مع الطلب المتزايد على خدمات الحوسبة السحابية الواسعة النطاق وتخزين مراكز البيانات ومعالجتها، أصبحت أنظمة مراكز البيانات أكثر اتزانية وبالتالي أكثر صعوبة في إدارتها. بالإضافة إلى ذلك، تحتاج التطبيقات مثل الذكاء الاصطناعي (الذكاء الاصطناعي) بشكل عاجل إلى زمن وصول منخفض وبنيات شبكة عرض النطاق الترددي العالي للتعامل مع متطلبات الإدخال/الإخراج الكبيرة من آلة إلى آلة (I/O) التي تم إنشاؤها بين الخوادم. ولضمان إمكانية تنفيذ هذه التطبيقات، يجب أن تقتصر مسافة الإرسال القصوى بين مراكز البيانات الموزعة هذه على حوالي 100 كم. لذا يجب أن تكون مراكز البيانات هذه متصلة في مجموعات. ومن أجل ضمان الترابط بين النطاق الترددي العالي ومراكز البيانات عالية الكثافة، تم ولادة 400ZR. وستركز هذه الورقة على التعريف والتأثير واتجاه التنمية في 400ZR.
ما هو 400ZR؟
400 ZR هي مواصفات محددة من قبل منتدى الإنترنت البصرية المنظمة الدولية للإنترنت (منتدى الإنترنت البصرية) التي تستخدم مزيجا من multixing شعبة الطول الموجي الكثيف (DWDM) وأعلى ترتيب لنقل 400 غرام أكثر من 80km من وصلات اتصال مركز البيانات (DCI). والهدف من ذلك هو ضمان التنفيذ على المدى الطويل ومستقرة على أساس الناقل واحد من 400G. تستخدم هذه الحاملة الواحدة تعدد الاستقطاب المعقد مع تعديل السعة المتعامدة من 16 مستوى (dp-16qam) بمعدل 60 جيجابود.
400G ZR يقدم تكنولوجيا فريدة ومتقدمة متماسكة التي تدفع حل نقل البيانات عالية السعة. وهو صغير، صغير الحجم، قابل للتوصيل السريع، ويمكن مطابقته مع منافذ تبديل 400GE. وعلى الرغم من أن الأبعاد الخارجية للوحدة لم تحدد في بروتوكول التنفيذ( IA)، فإن منتدى الإنترنت البصرية المنظمة الدولية للفرانكوفونية قد حدد أبعاد الوحدة لاستيعاب حل 400G. وبالإضافة إلى ذلك، حدد جسم البروتوكول متعدد المصادر وحدات بصرية لأنواع التغليف QSFP-DD وOSFP، والتي يمكن أن تكون مترابطة. وبعبارة أخرى، بما أن المنظمة الدولية للفرانكوفونية وASA هما منظمتان على نطاق الصناعة، فإن حل 400ZR المتوافق مع السوق سيكون قابل للتشغيل المتبادل أيضاً. كما أن التشغيل البيني لحل 400ZR يجلب فوائد مزدوجة لتبسيط إدارة سلسلة التوريد ونشرها.
يدعم مخطط 400ZR المتماسك القابل للتوصيل السريع 400ZR فقط عمليات التوصيل البينية 400G Ethernet وترابط متعدد البائعين. أنها ليست مناسبة للجيل القادم 400G MAN الإرسال أكثر من 80km. في هذه الحالة، يتم اقتراح معيار 400ZR+ (400G ZR+) ، والذي يعد بزيادة تحسين وحدات من خلال دعم مجموعة متنوعة من قدرات القناة استنادًا إلى متطلبات التغطية والتوافق مع البنية التحتية المنشأة في MAN.
ماذا سيكون تأثير 400ZR؟
وعلى الرغم من أن تكنولوجيا 400ZR لا تزال في مراحلها الأولى، إلا أنها سيكون لها تأثير كبير على ثلاث صناعات، بما في ذلك مراكز البيانات الكبيرة جداً، وشبكات الحرم الجامعي الموزعة وشبكات المناطق الحضرية، ومقدمي خدمات الاتصالات.
1. يساعد 400ZR الحوسبة السحابية ومراكز البيانات الكبيرة جداً على التكيف مع الطلب المتزايد على عرض النطاق الترددي العالي
يمكن أن يساعد ترابط مراكز البيانات وتطوير 400ZR الحوسبة السحابية ومراكز البيانات الكبيرة جدًا على التكيف مع الطلب المتزايد على النطاق الترددي العالي على الشبكة. يمكنهم التعامل مع النمو الأسي للتطبيقات مثل الخدمات السحابية وأجهزة إنترنت الأشياء والفيديو المتدفق. مع مرور الوقت، فإن 400G ZR تقديم مساهمة أكبر في العدد المتزايد من التطبيقات والمستخدمين عبر الشبكة.
2. سوف تدعم 400ZR الاتصال مراكز البيانات الموزعة
وكما ذكر أعلاه، فإن تقنية 400ZR ستدعم التوصيلات البينية العالية النطاق للاتصال بمراكز البيانات الموزعة. ومن خلال هذا الاتصال، يمكن لمراكز البيانات الموزعة التواصل مع بعضها البعض، ومشاركة البيانات، وموازنة أحمال العمل، وتوفير النسخ الاحتياطية، وتوسيع سعة مركز البيانات عند الحاجة.
3. و400ZR سوف تسمح لشركات الاتصالات السلكية واللاسلكية لإرسال حركة سكنية العودة
وسوف يسمح معيار ZR 400G شركات الاتصالات السلكية واللاسلكية لإرسال حركة المرور السكنية مرة أخرى. عند التشغيل بسرعة 200 جيجابت/ثانية، يمكن أن يزيد 400ZR من نطاق الإرسالات عالية الخسارة باستخدام 64Gbaud القلب وQPSK تعديل. بالنسبة لشبكات الجيل الخامس ، يمكن لـ 400G ZR توفير backhaul المحمول من خلال تجميع العديد من الروابط 25Gb / s ، وهو أكثر ملاءمة لتعزيز التوسع في سوق شبكة الجيل الخامس الناشئة ونطاق التطبيق.
4. 400ZR +/400ZR- سوف توفر المزيد من الراحة على رأس 400ZR
وبالإضافة إلى إمكانية التشغيل البيني مع الوحدات الأخرى، من المتوقع أن تدعم 400ZR وسائط تشغيلية إضافية، تعرف باسم 400ZR+ و400ZR لزيادة نطاق التطبيقات التي يمكن معالجتها. ويشير الرمز "+" إلى أن استهلاك وحدة التحكم بالطاقة يتجاوز 15 واط المطلوبة من قبل IA وبعض الأجهزة القابلة للتوصيل، مما يتيح للوحدة أن تنقل عبر مسافات مئات الكيلومترات باستخدام تقنيات معالجة إشارات أكثر قوة. "-" يعني أن الوحدة النمطية يمكن أن تدعم أوضاع منخفضة السعر مثل 300G و 200G و 100G ، مما يوفر المزيد من المرونة والراحة لمشغلي الشبكات.
كم من الوقت سوف الحرارة 400ZR تستمر؟
وفقًا لرئيس قسم التكنولوجيا في OFC لعام 2019 ، من المتوقع أن يتم رؤية عينة من منتجات 400ZR في عام 2020. في قمة مركز بيانات OFC في عام 2019، أعلنت Google ومايكروسوفت وغيرها من الشركات العملاقة في الصناعة عن خطط لنشر 400ZR في غضون العامين المقبلين.
ما هو أكثر من ذلك، في 2021-2024، وتطوير تكنولوجيا 400ZR سيجلب قدرا كبيرا من الطلب على وحدات الخفيفة. يظهر الشكل التالي مبيعات وحدات ضوئية DWDM في السوق بسرعة عالية (فوق 100G) وسرعة منخفضة (أقل من 100G). وكما يتضح من الجدول، فإن عدد الوحدات البصرية المستخدمة في الحوسبة السحابية أو الربط البيني لمراكز البيانات الكبيرة سيزداد من عام 2021 إلى عام 2024. وبعبارة أخرى، ابتداء من عام 2021، 400ZR سوف تقود الطلب المتزايد على وحدات الضوء.
بالإضافة إلى ذلك، مع تنفيذ أول 100Gbps تسلسل / desiccator على رقاقة التبديل في عام 2021، فإن معدل نقل المطلوبة للواجهة البصرية سوف تتحول إلى 800Gbps في السنوات القادمة 1-2. وقد تم تحديد أبعاد OSFP لدعم معدل 8x100GE دون تغيير نوع التغليف البصري وحدة. في الوقت نفسه، فإن البصريات المتماسكة من جانب الخط ستنتقل إلى دعم 128GBaud 16QAM في نفس الوقت، مما يجعل من السهل الترقية من 400ZR الحالي إلى الجيل القادم 800ZR. لذلك، 400ZR أمر بالغ الأهمية في كل من تطوير الشبكة الحالية والمستقبلية.
