تحليل سوق وحدات 800G ZR/ZR+ Coherent Pluggable Modules

الحالة الحالية للأجهزة المتماسكة:

إن فحص الحالة الحالية للأجهزة المتماسكة يوفر رؤى حول الاتجاهات المستقبلية لـ 800G ZR. إن التفكير في سيناريو 400G ZR يوفر نقاط مرجعية قيمة:

400G ZR: كانت هذه أول تقنية اتصالات بصرية متماسكة يتم نشرها على نطاق واسع في اتصالات مراكز البيانات (datacom) بدلاً من الاتصالات عن بعد (الاتصالات السلكية واللاسلكية).

النجاح التجاري: في عامه الرابع الآن من الاستخدام التجاري، بلغ حجم شحنات 400G ZR أكثر من ثلاثة أضعاف أي نوع متماسك آخر على مستوى نضج مماثل.

العوامل الرئيسية لنجاح 400G ZR:

• التوافق مع معدلات بيانات جهاز التوجيه: 400GbE
• عوامل الشكل المتوافقة مع جهاز التوجيه: QSFP-DD، OSFP
• فصل تطبيقات مركز البيانات
• نظام بيئي متعدد البائعين

ولكي تتمكن تقنية 800G من تحقيق الانتشار السريع، فسوف تحتاج إلى اتباع مسار مماثل.

ومع ذلك، فإن 800G لديه خصائصه الفريدة:

المعايير الموسعة

ديناميكيات الطلب: بالنسبة لتطبيقات 400G، فإن أحجام شحن 400G ZR+ و400G ZR متساوية تقريبًا. حاليًا، الطلب على 800G ZR+ أعلى من 800G ZR، على الرغم من أن تكاليف قائمة المواد الخاصة بهما متطابقة تقريبًا.

سيناريوهات التطبيق لـ 800G ZR

ربط مركز بيانات المترو (DCI):

في حين يتم استخدام تقنية 400G ZR بالفعل لتوصيل مراكز البيانات الكبيرة، إلا أن فرصة السوق لتقنية 800G في هذا التطبيق قد لا تكون كبيرة.

400G لمسافات طويلة (400G-LH / Gen120):

يستخدم تقنيات التعديل QPSK أو 8-QAM لتغطية مسافات أطول، وخاصة في السوق الصينية.

800G لمسافات طويلة (800G ZR+):

فتح معيار PCS القابل للتشغيل المتبادل السوق لتقنية 800G ZR+، مع دعم كبير من Meta.

وضع التشغيل البيني 400G:

تتطلب بعض مراكز البيانات الضخمة هذا الوضع لضمان التوافق المستقبلي.

توقعات السوق لـ 800G ZR

الشحنات الأولية: من المتوقع أن تصل هذا العام، مع أحجام كبيرة في عامي 2024 و2025.

الشركات المصنعة الرئيسية لـ DSP: ZTE، Ciena، Nokia، Infinera، Cisco/Acacia، وغيرها تتعاون في هذا المجال.

رؤى إضافية:

400G Long-Haul (QPSK, 8QAM): تحظى بشعبية في الصين (تغليف CFP2)، ولكن هناك اهتمام أقل من مراكز البيانات الضخمة أو مقدمي الخدمات الغربيين.

800G Data Center Interconnect (DCI) (QSFP/OSFP): تعتمد توقعات السوق على الطلب من مراكز البيانات الضخمة الرائدة مثل Meta وGoogle. لن تتبنى Microsoft، أكبر مستخدم لـ 400G ZR، هذه التقنية.

وجهة نظر جوجل بشأن 800G:

أمثلة على تكوينات شبكة ZR/ZR+ في شبكة Google Optical WAN:

مراجعة نشر 400G ZR في الشبكات الحضرية:

عوامل النجاح لنشر 400G ZR Metropolitan:

• انخفاض كبير في التكلفة.
• التوفير في موارد الرف/المساحة/الطاقة (RSP).
• نشر وصيانة مبسطة.

التطورات المستقبلية:

• التطور نحو تكنولوجيا 800G ZR في الشبكات الحضرية.
• توسيع تكنولوجيا التوصيل المتماسكة 400 جيجابت/800 جيجابت إلى الشبكات طويلة المدى (بين المدن).

تعريف جوجل لـ ZR+ المتماسك القابل للتوصيل لمسافات طويلة:

ما هو ZR+؟

وفقًا لـ Google، يشير ZR+ إلى وحدات قابلة للتوصيل قادرة على النقل لمسافات طويلة (حوالي 1000 كيلومتر) مع طاقة خرج عالية.

يتطلب نطاقات C/L قابلة للضبط وطاقة خرج عالية للعمل مع أنظمة الخطوط الطويلة المدى.

تغطية 400G OpenZR+ غير كافية (حوالي 500 كيلومتر).

يمكن أن يعتمد 800G على معيار OpenROADM PCS أو مخططات الترميز الخاصة.

لماذا نحتاج إلى ZR+؟

الزيادة الكبيرة في الطلب على سعة شبكة WAN طويلة المدى، والتي يرجع جزء منها إلى التعلم الآلي (ML). ZR+ هو الحل المفضل.

تكلفة أقل مقارنة بالحلول المتماسكة المضمنة.

التوفير في موارد الرفوف/المساحة/الطاقة (RSP)، والقضاء على قيود البنية التحتية المادية.

توفير الخدمة بسرعة.

أهداف جوجل:

تحقيق التشغيل الشامل لوحدات ZR/ZR+ من بائعين مختلفين على منصات توجيه متعددة.

دعم ZR+ على منصات جهاز التوجيه:

يجب أن تدعم الأجهزة (HW) استهلاك طاقة أعلى لوحدة ZR+ (إمدادات الطاقة/التبريد).

يجب أن يدعم البرنامج (SW) ZR+ (OpenConfig، مستقلاً عن بائعي أجهزة التوجيه/الوحدة النمطية).

ترقيات البرامج الثابتة الميدانية (FW):

من الضروري تحديث البرامج الثابتة الميدانية لـ ZR/ZR+.

المعايير العالمية عبر المنصات وبائعي الوحدات البصرية:

تعمل Google بشكل نشط على الترويج لمشروع ترقية البرامج الثابتة القابلة للتوصيل داخل OIF.

أهمية التوافق مع الإصدارات السابقة:

يعد التوافق مع الإصدارات السابقة للترقيات من 400 جيجابايت إلى 800 جيجابايت أمرًا بالغ الأهمية.

وجهة نظر شركة Ciena بشأن 800G ZR:

ملء الفجوات وتوسيع التطبيقات التي سبق أن تناولتها 400G ZR:

1. تصنف شركة Ciena 400G ZR استنادًا إلى طاقة خرج TX إلى ثلاث فئات:

الفئة أ: تضخيم مدمج، طاقة الخرج > -2dBm.

الفئة B: تضخيم اختياري مدمج، طاقة الخرج -7dBm.

الفئة C: لا يوجد تضخيم مدمج، طاقة الخرج -10dBm.

• تفضل شركة Ciena الحل المتوافق مع الفئة A، والذي يغطي معظم السيناريوهات.

التركيز على التشكيل الاحتمالي على شكل كوكبة (PCS):

يتم استخدام تقنية PCS لتمديد مسافة الإرسال.

يستخدم منتج WL5n 400G 70GBd PKT-MAX من شركة Ciena تقنية PCS، مما يؤدي إلى مضاعفة مسافة الإرسال 400G مقارنة بحل 60Gbd 400G ZR+.

• مميزات وحدات البصريات القابلة للتوصيل من الجيل التالي:

يحدد Open ROADM أوضاع PCS المتوافقة لـ 600G و 800G.

يدعم معالج الإشارة الرقمية (DSP) الخاص بشركة Ciena أوضاع PCS المتوافقة والأداء الأعلى.

هناك حاجة إلى وحدات بصرية متماسكة وقابلة للتوصيل بقوة 800 جيجابت في النطاقين C وL لتحسين الكفاءة الطيفية.

تتطلب وظيفة تشفير الرابط. تناقش شركة Ciena بنشاط تشفير مسار البيانات مع بعض العملاء وتوفر إمكانيات التشفير في نطاقي C وL داخل ASIC/DSP.

• يعد جهاز 800G LR الجديد من OIF مجال تطبيق رئيسي آخر للوحدات البصرية المتماسكة.

تقنية WaveLogic 6 Nano من شركة Ciena وابتكاراتها في مجال الاتصالات البصرية

المصدر: الموقع الرسمي لشركة Ciena وتقارير الأخبار ذات الصلة

تستخدم تقنية CMOS 3nm الحديثة والأجهزة الكهروضوئية ذات النطاق الترددي 70 جيجاهرتز.

يدعم تنسيقات التغليف OSFP Type 2A وQSFP-DD800.

متوافق مع أوضاع 800G ZR/800LR/800G ZR+ (PCS قابلة للتشغيل المتبادل) القياسية.

قادرة على تقديم أقصى أداء في أوضاع نقل PCS 400G/600G/800G، مع معدلات تصل إلى 141 جيجابايت في اليوم.

يستخدم تقنية التكامل غير المتجانس SOA-on-SiP لتحقيق طاقة خرج إرسال عالية وقابلية للتطوير في كل من النطاق C والنطاق L.

يتوافق مع معيار إخراج OIF 800G ZR Tx الفئة A.

مخططات الأطياف والأبراج 

ملاحظة: WaveLogic 6 Nano هي علامة تجارية مسجلة لشركة Ciena.

تطور الشبكة من 400G ZR إلى 800G ZR

تم تقديم جهاز إرسال/إرسال متعدد القنوات ثابت جديد (CMD32s) مناسب لكل من 400G ZR و800G ZR. يجمع هذا الحل بين البساطة والفعالية من حيث التكلفة والأداء لحلول PT-PT الثابتة، مما يوفر الدعم لجيلين من تقنية ZR.

تتمتع حلول الشبكة الخاصة بشركة Ciena بالقدرة على توسيع مسافات الإرسال من 800 جيجابت إلى أكثر من 1000 كيلومتر.

يعد الوصول إلى جميع الميزات القابلة للتوصيل من جهاز التوجيه شرطًا إلزاميًا.

يتم البحث في طرق الإدارة القياسية للصناعة داخل OIF (منتدى الشبكات البصرية) و IETF (فريق عمل هندسة الإنترنت) لتحقيق "التوصيل والتشغيل".

ملخص النقاط الرئيسية لشركة Ciena:

الميزات الجديدة لوحدات 800G القابلة للتوصيل:

تتضمن وحدات 800G القابلة للتوصيل ميزات جديدة تساعد في توسيع السوق.

WaveLogic 6 Nano من شركة Ciena:

تستخدم تقنية WaveLogic 6 Nano من شركة Ciena عملية 3 نانومتر، مما يوفر معدل بيانات يبلغ 141 جيجابايت في الثانية، ويدعم كل من النطاق C والنطاق L، مما يجعله الخيار الأفضل من حيث الأداء واستهلاك الطاقة وقابلية التوسع.

نظام خط سيينا:

يدعم نظام خط Ciena بشكل كامل أجيال متعددة من الوحدات القابلة للتوصيل، مما يضمن التوافق وإمكانية ترقية التكنولوجيا.

أداء تغطية الشبكة:

يمكن لأداء تغطية الشبكة لوحدات 800G القابلة للتوصيل أن يدعم مسافات نقل تزيد عن 1000 كيلومتر.

إدارة الشبكة وتشغيلها:

ولتحقيق بساطة "التوصيل والتشغيل"، يتعين على الصناعة تعزيز معايير الإدارة والتشغيل ذات الصلة.

1. سيتم استبدال صندوق DCI، وسيصبح IP عبر DWDM هو السائد.

• هناك بالفعل ثلاثة أجيال من المنتجات المتماسكة، مع انخفاض في استهلاك الطاقة المكافئة للوحدة. وقد تم الإعلان عن تشغيل منتجات ZR/ZR+ في السوق، مع وقت تشغيل تراكمي يتجاوز 10 مليارات ساعة.

• بعض مميزات وحدة ColorZ 800

• إمكانية التشغيل المتبادل بين الموردين المتعددين، بما في ذلك الترابط بين المضيف والوسائط/خط الاتصال.
• دعم متعدد الأوضاع: بما في ذلك 400 جيجابايت، و600 جيجابايت، و800 جيجابايت.
• تغطية متعددة المسافات: من 120 كيلومترًا إلى أكثر من 2000 كيلومترًا.
• نطاق C+L: عند 800G/λ، يمكن لكل ألياف أن تحقق معدل نقل يبلغ 51.2Tb/s.
• طاقة خرج بصرية قابلة للتعديل: تصل إلى +1dBm.
• يدعم C-CMIS.
• تم إثبات كفاءة الجيل الثالث من DSP وSiP والوحدات النمطية.
• إمكانية إمداد الشريحة الإلكترونية بالسلسلة الكاملة من برنامج تشغيل DSP TIA إلى الوحدة، مع عرض نطاق ترددي للجهاز يبلغ 800 جيجاهرتز ويتجاوز 70 جيجاهرتز.

مقارنة تقريبية بين قدرات الإرسال وتنسيقات التعديل.

بعض الأمثلة على مخططات الأبراج.