Открывая мир 400ZR: расширение сетей DCI с помощью QSFP-DD и DWDM на расстояние до 120 км.

В постоянно меняющейся среде инфраструктуры передачи данных (DCI) никогда не было большей потребности в решениях для передачи, которые являются одновременно высокоэффективными и высокопроизводительными. Разработка технологии 400ZR вместе с улучшением форм-фактора QSFP-DD и методами плотного мультиплексирования с разделением по длине волны (DWDM) предлагает инновационный способ оптимизации производительности сети на больших расстояниях. В этой статье подробно рассматривается 400ZR, рассматриваются принципы его конструкции, как он работает и где его можно использовать в DCI — в основном подчеркивая его способность поддерживать передачу данных на расстояние до 120 километров. Такое рассмотрение даст читателям представление о плюсах и минусах, связанных с принятием этого нового стандарта, тем самым позволяя создавать более эффективные сети в нашем все более основанном на данных мире.

Что такое 400zr и почему это важно?

Понимание стандарта 400ZR

Целью стандарта 400ZR является обеспечение высокоскоростной передачи данных по оптическим сетям со скоростью 400 Гбит/с. Созданный Оптическим межсетевым форумом (OIF), он стремится обеспечить последовательность в интеграции когерентной оптики в городские и междугородные сети DCI, среди которых самая последняя когерентная технология 400ZR. Ожидается, что это будет достигнуто за счет совместимости с существующей инфраструктурой, использования более совершенных форматов модуляции, таких как PAM4, а также поддержки длин волн, оптимизированных для систем DWDM, среди прочего, необходимых для успешной связи между этими устройствами или компонентами, составляющими такие системы. Другая важная особенность этого стандарта связана с надежными методами исправления ошибок вместе с алгоритмами цифровой обработки сигналов, предназначенными для обеспечения надежной работы даже на расстояниях до 120 км без использования какого-либо оптического усиления.

Как работают трансиверы 400ZR?

Для реализации скорости передачи данных до 400 Гбит/с в трансиверах 400ZR используется сложная технология когерентной оптики. В таких устройствах также применяются методы цифровой обработки сигналов (DSP), чтобы улучшить целостность принимаемых сигналов и компенсировать искажения, возникающие в первую очередь из-за их передачи на большие расстояния или через другие типы носителей, чем предполагалось изначально. С этой целью они используют особый тип модуляции, известный как PAM4, который позволяет кодировать два бита в один символ, тем самым удваивая пропускную способность, достигаемую с помощью каждой схемы широтно-импульсной модуляции, использовавшейся ранее, одновременно используя преимущества более плотного мультиплексирования с разделением по длине волны (DWDM), что позволяет несколько каналов передаются одновременно по одному волокну, что позволяет экономить дефицитный ресурс – полосу пропускания. Более того, схемы обнаружения ошибок, используемые в таких приемопередатчиках, гарантируют надежную доставку правильной информации, гарантируя, что каждый отправленный бит может быть идентифицирован и исправлен при необходимости, прежде чем он достигнет приемной части, подключенной через канал, включающий различные элементы, принадлежащие уже установленной сетевой архитектуре.

Роль OIF в отношении 400ZR

На разработку и стандартизацию протокола 400ZR большое влияние оказывает Форум по оптическим межсетевым технологиям (OIF). OIF объединяет игроков отрасли для сотрудничества в ключевых областях, которые будут формировать эту отрасль в будущем. Он отвечает за установку технических спецификаций, необходимых для обеспечения совместимости оборудования различных поставщиков; проведение тестов, направленных на подтверждение соответствия заявленным требованиям, обеспечивая при этом беспрепятственную совместную работу различных реализаций без возникновения каких-либо проблем совместимости; содействие внедрению с целью ускорить развертывание в центрах обработки данных, где могут потребоваться высокие скорости на более коротких расстояниях, а также в более широких сетях, включающих множество переходов между зданиями, расположенными далеко друг от друга, или даже странами, расположенными за тысячи миль.

Какую пользу 400zr может принести межсетевому соединению центров обработки данных (DCI)?

Укрепление связей между дата-центрами

Это достигается за счет внедрения протокола 400ZR, который улучшает связь между центрами обработки данных. Эти каналы быстрые и имеют низкую задержку, что удовлетворяет потребность в большей пропускной способности. Эта технология упрощает и удешевляет подключение центров обработки данных, поскольку позволяет осуществлять прямые оптические соединения на большие расстояния без промежуточных электронных регенераторов. Кроме того, он обеспечивает одновременную передачу увеличенных объемов информации за счет эффективного использования ресурсов оптического волокна с помощью передовых методов модуляции, а также DWDM, тем самым повышая надежность и пропускную способность сети в целом. Таким образом, 400ZR обеспечивает бесперебойный обмен данными, что приводит к операционной эффективности и поддерживает масштабируемость роста в инфраструктурах DCI.

Экономия энергии в DCI

Еще одна область, в которой можно сэкономить электроэнергию в DCI, — это внедрение протоколов 400ZR, что сокращает количество необходимых электронных компонентов. Оптические соединения напрямую обходят электронную регенерацию, тем самым значительно снижая усиление сигнала и потребление энергии при обработке. Более того, эффективность кодирования, используемая в 400ZR, обеспечивает более высокие скорости передачи большего количества информации на меньшем количестве длин волн, что еще больше повышает энергосбережение. Такой подход не только снижает выбросы углекислого газа, связанные с эксплуатацией DCI, но также приводит экономическую эффективность в соответствие с устойчивыми целями во время эксплуатации в целом.

Каковы различные форм-факторы трансиверов 400zr?

КСФП-ДД и OSFP

Четырехподключаемый приемопередатчик двойной плотности малого форм-фактора (QSFP-DD) использует 8 каналов по 50 Гбит/с каждый, обеспечивая передачу данных со скоростью до 400 Гбит/с. Он имеет компактную конструкцию и может вставляться в существующие разъемы QSFP, что позволяет людям легко модернизировать свои устройства, когда они примут этот новый стандарт для 400ZR.

Восьмеричный подключаемый модуль малого форм-фактора (OSFP) — это еще один тип трансивера, способный поддерживать скорость до 400 Гбит/с. Нравиться QSFP-DD, он также имеет восемь полос, каждая из которых работает со скоростью 50 Гбит/с, но рассчитан на поддержку более высоких уровней мощности и покрытие больших расстояний. Больший размер дает модулю OSFP преимущество перед другими модулями, когда дело доходит до рассеивания тепла, что делает его идеальным выбором для использования в центрах обработки данных высокой производительности, где ресурсы охлаждения могут быть ограничены.

Как они сравниваются с другими форм-факторами трансиверов

Сравнивая эти два типа с другими, такими как SFP28 или CFP2, мы находим некоторые заметные различия между всеми четырьмя вариантами, доступными сегодня. Во-первых, в то время как SFP28 поддерживает только около 25 Гбит/с на полосу, как QSFP-DD, так и OSFP могут предложить скорость до 400 Гбит/с по своим каналам. С другой стороны, CFP2 был разработан таким образом, что он позволяет сигналам, которые прошли гораздо большие расстояния, чем любой другой форм-фактор до сих пор, таким образом, делая себя хорошо подходящим для приложений, требующих больших зон покрытия, хотя и потребляя гораздо больше энергии в целом. Однако, принимая во внимание все обстоятельства, при использовании в ограниченном пространстве, обнаруженном в современных данных, ничто не сравнится с этими новыми участниками, поскольку они не только быстрее, но и потребляют меньше энергии по сравнению с более ранними технологиями

Что делает Соглашение о внедрении OIF 400zr?

Самое важное о 400ZR IA

1. Стандартизация: В этом соглашении указано, что необходимо сделать, чтобы все оптические трансиверы ближнего действия со скоростью 400 Гбит/с, произведенные разными компаниями, работали вместе.
2. Технические характеристики: В сделке говорится, как должны выглядеть физические части, такие как провода или разъемы, а также требования к качеству сигнала и показатели производительности, которые должны соблюдаться для правильной работы трансивера 400ZR в городских сетях.
3. совместимость: Он должен работать с существующими платформами, что поможет ему органично вписаться в современные архитектуры центров обработки данных.
4. Эффективность затрат: IA обеспечивает план снижения затрат за счет стандартных конструкций и операций, тем самым способствуя ценовой конкуренции между производителями трансиверов.
5. Энерго эффективность в оптических развертываниях следующего поколения 400ZR: здесь приведены советы по энергосбережению, позволяющие потреблять меньше электроэнергии при сохранении высокой скорости передачи данных.
6. Перспективы: Допускаются новые разработки и изменения потребностей клиентов, чтобы эти устройства не устарели вскоре после покупки.

Интеграция стандартов OpenZR и 400ZR для обеспечения совместимости и сотрудничества с поставщиками

Успех трансиверов 400ZR зависит от совместимости, которая позволяет им взаимодействовать через сети различных производителей. Соглашение о внедрении OIF 400ZR требует, чтобы поставщики работали вместе таким образом, чтобы устройства разных поставщиков могли функционировать как одна система без каких-либо сбоев. Эти совместные усилия обеспечивают соблюдение заданных технических требований, тем самым стандартизируя методы для повышения надежности, а также производительности на уровне системы. Такое соглашение, отдающее приоритет совместимости, также помогает создавать множество типов совместимых продуктов, которые способствуют инновациям на рынке оптических трансиверов 400 Гбит/с, где у клиентов есть множество вариантов выбора.

Последствия 400ZR IA OIF для развертывания

На развертывание существенное влияние оказывает соглашение о внедрении (IA) OIF 400 ZR. Это ускоряет время развертывания, поскольку это означает, что операторы могут использовать готовые компоненты, которые соответствуют заранее установленным стандартам. Кроме того, тратится меньше часов на устранение неполадок из-за уменьшения проблем несовместимости, что позволяет повысить эксплуатационную эффективность. Еще одна вещь, которая ускоряет развертывание, — это экономическая эффективность, которая позволяет этим сетевым операторам управлять финансовыми инвестициями, необходимыми при внедрении новых технологий. Кроме того, обеспечение соответствия требованиям завтрашнего дня гарантирует, что инвестиции остаются достаточно гибкими, а новые технологии защищены от слишком быстрого устаревания в течение срока их полезного использования.

Как вы можете оптимизировать свою сеть с помощью 400zr?

Действия по подготовке к развертыванию 400ZR

Чтобы правильно подготовиться к развертыванию 400ЗР, необходимо учесть ряд шагов. Эти шаги заключаются в следующем:

1. Оценка сети: Оцените текущую инфраструктуру с точки зрения ее способности соответствовать требованиям 400ZR и определите, необходимо ли проводить какие-либо обновления, особенно когда речь идет об использовании однопролетного оптоволокна.
2. Выбор компонентов: Выбирайте трансиверы и оптоволокно, соответствующие стандартам 400ZR и в то же время отвечающие требованиям к производительности, установленным вашей сетью.
3. Масштаб: Разработайте структуру развертывания, которая не только способна поддерживать будущий рост, но и идти в ногу с технологическими достижениями в соответствии с усилиями OIF по стандартизации.
4. Тестирование совместимости: Проведите тщательное тестирование различных компонентов от поставщиков, чтобы обеспечить плавность интеграции и отсутствие проблем на этапе внедрения.
5. анализ затрат для внедрения технологий 400ZR и будущих 800G: Проведите анализ рентабельности, чтобы правильно распределить средства на приобретение различных деталей, необходимых для этого проекта, учитывая экономию на эксплуатационных расходах в течение длительного периода.
6. Обучение и поддержка: Обучить технический персонал технологиям 400ZR; разработать план поддержки после развертывания, в котором будут отражены лучшие практики, реализованные в ходе успешных развертываний, среди прочего, связанные с деятельностью по техническому обслуживанию после завершения установки, на основе того, что хорошо сработало в других местах.

Убедиться, что это работает с тем, что уже есть

1. Запустите проверку совместимости: Сравните существующую конфигурацию аппаратного и программного обеспечения со спецификациями 400ZR, чтобы определить, где они не соответствуют требованиям.
2. Оценка интерфейса: Проверьте, могут ли существующие трансиверы и разъемы поддерживать сигнал 400ZR без значительного затухания.
3. Исследование оптических путей: Выясните, существует ли совместимость по длине волны между различными типами волокон с точки зрения их характеристик, таких как потери и дисперсия, которые следует оптимизировать для новых когерентных технологий, таких как 400ZR.
4. Обзор сетевого дизайна: Адаптируйте текущую сетевую архитектуру так, чтобы она отвечала требованиям для развертывания 400ZR, обеспечивая при этом достаточную емкость и уровень производительности.
5. Сотрудничество с поставщиками: Свяжитесь с поставщиками, которые предоставляют оборудование, используемое на объекте в настоящее время, чтобы выяснить, возникнут ли какие-либо проблемы, связанные с совместимостью продуктов таких поставщиков и продуктов, связанных с технологией 400 ZR; решить эти вопросы соответствующим образом путем переговоров или другими способами, которые заинтересованные стороны сочтут целесообразными.

Как заставить его использовать больше пропускной способности

1. Анализируйте трафик: Изучите, откуда поступает большая часть трафика, когда он это делает и почему в часы пик, а также определите возможные узкие места, которые могут возникнуть при интеграции систем следующего поколения с возможностями 400 ZR.
2. Предоставление качественных услуг для сетей следующего поколения на основе стандартов QoS, подкрепленных технологиями 400ZR: создание протоколов, гарантирующих качественные услуги, с приоритетом критически важных приложений, тем самым обеспечивая эффективное использование ресурсов, особенно управление полосой пропускания в сетях с расширенными функциями, предлагаемыми этим стандартом
3. Балансовые нагрузки: Обеспечьте сбалансированное распределение рабочих нагрузок по различным путям или устройствам, тем самым повышая пропускную способность и, следовательно, снижая уровни перегрузки в сетевой инфраструктуре, поддерживая такие потоки трафика, совместимые с расширенными версиями, что достигается за счет стратегий балансировки нагрузки, реализуемых с помощью нескольких устройств.
4. Инструменты оптимизации: Используйте методы сжатия данных вместе с механизмами исключения передачи, направленными на сокращение избыточных передач, тем самым позволяя использовать всю доступную полосу пропускания, достижимую за счет решений по оптимизации, реализованных в сетях, необходимых для поддержки более высоких скоростей, предусмотренных 400ZR.
5. Продолжайте следить за пропускной способностью когерентной технологии: Необходимо обеспечить постоянный мониторинг использования полосы пропускания, а также общей производительности любой сети, использующей когерентно-совместимые устройства, такие как 400 ZR, чтобы можно было своевременно внести необходимые корректировки.

Справочные источники

Подключаемый модуль малого форм-фактора

Мультиплексирование с разделением по длине волны

Ethernet

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: Что такое 400ZR и почему он важен для межсетевых соединений центров обработки данных?

О: Для центров обработки данных 400ZR — это стандарт интерфейса, который обеспечивает высокопроизводительные соединения «точка-точка» между ними. Он поддерживает будущие скорости до 400 Гбит/с за счет использования когерентной цифровой обработки сигналов для передачи на большие расстояния по однопролетным оптоволоконным каналам.

Вопрос: Как 400ZR использует каналы DWDM?

О: Для увеличения пропускной способности передачи данных используются каналы DWDM в сочетании с 400ZR. Эта технология передает несколько сигналов по одному оптоволоконному кабелю, чтобы улучшить пропускную способность и одновременно обеспечить связь на большие расстояния в городских сетях и центрах обработки данных на расстояния до 80 км.

Вопрос: В каком форм-факторе поставляется модуль 400ZR?

О: Модуль 400ZR имеет конструкцию QSFP-DD (четверной модуль малого форм-фактора с двойной плотностью), которая обеспечивает легкую интеграцию в существующие сетевые инфраструктуры, а также облегчает развертывание с высокой плотностью размещения.

Вопрос: Каковы типичные расстояния, которые может преодолевать 400ZR?

Ответ: Хотя этот тип способен обеспечивать соединения между гипермасштабными объектами и предприятиями или между центрами обработки данных и городскими сетями, диапазон развертывания в основном будет находиться в пределах однопролетных волокон длиной от нескольких метров до примерно ста двадцати километров; Многопролетность также может поддерживаться в зависимости от конкретных потребностей.

Вопрос: Каких стандартов совместимости придерживается 400ZR?

Ответ: Операторы центров обработки данных, ищущие способы объединения гетерогенных сетевых сред, могут делать это спокойно, зная, что в этой спецификации соблюдены стандарты MSA (соглашение с несколькими источниками), что обеспечивает совместимость оборудования различных поставщиков.

Вопрос: Как упреждающая коррекция ошибок (FEC) повышает производительность 400ZR?

О: Для этого исправьте ошибки, которые могут возникнуть при передаче информации при поездках на большие расстояния; это означает, что надежная связь между отправителем и получателем всегда будет иметь место, поэтому для обеспечения того, чтобы все передаваемые данные доходили до места назначения в целости и сохранности, в модулях 400ZR реализована технология прямого исправления ошибок (FEC).

Вопрос: Что делает 400ZR подходящим для приложений на базе Ethernet?

О: Сетевые устройства на базе Ethernet, такие как коммутаторы или маршрутизаторы, могут легко интегрироваться с 400ZR, поскольку оба они поддерживают 400GE (400 Gigabit Ethernet); что делает его идеальным для использования в проектах строительства центров обработки данных, где требуется высокоскоростное соединение Ethernet.

Вопрос: Как концепция системы открытой линии связана с 400ZR?

Ответ: Идея создания открытой системы при работе со всем, что связано с 400ZR, заключается в том, что между различными компонентами и технологиями должна быть гибкость, а также нейтральность; это позволяет увеличивать/уменьшать сетевые конфигурации в соответствии с меняющимися потребностями без обязательной привязки к продукту одного поставщика.

Вопрос: Какова была роль OIF в стандартизации 400ZR?

A: Официально запущенный Форумом оптического межсетевого взаимодействия (OIF) в марте прошлого года, он проделал работу по стандартизации этой спецификации, которую нельзя недооценивать; их участие послужило катализатором для достижения общих позиций, необходимых для улучшения принятия и развития такого рода технологий.