Análise de mercado de módulos plugáveis ​​coerentes 800G ZR/ZR+

Situação atual dos dispositivos coerentes:

Examinar o estado atual dos dispositivos coerentes fornece insights sobre as tendências futuras do 800G ZR. Refletir sobre o cenário do 400G ZR oferece pontos de referência valiosos:

400G ZR: Esta foi a primeira tecnologia de comunicação óptica coerente a ser implantada em larga escala em comunicações de data center (datacom) em vez de telecomunicações (telecom).

Sucesso comercial: agora em seu quarto ano de uso comercial, o volume de embarques do 400G ZR é mais de três vezes maior que o de qualquer outro tipo coerente em um nível de maturidade semelhante.

Fatores-chave para o sucesso do 400G ZR:

• Alinhamento com taxas de dados do roteador: 400GbE
• Fatores de forma compatíveis com roteadores: QSFP-DD, OSFP
• Desacoplamento de aplicações de data center
• Ecossistema multi-fornecedor

Para que o 800G tenha uma implantação rápida, ele precisará seguir um caminho semelhante.

No entanto, o 800G tem suas características únicas:

Padrões Estendidos

Dinâmica da demanda: Para aplicações de 400G, os volumes de embarque de 400G ZR+ e 400G ZR são aproximadamente iguais. Atualmente, a demanda por 800G ZR+ é maior do que por 800G ZR, apesar de seus custos de BOM quase idênticos.

Cenários de aplicação para 800G ZR

Interconexão de Data Center Metro (DCI):

Embora a tecnologia 400G ZR já seja usada para conectar grandes data centers, a oportunidade de mercado para 800G nesta aplicação pode não ser tão significativa.

400G Longo Curso (400G-LH / Gen120):

Utiliza técnicas de modulação QPSK ou 8-QAM para cobrir distâncias maiores, principalmente no mercado chinês.

800G Longo Curso (800G ZR+):

O padrão PCS interoperável abriu o mercado para a tecnologia 800G ZR+, com suporte significativo da Meta.

Modo de interoperabilidade 400G:

Alguns data centers de hiperescala exigem esse modo para garantir compatibilidade futura.

Previsão de mercado para 800G ZR

Remessas iniciais: esperadas para este ano, com grandes volumes em 2024 e 2025.

Principais fabricantes de DSP: ZTE, Ciena, Nokia, Infinera, Cisco/Acacia, entre outros, estão colaborando neste espaço.

Informações adicionais:

400G Long-Haul (QPSK, 8QAM): Popular na China (embalagem CFP2), mas menos interesse de data centers de hiperescala ou provedores de serviços ocidentais.

800G Data Center Interconnect (DCI) (QSFP/OSFP): As previsões de mercado dependem da demanda dos principais data centers de hiperescala, como Meta e Google. A Microsoft, a maior usuária do 400G ZR, não adotará essa tecnologia.

Perspectiva do Google sobre o 800G:

Ilustrações de configurações de rede ZR/ZR+ na rede WAN óptica do Google:

Revisão da implantação de 400G ZR em redes metropolitanas:

Fatores de sucesso para implantação metropolitana de 400G ZR:

• Redução significativa de custos.
• Economia em recursos de rack/espaço/energia (RSP).
• Implantação e manutenção simplificadas.

Desenvolvimentos futuros:

• Evolução para a tecnologia 800G ZR em redes metropolitanas.
• Extensão da tecnologia plugável coerente 400G/800G para redes de longa distância (intermunicipais).

Definição do Google de ZR+ coerente e conectável de longo alcance:

O que é ZR+?

De acordo com o Google, ZR+ se refere a módulos plugáveis ​​capazes de transmissão de longa distância (aproximadamente 1000 quilômetros) com alta potência de saída.

Requer bandas C/L ajustáveis ​​e alta potência de saída para trabalhar com sistemas de linhas de longa distância.

A cobertura do 400G OpenZR+ é insuficiente (aproximadamente 500 quilômetros).

O 800G pode ser baseado no padrão OpenROADM PCS ou em esquemas de codificação proprietários.

Por que precisamos do ZR+?

O aumento significativo na demanda de capacidade de WAN de longa distância, parcialmente impulsionado pelo aprendizado de máquina (ML). ZR+ é a solução preferida.

Menor custo em comparação com soluções coerentes incorporadas.

Economia em recursos de rack/espaço/energia (RSP), eliminando as restrições de infraestrutura física.

Provisão rápida de serviços.

Objetivos do Google:

Obtenha operação universal de módulos ZR/ZR+ de diferentes fornecedores em diversas plataformas de roteadores.

Suporte para ZR+ em plataformas de roteador:

O hardware (HW) precisa suportar maior consumo de energia do módulo ZR+ (fonte de alimentação/resfriamento).

O software (SW) precisa oferecer suporte ao ZR+ (OpenConfig, independente de fornecedores de roteadores/módulos).

Atualizações de firmware de campo (FW):

Atualizações de firmware de campo para ZR/ZR+ são necessárias.

Padrões universais em todas as plataformas e fornecedores de módulos ópticos:

O Google está promovendo ativamente o projeto de atualização de firmware plugável dentro da OIF.

Importância da compatibilidade com versões anteriores:

A compatibilidade com versões anteriores para atualizações de 400G para 800G é crucial.

Perspectiva da Ciena sobre o 800G ZR:

Preenchendo lacunas e expandindo aplicações previamente abordadas pelo 400G ZR:

1. A Ciena categoriza o 400G ZR com base na potência de saída TX em três classes:

Classe A: Amplificação integrada, potência de saída > -2dBm.

Classe B: Amplificação integrada opcional, potência de saída -7dBm.

Classe C: Sem amplificação integrada, potência de saída -10dBm.

• A Ciena prefere a solução compatível com versões anteriores da Classe A, que cobre a maioria dos cenários.

Ênfase na Modulação Probabilística em Forma de Constelação (PCS):

A tecnologia PCS é usada para estender a distância de transmissão.

O produto WL5n 400G 70GBd PKT-MAX da Ciena usa PCS, dobrando a distância de transmissão de 400G em comparação com a solução 60Gbd 400G ZR+.

• Características dos módulos ópticos plugáveis ​​de última geração:

O Open ROADM define modos PCS interoperáveis ​​para 600G e 800G.

O processador de sinal digital (DSP) da Ciena oferece suporte a PCS interoperáveis ​​e modos de desempenho mais alto.

Módulos ópticos coerentes plugáveis ​​de 800G nas bandas C e L são necessários para melhorar a eficiência espectral.

A funcionalidade de criptografia de link é necessária. A Ciena está discutindo ativamente a criptografia de caminho de dados com alguns clientes e fornece recursos de criptografia em bandas C e L dentro de seu ASIC/DSP.

• O novo 800G LR da OIF é outra área de aplicação importante para módulos ópticos coerentes.

Tecnologia Nano WaveLogic 6 da Ciena e suas inovações em comunicação óptica

Fonte: Site Oficial da Ciena e Notícias Relacionadas

Utiliza tecnologia CMOS de 3 nm de última geração e dispositivos eletro-ópticos com largura de banda de 70 GHz.

Suporta formatos de empacotamento OSFP Tipo 2A e QSFP-DD800.

Em conformidade com os modos padrão 800G ZR/800LR/800G ZR+ (PCS interoperáveis).

Capaz de fornecer desempenho máximo nos modos de transmissão PCS de 400G/600G/800G, com taxas de até 141 GBd.

Emprega tecnologia de integração heterogênea SOA-on-SiP para atingir alta potência de saída Tx e escalabilidade em banda C e banda L.

Atende ao padrão de saída Classe A OIF 800G ZR Tx.

Diagramas espectrais e de constelação 

Observação: WaveLogic 6 Nano é uma marca registrada da Ciena.

Evolução da rede de 400G ZR para 800G ZR

Introduziu um novo multiplexador/demultiplexador de canal fixo (CMD32s) adequado para 400G ZR e 800G ZR. Esta solução combina a simplicidade, a relação custo-benefício e o desempenho de soluções PT-PT fixas, oferecendo suporte para duas gerações de tecnologia ZR.

As soluções de rede da Ciena podem estender distâncias de transmissão de 800G para mais de 1000KM.

O acesso a todos os recursos plugáveis ​​do roteador é um requisito obrigatório.

Métodos de gerenciamento padrão da indústria estão sendo pesquisados ​​no OIF (Optical Internetworking Forum) e no IETF (Internet Engineering Task Force) para alcançar o “Plug and Play”.

Resumo dos pontos principais da Ciena:

Novos recursos dos módulos plugáveis ​​800G:

Os módulos plugáveis ​​800G incluem novos recursos que ajudam a expandir o mercado.

WaveLogic 6 Nano da Ciena:

A tecnologia WaveLogic 6 Nano da Ciena usa um processo de 3 nm, fornecendo uma taxa de dados de 141 GBd, suportando banda C e banda L, tornando-a a melhor escolha em termos de desempenho, consumo de energia e escalabilidade.

Sistema de linhas da Ciena:

O sistema de linha da Ciena oferece suporte total a várias gerações de módulos plugáveis, garantindo compatibilidade e capacidade de atualização da tecnologia.

Desempenho da cobertura da rede:

O desempenho de cobertura de rede dos módulos plugáveis ​​800G pode suportar distâncias de transmissão de mais de 1000 quilômetros.

Gestão e Operacionalização de Redes:

Para atingir a simplicidade do “Plug and Play”, a indústria precisa promover padrões relevantes de gestão e operacionalização.

1. A caixa DCI será substituída e o IP sobre DWDM se tornará comum.

• Já existem três gerações de produtos coerentes, com redução no consumo de energia da unidade equivalente. Os produtos ZR/ZR+ foram anunciados como operacionais no mercado, com um tempo de execução cumulativo superior a 10 bilhões de horas.

• Algumas características do módulo ColorZ 800

• Interoperabilidade entre vários fornecedores, incluindo interconectividade de host e mídia/linha.
• Suporte multimodo: incluindo 400G, 600G e 800G.
• Cobertura multidistância: de 120 quilômetros a mais de 2000 quilômetros.
• Banda C+L: a 800 G/λ, cada fibra pode atingir uma taxa de transmissão de 51.2 Tb/s.
• Potência de saída óptica ajustável: até +1dBm.
• Suporta C-CMIS.
• DSP, SiP e módulos de terceira geração comprovados.
• Capacidade de fornecimento de chip eletrônico de cadeia completa, do driver DSP TIA ao módulo, com largura de banda do dispositivo para 800 G excedendo 70 GHz.

Comparação aproximada de capacidades de transmissão e formatos de modulação.

Alguns exemplos de diagramas de constelação.