Analyse du marché des modules enfichables cohérents 800G ZR/ZR+

État actuel des dispositifs cohérents :

L'examen de l'état actuel des dispositifs cohérents donne un aperçu des tendances futures du ZR 800G. La réflexion sur le scénario ZR 400G offre des points de référence précieux :

400G ZR : Il s'agit de la première technologie de communication optique cohérente à être déployée à grande échelle dans les communications de centres de données (datacom) plutôt que dans les télécommunications (telecom).

Succès commercial : Maintenant dans sa quatrième année d’utilisation commerciale, le volume d’expédition du 400G ZR est plus de trois fois supérieur à celui de tout autre type cohérent à un niveau de maturité similaire.

Facteurs clés du succès du 400G ZR :

• Alignement avec les débits de données du routeur : 400 GbE
• Facteurs de forme compatibles avec les routeurs : QSFP-DD, OSFP
• Découplage des applications du centre de données
• Écosystème multi-fournisseurs

Pour que le 800G puisse être déployé rapidement, il faudra suivre un chemin similaire.

Cependant, la 800G a ses caractéristiques uniques :

Normes étendues

Dynamique de la demande : pour les applications 400G, les volumes d'expédition de 400G ZR+ et 400G ZR sont à peu près égaux. Actuellement, la demande pour 800G ZR+ est plus élevée que pour 800G ZR, malgré leurs coûts de nomenclature presque identiques.

Scénarios d'application pour 800G ZR

Interconnexion de centres de données métropolitains (DCI) :

Bien que la technologie ZR 400G soit déjà utilisée pour connecter de grands centres de données, l’opportunité de marché pour le 800G dans cette application pourrait ne pas être aussi importante.

400G Long-Courrier (400G-LH / Gen120) :

Utilise les techniques de modulation QPSK ou 8-QAM pour couvrir de plus longues distances, principalement sur le marché chinois.

800G longue distance (800G ZR+) :

La norme PCS interopérable a ouvert le marché de la technologie 800G ZR+, avec le soutien important de Meta.

Mode d'interopérabilité 400G :

Certains centres de données hyperscale nécessitent ce mode pour garantir la compatibilité ascendante.

Prévisions du marché pour le ZR 800G

Expéditions initiales : prévues cette année, avec des volumes majeurs en 2024 et 2025.

Les principaux fabricants de DSP : ZTE, Ciena, Nokia, Infinera, Cisco/Acacia, entre autres, collaborent dans cet espace.

Informations supplémentaires :

400G Long-Haul (QPSK, 8QAM) : populaire en Chine (packaging CFP2), mais suscite moins d'intérêt de la part des centres de données hyperscale ou des fournisseurs de services occidentaux.

Interconnexion de centre de données 800G (DCI) (QSFP/OSFP) : les prévisions du marché dépendent de la demande des principaux centres de données hyperscale comme Meta et Google. Microsoft, le plus grand utilisateur de 400G ZR, n'adoptera pas cette technologie.

Le point de vue de Google sur le 800G :

Illustrations des configurations de réseau ZR/ZR+ dans le réseau WAN optique de Google :

Examen du déploiement du 400G ZR dans les réseaux métropolitains :

Facteurs de réussite du déploiement métropolitain de la ZR 400G :

• Réduction significative des coûts.
• Économies de ressources en rack/espace/énergie (RSP).
• Déploiement et maintenance simplifiés.

Développements futurs:

• Evolution vers la technologie 800G ZR dans les réseaux métropolitains.
• Extension de la technologie enfichable cohérente 400G/800G aux réseaux longue distance (interurbains).

Définition de Google de ZR+ enfichable cohérent longue distance :

Qu'est-ce que ZR+ ?

Selon Google, ZR+ fait référence à des modules enfichables capables d'une transmission longue distance (environ 1000 XNUMX kilomètres) avec une puissance de sortie élevée.

Nécessite des bandes C/L réglables et une puissance de sortie élevée pour fonctionner avec les systèmes de lignes longue distance.

La couverture du 400G OpenZR+ est insuffisante (environ 500 kilomètres).

La norme 800G peut être basée sur la norme OpenROADM PCS ou sur des schémas de codage propriétaires.

Pourquoi avons-nous besoin de ZR+ ?

L'augmentation significative de la demande de capacité WAN longue distance, en partie due à l'apprentissage automatique (ML), est la solution privilégiée. ZR+.

Coût inférieur par rapport aux solutions cohérentes intégrées.

Économies de ressources rack/espace/énergie (RSP), éliminant les contraintes de l'infrastructure physique.

Prestation de services rapide.

Objectifs de Google :

Obtenez un fonctionnement universel des modules ZR/ZR+ de différents fournisseurs sur plusieurs plates-formes de routeurs.

Prise en charge de ZR+ sur les plates-formes de routeur :

Le matériel (HW) doit prendre en charge une consommation électrique plus élevée du module ZR+ (alimentation/refroidissement).

Le logiciel (SW) doit prendre en charge ZR+ (OpenConfig, indépendamment des fournisseurs de routeurs/modules).

Mises à niveau du micrologiciel de terrain (FW) :

Des mises à niveau du micrologiciel sur le terrain pour ZR/ZR+ sont nécessaires.

Normes universelles sur les plates-formes et les fournisseurs de modules optiques :

Google promeut activement le projet de mise à niveau du micrologiciel enfichable au sein de l'OIF.

Importance de la rétrocompatibilité :

La rétrocompatibilité pour les mises à niveau de 400G à 800G est cruciale.

Point de vue de Ciena sur le 800G ZR :

Combler les lacunes et étendre les applications précédemment traitées par 400G ZR :

1. Ciena classe le 400G ZR en fonction de la puissance de sortie TX en trois classes :

Classe A : Amplification intégrée, puissance de sortie > -2dBm.

Classe B : Amplification intégrée en option, puissance de sortie -7 dBm.

Classe C : Pas d'amplification intégrée, puissance de sortie -10dBm.

• Ciena préfère la solution rétrocompatible de classe A, couvrant la plupart des scénarios.

Accent sur la modulation probabiliste en forme de constellation (PCS) :

La technologie PCS est utilisée pour étendre la distance de transmission.

Le produit WL5n 400G 70GBd PKT-MAX de Ciena utilise PCS, doublant la distance de transmission 400G par rapport à la solution 60Gbd 400G ZR+.

• Caractéristiques des modules optiques enfichables de nouvelle génération :

Open ROADM définit des modes PCS interopérables pour 600G et 800G.

Le processeur de signal numérique (DSP) de Ciena prend en charge les modes PCS interopérables et les modes de performances supérieures.

Des modules optiques enfichables cohérents 800G dans les bandes C et L sont nécessaires pour améliorer l'efficacité spectrale.

La fonctionnalité de chiffrement des liens est requise. Ciena discute activement du chiffrement des chemins de données avec certains clients et fournit des capacités de chiffrement dans les bandes C et L au sein de son ASIC/DSP.

• Le nouveau 800G LR d'OIF est un autre domaine d'application clé pour les modules optiques cohérents.

La technologie WaveLogic 6 Nano de Ciena et ses innovations en matière de communication optique

Source : site Web officiel de Ciena et reportages connexes

Utilise la technologie CMOS 3 nm de pointe et des dispositifs électro-optiques avec une bande passante de 70 GHz.

Prend en charge les formats d'emballage OSFP Type 2A et QSFP-DD800.

Conforme aux modes standards 800G ZR/800LR/800G ZR+ (PCS interopérables).

Capable de fournir des performances maximales dans les modes de transmission PCS 400G/600G/800G, avec des débits allant jusqu'à 141 Go/s.

Utilise la technologie d'intégration hétérogène SOA-on-SiP pour obtenir une puissance de sortie Tx élevée et une évolutivité dans les bandes C et L.

Conforme à la norme de sortie OIF 800G ZR Tx de classe A.

Diagrammes spectraux et constellations 

Remarque : WaveLogic 6 Nano est une marque déposée de Ciena.

Evolution du réseau de 400G ZR à 800G ZR

Lancement d'un nouveau multiplexeur/démultiplexeur à canal fixe (CMD32s) adapté aux ZR 400G et 800G. Cette solution allie la simplicité, la rentabilité et les performances des solutions PT-PT fixes, offrant la prise en charge de deux générations de technologie ZR.

Les solutions réseau de Ciena peuvent étendre les distances de transmission 800G à plus de 1000 XNUMX km.

L'accès à toutes les fonctionnalités enfichables du routeur est une exigence obligatoire.

Des méthodes de gestion standard de l'industrie sont étudiées au sein de l'OIF (Optical Internetworking Forum) et de l'IETF (Internet Engineering Task Force) pour parvenir au « Plug and Play ».

Résumé des points clés de Ciena :

Nouvelles fonctionnalités des modules enfichables 800G :

Les modules enfichables 800G incluent de nouvelles fonctionnalités qui contribuent à élargir le marché.

WaveLogic 6 Nano de Ciena :

La technologie WaveLogic 6 Nano de Ciena utilise un processus de 3 nm, offrant un débit de données de 141 Go/s, prenant en charge à la fois la bande C et la bande L, ce qui en fait le meilleur choix en termes de performances, de consommation d'énergie et d'évolutivité.

Système de lignes de Ciena :

Le système de ligne de Ciena prend entièrement en charge plusieurs générations de modules enfichables, garantissant ainsi la compatibilité et l'évolutivité de la technologie.

Performances de la couverture réseau :

Les performances de couverture réseau des modules enfichables 800G peuvent prendre en charge des distances de transmission de plus de 1000 XNUMX kilomètres.

Gestion et opérationnalisation du réseau :

Pour atteindre la simplicité du « Plug and Play », l’industrie doit promouvoir des normes de gestion et d’opérationnalisation pertinentes.

1. Le boîtier DCI sera remplacé et l'IP sur DWDM deviendra courant.

• Il existe déjà trois générations de produits cohérents, avec une réduction de la consommation électrique unitaire équivalente. Les produits ZR/ZR+ ont été annoncés comme opérationnels sur le marché, avec une durée de fonctionnement cumulée supérieure à 10 milliards d'heures.

• Quelques fonctionnalités du module ColorZ 800

• Interopérabilité multifournisseur, y compris l'interconnectivité côté hôte et côté média/ligne.
• Prise en charge multimode : y compris 400G, 600G et 800G.
• Couverture multi-distances : de 120 kilomètres à plus de 2000 kilomètres.
• Bande C+L : à 800G/λ, chaque fibre peut atteindre un débit de transmission de 51.2 Tb/s.
• Puissance de sortie optique réglable : jusqu'à +1 dBm.
• Prend en charge C-CMIS.
• DSP, SiP et modules de troisième génération éprouvés.
• Capacité d'alimentation de puces électroniques à chaîne complète, du pilote DSP TIA au module, avec une bande passante de périphérique pour 800G dépassant 70 GHz.

Comparaison approximative des capacités de transmission et des formats de modulation.

Quelques exemples de diagrammes de constellation.