل إلى 120 كيلومترًا، وبيانات ZR المتماسكة 400G، والهياكل الملكية تضمن أداءً سريعًا ودائمًا لأنظمة مراقبة البيانات الحالية. 
3. مصاريف مخفضةتُقلل هذه التقنية من الحاجة إلى معدات إضافية، مثل مُضخِّمات الصوت أو مُضاعِفات الإشارة، مما يُخفِّض النفقات الرأسمالية والتشغيلية. التوافق مع مُورِّدين آخرين: يُسهِّل الالتزام بمتطلبات OIF عمل مُورِّدي الأجهزة المُختلفين ودمجهم في إعدادات مُتعددة المُورِّدين.
4. دعم الفرص المستقبلية. يمكن التعامل مع حركة مرور مركز البيانات الإضافية بسهولة وكفاءة كبيرة باستخدام 400G ZR مما يجعله الخيار المفضل لتوسيع الشبكة.

الجوانب المبتكرة لـ 400G QSFP-DD DCO ZR

يشتمل 400G QSFP-DD DCO ZR على تقنيات متطورة:

• تقنية 7nm DSP: تعمل على تعزيز سلامة الإشارة وتقليل زمن الوصول.
• تكامل فوتونيات السيليكون: يتيح تصميمات مضغوطة موفرة للطاقة.
• خط عرض ضيق ITLA: يدعم ضبط الطول الموجي الدقيق لتطبيقات DWDM.
• متغيرات طاقة الإرسال العالية: توفر طاقة إرسال تصل إلى +3 ديسيبل ميلي واط، مما يوسع النطاق ويقلل الاعتماد على مكبرات الصوت الخارجية.

وتضع هذه الابتكارات 400G QSFP-DD DCO ZR كحجر الأساس لشبكات الألياف الضوئية من الجيل التالي، ومعالجة الطلب المتزايد على البيانات العالمية.

ما هي الميزات الرئيسية لوحدة الإرسال والاستقبال 400G ZR؟

التعمق في عامل الشكل QSFP-DD

موصل QSFP-DD رباعي صغير الحجم وقابل للتوصيل (QSFP-DD) هو نوع من الموصلات يدعم سرعات بيانات تسلسلية تصل إلى 400 جيجابت في الثانية. ويحقق هذا الإنجاز بفضل 8 مسارات كهربائية متوازية عالية السرعة، كل منها قادر على 50 جيجابت في الثانية. وكما هو الحال مع جميع أنواع أجهزة الإرسال والاستقبال الأخرى، فإن وحدات QSFP-DD متوافقة مع الإصدارات القديمة، مما يسهل دمجها في أي نظام يستخدم معدات قديمة. علاوة على ذلك، تزيد الأبعاد الصغيرة لعامل الشكل من كثافة المنافذ في معدات الشبكة، مما يُحسّن مراكز البيانات ويلبي الطلب المتزايد على النطاق الترددي.

فوائد الأطوال الموجية القابلة للضبط

تتميز الأطوال الموجية القابلة للضبط بأهمية بالغة نظرًا لمرونتها وكفاءتها في نقل البيانات عبر الشبكات الضوئية. وبفضل قدرتها على تغيير الأطوال الموجية آنيًا، تُقلل أجهزة الإرسال والاستقبال القابلة للضبط من تكاليف المخزون والتشغيل من خلال الاستغناء عن الحاجة إلى العديد من الوحدات الثابتة ذات الأطوال الموجية المختلفة. تُصعّب أجهزة المودم الثابتة توسيع الشبكة ونشرها، بينما تُعزز أجهزة المودم القابلة للتكيف من قدرة الشبكة على التوسع، خاصةً في ظل التغيرات السريعة في إمكانية الوصول إلى الموارد. علاوة على ذلك، تُتيح تقنية الضبط الاستخدام المتكرر لطول موجي معين، إلى جانب منافذ مخصصة مُحددة، مما يضمن الاستخدام الأمثل للموارد في الشبكات عالية السعة.

تحسين الطاقة والحلول المرنة باستخدام 400G ZR

مع معيار 400G ZR، يُخفّض هذا المعيار متطلبات الطاقة اللازمة لنقل كميات كبيرة من البيانات، مما يُحسّن كفاءة الطاقة. يتميز بمدى أكبر وتأخير أقل، بالإضافة إلى موثوقية معالجة بيانات ثابتة، مما يجعله مثاليًا لربط وحدات مختلفة من مراكز البيانات، وكذلك لشبكات المناطق الحضرية. علاوة على ذلك، يُمكّن معيار 400G ZR المُشغّلين من تلبية متطلبات إضافية لعرض النطاق الترددي مع نفقات إضافية قليلة على البنية التحتية للشبكة، وتكاليف تشغيلية أقل للشبكة الضوئية، ومرونة أكبر بكثير للشبكة. كما يُتيح ربط الأجهزة من مُورّدين مُختلفين بسهولة، ويُبسّط تخطيط النشر.

مقارنة معلمات وحدات 400G QSFP-DD DCO ZR

يقوم الجدول التالي بمقارنة أربع وحدات 400G QSFP-DD DCO ZR من FiberMall، مع تسليط الضوء على مواصفاتها وحالات الاستخدام الخاصة بها.

الميزات	QSFP-DD-400G-DCO-ZR	QSFP-DD-400G-DCO-ZR-HTx	QSFP-DD-400G-DCO-ZR +	QSFP-DD-400G-DCO-ZR+-HTx
المعايير	منظمة العفو الدولية 400ZR	منظمة العفو الدولية 400ZR	OpenZR+ MSA	OpenZR+ MSA
معدل البيانات	400 جيجابايت في الثانية	400 جيجابايت في الثانية	100G / 200G / 300G / 400G	100G / 200G / 300G / 400G
الوصول (مُضخّم)	~ 120 كم	~ 120 كم	~480 كم+	~480 كم+
الوصول (غير مُضخّم)	~ 40 كم	~ 40 كم	~80–120 كم	~80–120 كم
قوة تكساس	-10 إلى -6 ديسيبل ميلي واط	+1 ديسيبل	-10 إلى -6 ديسيبل ميلي واط	+1 ديسيبل
تعديل	DP-16QAM	DP-16QAM	DP-QPSK، 8QAM، 16QAM	DP-QPSK، 8QAM، 16QAM
FEC	O-FEC	O-FEC	O-FEC، E-FEC	O-FEC، E-FEC
الطول الموجي	الفرقة C	الفرقة C	نطاق C/Super C	نطاق C/Super C
تباعد الشبكة	شنومكس / شنومكس غز	شنومكس / شنومكس غز	شنومكس / شنومكس غز	شنومكس / شنومكس غز
التطبيقات	DCI، الوصول	DCI، WDM عالي الخسارة	مترو الأنفاق، لمسافات طويلة	مترو، لمسافات طويلة، WDM عالية الخسارة
استهلاك الطاقة	~15–20 واط	~15–20 واط	~20–25 واط	~20–25 واط
الموصل	دوبلكس LC	دوبلكس LC	دوبلكس LC	دوبلكس LC
التوافق	سيسكو، جونيبر	سيسكو، جونيبر	سيسكو، نوكيا، أريستا	سيسكو، نوكيا، أريستا
الحلول المقترحة	DCI قصير المدى	DCI قصير المدى، WDM القديم	مترو الأنفاق، لمسافات طويلة	مترو، لمسافات طويلة، إرث WDM

كيف يتم تنفيذ 400G ZR في الشبكات البصرية؟

تطبيق 400G ZR في أنظمة الألياف البصرية  

يتم دمج 400G ZR في أنظمة الألياف الضوئية باستخدام وحدات إرسال واستقبال قابلة للتوصيل، متوافقة مع مواصفات 400G ZR. تُوضع هذه الوحدات في الفتحات المخصصة لها في أجهزة التوجيه أو المفاتيح ضمن الشبكة، وتتواصل مع الأنظمة الضوئية المجاورة. بفضل تطبيق تقنية DWDM (التقسيم المتعدد بتقسيم الطول الموجي الكثيف)، يسمح 400G ZR بنقل البيانات لمسافات تصل إلى مئات الكيلومترات. يضمن هيكله المعياري التوافق بين مختلف الموردين، مما يُسهّل عملية التبني ويُخفّض التكاليف. يمكن لمشغلي الشبكة زيادة عرض النطاق الترددي بكفاءة مع الحفاظ على أداء وموثوقية موثوقين في جميع أنحاء الشبكة.

دمج 400G ZR والحفاظ على الترابط السلس

لدمج 400G ZR بفعالية، من الضروري أن تُجهّز إعدادات وتركيبات الأجهزة والبرامج والشبكات ذات الصلة واجهات صحيحة. كما تُعدّ خطوات إضافية، مثل اختبار التوافق مع معدات الموردين الآخرين والتأكد من توافق أجهزة الإرسال والاستقبال مع معيار 400G ZR، بالغة الأهمية. يجب الحفاظ على جودة إشارة ضوئية مناسبة ضمن DWDM، ومستويات طاقة مناسبة، وإدارة تشتت كافية. كما تُسهم تعديلات التكوين وأدوات المراقبة القوية في التخفيف من المشاكل المحتملة، مثل تدهور الإشارة. يضمن هذا النهج تيارًا مستمرًا موثوقًا به مع الاستفادة الكاملة من 400G ZR.

تكوين وحدات 400G QSFP-DD DCO ZR على مفاتيح Juniper وCisco

تتضمن تهيئة وحدة الإرسال والاستقبال الضوئية القابلة للضبط ذات النطاق C من نوع OpenZR+ DCO 400G Coherent High TX Power QSFP-DD على مفاتيح Juniper وCisco 400G QSFP-DD ضبط الطول الموجي، ورقم الوحدة، وقوة الإرسال، ثم التحقق من التغييرات. فيما يلي الأوامر الخاصة بكل منصة، مما يضمن تحكمًا دقيقًا لتحسين أداء الشبكة.

تكوين Juniper Switch:

لتكوين الطول الموجي ومعرف الوحدة (معرفات المضيف والوسائط) ونقل الطاقة على مفتاح Juniper، استخدم الأوامر التالية للواجهة et-0/0/53:

• الطول الموجي: يضبط طول موجة DWDM على 1567.13 نانومتر.
• معرف المضيف/الوسائط: يقوم بتكوين معرفات خاصة بالتطبيق (معرف المضيف 17، معرف الوسائط 70) لتحديد هوية الوحدة النمطية.
• طاقة الإرسال: تعيين طاقة الإرسال إلى 0 ديسيبل ميلي واط.
• التحقق: إظهار التكوين يؤكد الأمر الإعدادات المطبقة للواجهة et-0/0/53.

تكوين مفتاح Cisco:

بالنسبة لمحول Cisco، قم بتكوين الوحدة على الواجهة إيثرنت 1 / 3 كما يلي:

• FEC والتعديل: تكوين تصحيح الخطأ الأمامي CFEC، ووضع muxponder 1×400 Gbps، والتعديل 16QAM، ومعدل DAC 1×1.
• التشتت اللوني: يحدد حدود التشتت اللوني (cd-min -2300، cd-max 2300 ps/nm) لتحسين الإشارة.
• طاقة الإرسال: يتم تعديلها إلى -19.0 ديسيبل ميلي واط (محددة كـ -190 في وحدات 0.1 ديسيبل ميلي واط).
• ناقل DWDM: يضبط تردد DWDM إلى 191.3000 THz على شبكة 100 ميجا هرتز.
• التحقق: الاستخدام إظهار واجهة التكوين الجارية إيثرنت 1/3 أو إظهار zr-optics لتأكيد التكوين.

تتيح هذه الأوامر ضبطًا دقيقًا لوحدة 400G QSFP-DD DCO ZR، مما يضمن التوافق مع أنظمة DWDM والأداء الأمثل لمتطلبات الشبكة المحددة. تأكد دائمًا من صحة الإعدادات لتجنب انقطاع الخدمة.

ما هي المشاكل والفرص التي تواجه 400G ZR؟

حل القيود المفروضة على معدل البيانات والمسافة

إن تحقيق التوازن المثالي بين معدل البيانات والمسافة باستخدام تقنية 400G ZR هو مسعى يتطلب جهدًا بدنيًا وتشغيليًا كبيرًا. ونظرًا لمجموعة من المعايير المحددة بدقة، مثل توهين الإشارة وتشتتها، فإن حالات انقطاع الاتصال ذات معدلات البيانات العالية بطبيعتها تُسبب مجموعة من تحديات الدقة. وللحفاظ على سلامة الإشارة، تُستخدم منهجيات تصحيح الأخطاء المتقدمة، المعروفة أيضًا باسم FEC، على نطاق واسع. علاوة على ذلك، يمكن تحسين الحدود العملية لبيانات المسافة دون تدهور الجودة من خلال استخدام حلول التضخيم وإدارة الطول الموجي، والتي لا تؤثر على الأداء. كما أن التقنيات البصرية المتغيرة تفتح آفاقًا للابتكارات في تنسيقات التعديل، وحتى معالجة الإشارات، والتي قد تُساعد في التخفيف من هذه القيود.

مساهمة تقنية 400G ZR في استراتيجيات DCI المستقبلية

كاستراتيجية رائدة لتقنية ZR، يُبسط تطبيق 400G ZR توسيع نطاق استراتيجيات الربط البيني لمراكز البيانات (DCI) من خلال دمج واجهات بصرية عالية السعة لنقل البيانات في أجهزة التوجيه والمفاتيح. لم تعد هناك حاجة لمعدات إرسال واستقبال منفصلة، ​​حيث أصبحت الآن جزءًا لا يتجزأ من أجهزة التوجيه والمفاتيح نظرًا لفعاليتها من حيث التكلفة وتعقيدها. يُعزز هذا التحسين من انخفاض تكاليف التشغيل مع التخلص من التكرار، ويزيد من تبسيط العمليات والتكامل الرأسي للشبكات بالتوازي مع انخفاض تعقيد بنية الشبكة. علاوة على ذلك، يتيح تنسيق Ethernet المدمج بيئات عمل بسيطة بين البائعين. كل هذه الميزات تجعل 400G ZR عنصرًا محوريًا في التحسين المستمر للخدمات السحابية، حيث إنها تعزز متطلبات الكفاءة والأداء في البنى التحتية الحديثة لأنظمة السحابة ومراكز البيانات.

تأثير الصناعة والتبني

اكتسبت تقنية 400G QSFP-DD DCO ZR رواجًا كبيرًا بين مزودي خدمات الحوسبة السحابية فائقة السعة (مثل مايكروسوفت وأمازون وجوجل) ومشغلي الاتصالات (مثل AT&T وCOLT). وتشير تقارير القطاع إلى شحن 190,000 منفذ في عام 2022، مع توقعات بشحن 250,000 وحدة بحلول عام 2026. تُخفّض هذه التقنية التكلفة الإجمالية للملكية بنسبة تصل إلى 45% بفضل هياكلها المُبسّطة واستهلاكها المنخفض للطاقة. تُدمج حلول Cisco للشبكات الضوئية المُوجّهة (RON)، بعد استحواذها على Acacia، تقنية 400G ZR لتبسيط دمج IP+البصري، بينما تُفيد شركات تشغيل مثل Arelion بتوفير كبير ومرونة عالية.

مع الارتفاع الهائل في حركة البيانات العالمية، يُعدّ مُعالج البيانات QSFP-DD DCO ZR بسعة 400 جيجابت أمرًا بالغ الأهمية لتأمين الشبكات لمستقبلها. يُؤهّله دعمه لوصلات عالية السعة ومنخفضة زمن الوصول لشبكات الجيل الخامس (5G backhaul)، والحوسبة الطرفية، ومراكز البيانات المُدارة بالذكاء الاصطناعي. تُمهّد جهود التقييس التي تبذلها لجنة مراكز البيانات المفتوحة (ODCC) والتطورات المُتعلقة بمُعالج البيانات ZR بسعة 800 جيجابت الطريق نحو حلول أسرع.

يُعيد مُحوّل البيانات الضوئية QSFP-DD DCO ZR بسعة 400 جيجابت تعريف مفهوم الشبكات الضوئية بفضل أدائه وكفاءته وقابليته للتوسع. تقنيته المتطورة والمتماسكة، وحجمه الصغير، وتوافقه مع المعايير المفتوحة، تجعله مثاليًا لمراكز البيانات وشركات الاتصالات وموفري الخدمات السحابية. تُبرز مقارنة وحدات FiberMall خياراتها لتطبيقات طاقة الإرسال القياسية والعالية، بينما تُوفر أوامر التكوين لمفاتيح Juniper وCisco إرشادات عملية للنشر. مع تطور الشبكات نحو عصر التيرابت، يظل مُحوّل البيانات الضوئية QSFP-DD DCO ZR بسعة 400 جيجابت حلاً محوريًا لتلبية المتطلبات الرقمية المستقبلية.

الأسئلة الأكثر شيوعًا (FAQ) 

س: ما هي وحدة الإرسال والاستقبال الضوئية 400G ZR؟

ج: وحدة 400G ZR هي وحدة إرسال واستقبال بصرية متماسكة مخصصة لشبكات الألياف الضوئية بتقنية تقسيم الطول الموجي الكثيف (DWDM). تتيح هذه الوحدة نقل بيانات عالية الكثافة لمسافات طويلة، وتستخدم تقنية الألياف الضوئية المتماسكة القابلة للتوصيل، وتدعم سرعات نقل تصل إلى 400 جيجابت في الثانية، مع الالتزام باتفاقية تنفيذ OIF 400ZR. 

س: ما هو دور وحدة 400G ZR فيما يتعلق بتعزيز أنظمة DWDM؟

ج: يتمثل التحسين الرئيسي لوحدة 400G ZR في أنظمة DWDM في نقل ضوئي عالي الكثافة لمسافات طويلة مع الحد الأدنى من استهلاك الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، تدعم الوحدات النطاق C وأطوال الموجات القابلة للضبط في DWDM، مما يُحسّن استخدام شبكة الألياف الضوئية.

س: ما هي الفوائد المدعومة بتثبيت البصريات المتماسكة القابلة للتوصيل؟

ج: مع وحدات 400G ZR، وتصاميم PCO المتماسكة، تأتي مجموعة من المزايا، مثل خفض تكاليف التشغيل من خلال تقليل استهلاك الطاقة، وتسهيل ترقيات الشبكة بشكل كبير، وسهولة النشر في الشبكات الحالية دون الحاجة إلى إجراء تغييرات جذرية. علاوة على ذلك، تتيح هذه الوحدات تكاملاً أسهل مع عوامل شكل QSFP-DD/OSFP المتماسكة لأنظمة التوجيه والخطوط.

س: لماذا تعتبر اتفاقية تنفيذ OIF 400ZR مهمة؟

ج: تُفصّل اتفاقية تنفيذ OIF 400ZR وحدات 400ZR، التي تضمن التوافق بين معدات النظام المتعددة، وتضم وحدات QSFP-DD وOSFP متماسكة، بالإضافة إلى وحدات بصرية أخرى. وبالتالي، تتيح اتفاقية OIF 400ZR لأجهزة مختلف الموردين التفاعل بحرية مع بعضها البعض، مما يضمن سهولة استخدامها وتوافقها على نطاق واسع.  

س: بأي طرق يتحكم 400G ZR في استخدام الطاقة؟ 

ج: يعتمد جهاز 400G ZR على تصميم فعّال وتقنيات فوتونية متطورة. هذا يُقلّل بشكل كبير من متطلبات الطاقة، مما يجعل التحكم مُمكّنًا من نقل البيانات بسرعة عالية. يُساعد هذا التحكم في استهلاك الطاقة في عمليات النشر عالية الكثافة التي تتطلب استدامة تشغيلية فعّالة. 

س: ما هو نطاق المسافات التي يستطيع جهاز 400G ZR نقل البيانات عبرها بشكل موثوق؟ 

ج: صُمم جهاز 400G ZR لنقل البيانات بموثوقية عالية لمسافة 120 كيلومترًا. بالإضافة إلى موثوقيته العالية، فهو مناسب أيضًا لشبكات النقل لمسافات طويلة وشبكات المترو، مما يوفر تغطية إقليمية أوسع لشبكات الألياف الضوئية.

س: هل من الممكن دمج وحدة 400G Network ZR الموجودة في البنية التحتية للشبكة التي لم يتم تصميمها خصيصًا لها؟  

ج: هذا ممكن، بفضل قابلية التوصيل والتزامها بمعايير الصناعة، يُمكن دمجها في البنى التحتية للشبكات الحالية. تتوافق الوحدة مع أنظمة خطوط متعددة، وتحظى بدعم واسع من العديد من مزودي معدات الشبكات، مثل Juniper Networks وfs.com في أوروبا.  

س: في أي جوانب يختلف 400G ZR عن الوحدات البصرية التقليدية؟  

ج: فيما يتعلق بالوحدات التقليدية المتكاملة، تتميز وحدة 400G ZR بتصنيف بيانات أعلى (يمكن أن يصل إلى 400 جيجابايت) إلى جانب نقل ضوئي أكثر فعالية على نطاقات أطول مع نسبة إشارة ضوئية (OSNR) أفضل، ومستويات طاقة خرج تبلغ 0 ديسيبل ميلي واط. وبفضل تأهلها لاتفاقيات التنفيذ، يُمكن تشغيلها بشكل متداخل مع تقنيات الإرسال والاستقبال المتماسكة مثل QSFP-DD ZR، مما يعني أن الوحدة قادرة على تلبية متطلبات الشبكات الحالية.  

س: ما الذي تفعله Juniper Networks على وجه التحديد لمساعدة 400G ZR؟  

ج: تُقدّم Juniper Networks معدات الشبكة المتوافقة مع 400G ZR، مما يزيد من دعم وحدات ZR. تتكامل منتجاتها بسلاسة مع هذه الوحدات، مما يُحسّن نشر وإدارة التقنيات المتماسكة لتحسين حلول الربط البصري الكثيفة والفعّالة في بيئات الشبكات المختلفة.

مصادر مرجعية

1. العنوان: عرض توضيحي لـ 400G عالية الطاقة ZR+ IP عبر WDM في سيناريوهات الشبكة الرئيسية مع حركة مرور 400GE من البداية إلى النهاية
   • المؤلف: يو رونغ تشو وآخرون.
   • تاريخ النشر: 2024-03-24
   • رمز الاستشهاد: (تشو وآخرون، 2024، ص 1-3)
   • ملخص: يوضح هذا البحث الاستخدام الناجح لبصريات ZR+ عالية القدرة 400 جيجابت في تطبيقات IP over Wave Division Multiplexing WDM. يدرس البحث سلوك هذه البصريات في بيئات الشبكات الأساسية، ويستهدف تحديدًا القياس عن بُعد الشامل 400 جيجابت والقياس عن بُعد المتدفق لمراقبة الأداء وتقييمه. ويتمثل النهج في إجراء التجربة خطوات لقياس المعلمات المحددة لبصريات ZR+ 400 جيجابت في بيئة شبكة عملية. 
2. العنوان: عرض ميداني لشبكة بصرية مفككة مكونة من قنوات ZR+ وقنوات متماسكة باستخدام معادلة القدرة بواسطة مكبرات صوت متحكم بها بمعادلة الكسب المبدلة
   • المؤلف: سوميت تشاتيرجي وآخرون
   • تاريخ النشر: 2023-03-01
   • رمز الاستشهاد: (تشاتيرجي وآخرون، 2023، ص 1-3)
   • ملخص: تقدم هذه الورقة تقييمًا عمليًا لـ 400G-ZR+ QSFP-DD-DCO متصل بعشر قنوات متماسكة، مع التركيز على التوافق بين موردين متعددين. يعتمد النهج على التحقق من محاكاة SimAlign باستخدام مكبرات صوت مُتحكم بها بمعادلة الكسب بالتبديل. تؤكد النتائج أهمية تجزئة الشبكات الضوئية من حيث الأداء التشغيلي والمرونة. 
3. العنوان: مقارنة نموذج التكلفة لوحدات ZR/ZR+ مع أجهزة الإرسال والاستقبال WDM التقليدية لشبكات IP/WDM الأساسية 400G
   • المؤلف: ب. رايت وآخرون.
   • تاريخ النشر: 2020-12-01
   • رمز الاستشهاد: (رايت وآخرون، 2020، ص 1-4)
   • ملخص: تقدم هذه الوثيقة نموذجًا لتكلفة دمج وحدات ZR/ZR+، بالإضافة إلى مقارنة مع أجهزة الإرسال والاستقبال التقليدية بتقنية تقسيم الطول الموجي (WDM)، في سياق شبكات IP/WDM الأساسية بسرعة 400 جيجابت. وتقدم دراسة شاملة تتضمن تفاصيل عن الآثار المترتبة على تكلفة مختلف تكوينات بنية الشبكة، مع توضيح جدوى دمج بصريات WDM في أجهزة توجيه IP بتكلفة منخفضة ودون فقدان كثافة المنافذ. 
4. العنوان: اتصالات بصرية متوافقة من طرف إلى طرف بسرعة 927 جيجابت إيثرنت بطول 400 كم عبر خطوط ألياف 2GBASE-FR400 بطول 4 كم، و8 × 100 كم 400G-OpenROADM و125 كم 400-ZR
   • المؤلف: إي. بينسمين وآخرون.
   • تاريخ النشر: 2022-03-01
   • رمز الاستشهاد: (بينسمين وآخرون، 2022، ص 1-3)
   • ملخص: تُفصّل هذه الورقة البحثية أول تجربة لنقل بيانات بصرية بسرعة 400 جيجابت إيثرنت بطول 927 كيلومترًا باستخدام أقسام مختلفة من خطوط الألياف الضوئية، بطريقة متوافقة من البداية إلى النهاية. وتتضمن تطوير ترتيبات تجريبية للتحقق من أداء وتوافقية مختلف الأجزاء البصرية، مما يُثبت ادعاء أداء 400 جيجابت إيثرنت للبصريات المُطوّرة. 
5. العنوان: واجهة السيليكون الفوتونية ZR/ZR+ DCO-CFP2 للاتصالات البصرية DCI وMetro-Regional 400G
   • المؤلف: إي. بينسمين، ي. لوسوارن
   • تاريخ النشر: 2021-06-01
   • رمز الاستشهاد: (بينسمين ولوسوارن، 2021، ص 1-3)
   • ملخص: يطور هذا البحث واجهة DCO-CFP400 فوتونية سيليكونية DP-16QAM بسرعة 2 جيجابت في الثانية، باستخدام تقنيات تصحيح الخطأ الأمامي (FEC) القياسية. يتضمن النهج ربط القياسات التجريبية لأداء الواجهة بإمكانية تطبيقها على شبكات الربط بين مراكز البيانات (DCI)، بالإضافة إلى الشبكات البصرية الحضرية والإقليمية. 
6. الطول الموجي المقسم
7. جهاز الإرسال والاستقبال