Descubriendo el mundo de 400ZR: mejora de las redes DCI con QSFP-DD y DWDM hasta 120 km.

En el entorno en constante cambio de la infraestructura de comunicación de datos (DCI), nunca ha habido una mayor necesidad de soluciones de transmisión que sean a la vez altamente eficientes y de alta capacidad. El desarrollo de la tecnología 400ZR, junto con la mejora del factor de forma QSFP-DD y las técnicas de multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM), ofrece una forma innovadora de optimizar el rendimiento de la red a largas distancias. Este artículo explora la tecnología 400ZR en detalle, analizando sus principios de diseño, cómo funciona y dónde se puede utilizar en las DCI, haciendo hincapié principalmente en su capacidad para soportar la transmisión de datos hasta 120 kilómetros. Este examen proporcionará a los lectores una idea de los pros y los contras asociados con la adopción de este nuevo estándar, lo que permitirá redes más efectivas en nuestro mundo cada vez más basado en datos.

¿Qué es 400zr y por qué es importante?

Comprender el estándar 400ZR

El propósito del estándar 400ZR es permitir la transmisión de datos de alta velocidad a través de redes ópticas a una velocidad de 400 Gbps. Creado por el Optical Internetworking Forum (OIF), busca establecer coherencia en la integración de ópticas coherentes en redes DCI metropolitanas y de larga distancia, entre ellas la más reciente 400ZR Coherent Technology. Se espera que esto se logre mediante la interoperabilidad con la infraestructura existente, el empleo de formatos de modulación más avanzados como PAM4, así como el soporte de longitudes de onda optimizadas para sistemas DWDM, entre otras cosas necesarias para una comunicación exitosa entre estos dispositivos o componentes que componen tales sistemas. Otra característica importante de este estándar está relacionada con métodos robustos de corrección de errores junto con algoritmos de procesamiento de señales digitales diseñados para garantizar un funcionamiento confiable incluso en distancias de hasta 120 km sin utilizar ninguna amplificación óptica.

¿Cómo funcionan los transceptores 400ZR?

Para lograr velocidades de datos de hasta 400 Gbps, los transceptores 400ZR emplean una sofisticada tecnología de óptica coherente. Dichos dispositivos también aplican técnicas de procesamiento de señales digitales (DSP) para mejorar la integridad de las señales recibidas y compensar las distorsiones que ocurren principalmente debido a su transmisión en longitudes extendidas o a través de tipos de medios diferentes a los previstos originalmente. Para ello utilizan un tipo específico de modulación conocido como PAM4, que permite codificar dos bits en un símbolo, duplicando así la capacidad conseguida mediante cada esquema de modulación por ancho de pulso utilizado anteriormente y aprovechando la multiplexación por división de longitud de onda (DWDM) más densa, permitiendo múltiples canales transportados simultáneamente en fibras individuales, conservando así un recurso escaso: el ancho de banda. Además, los circuitos de detección de errores empleados dentro de tales unidades transceptoras garantizan la entrega confiable de información correcta al garantizar que cada bit enviado pueda identificarse y corregirse si es necesario antes de que llegue a la parte receptora conectada a través de un enlace que comprende varios elementos que pertenecen a la arquitectura de red ya establecida.

Papel desempeñado por la OIF en relación con el 400ZR

Los esfuerzos de estandarización y desarrollo del protocolo 400ZR están fuertemente influenciados por el Optical Internetworking Forum (OIF). La OIF reúne a los actores de la industria para colaborar en áreas clave que darán forma a esta industria en el futuro. Es responsable de establecer las especificaciones técnicas necesarias para la interoperabilidad entre equipos de diferentes proveedores; realizar pruebas destinadas a confirmar la conformidad con los requisitos establecidos y al mismo tiempo garantizar que varias implementaciones puedan funcionar juntas sin problemas sin que surjan problemas de compatibilidad; promover la adopción para acelerar el despliegue dentro de los centros de datos, donde pueden ser necesarias altas velocidades en distancias más cortas, pero también en redes de área más amplia que implican múltiples saltos entre edificios ubicados muy separados unos de otros o incluso países situados a miles de kilómetros de distancia.

¿Cómo puede beneficiar 400zr la interconexión del centro de datos (DCI)?

Fortaleciendo los vínculos entre los Centros de Datos

Esto se logra mediante la implementación de un protocolo 400ZR que mejora la conectividad entre los centros de datos. Estos enlaces son rápidos y tienen baja latencia, satisfaciendo así la necesidad de más ancho de banda. Esta tecnología simplifica y abarata el coste de conexión de centros de datos ya que permite conexiones ópticas directas a mayores distancias sin regeneradores electrónicos intermedios. Además, permite la transmisión simultánea de mayores volúmenes de información mediante la utilización eficiente de recursos de fibra óptica a través de técnicas avanzadas de modulación y DWDM, mejorando así la confiabilidad y la capacidad de la red en general. De esta manera, 400ZR garantiza un intercambio fluido de datos, lo que conduce a la eficiencia operativa y respalda la escalabilidad del crecimiento dentro de las infraestructuras DCI.

Ahorro de energía en DCI

Otra área donde se puede ahorrar energía en los DCI es mediante la adopción de protocolos 400ZR, que reducen la cantidad de componentes electrónicos necesarios. Las conexiones ópticas evitan directamente la regeneración electrónica, lo que reduce considerablemente el aumento de la señal y el uso de energía de procesamiento. Además, las eficiencias de codificación utilizadas con 400ZR permiten velocidades más altas para obtener más información en menos longitudes de onda, mejorando así aún más la conservación de energía. Este enfoque no sólo reduce la huella de carbono asociada con el funcionamiento de los DCI, sino que también alinea la rentabilidad con los objetivos sostenibles durante la operación en su conjunto.

¿Cuáles son los diferentes factores de forma de los transceptores 400zr?

QSFP-DD y OSFP

El transceptor cuádruple de doble densidad enchufable de factor de forma pequeño (QSFP-DD) utiliza 8 canales de 50 Gbps cada uno para permitir la transmisión de datos a una velocidad de hasta 400 Gbps. Está construido con un diseño compacto que puede encajar en enchufes QSFP existentes, lo que facilita a las personas actualizar sus dispositivos cuando adoptan este nuevo estándar para 400ZR.

Octal Small Form-factor Pluggable (OSFP) es otro tipo de transceptor que puede manejar velocidades de hasta 400 Gbps. Como QSFP-DD, también cuenta con ocho carriles, cada uno de los cuales funciona a 50 Gbps, pero está diseñado para soportar niveles de potencia más altos y cubrir distancias más largas. Ser más grande le da al módulo OSFP una ventaja sobre otros módulos en lo que respecta a la disipación de calor, lo que los convierte en opciones ideales para su uso en centros de datos de alta capacidad donde los recursos de refrigeración pueden ser limitados.

Cómo se comparan con otros factores de forma de transceptores

Al comparar estos dos tipos con otros como SFP28 o CFP2, encontramos algunas diferencias notables entre las cuatro opciones disponibles en la actualidad. En primer lugar, mientras que SFP28 admite solo unos 25 Gbps por carril, tanto QSFP-DD como OSFP pueden ofrecer velocidades de hasta 400 Gbps en sus canales. Por otro lado, CFP2 se ha diseñado de tal manera que permite señales que han viajado distancias mucho mayores que cualquier otro factor de forma hasta ahora, lo que lo hace muy adecuado para aplicaciones que necesitan áreas de cobertura amplias aunque consumen mucha más energía en general. Sin embargo, teniendo en cuenta todo esto, cuando se utilizan en los espacios reducidos que se encuentran dentro de los datos modernos, nada supera a estos nuevos participantes, ya que no solo son más rápidos, sino que también consumen menos energía en comparación con las tecnologías anteriores.

¿Qué hace el Acuerdo de Implementación OIF 400zr?

Lo más importante del 400ZR IA

1. Normalización: Este acuerdo establece lo que se debe hacer para garantizar que todos los transceptores ópticos de 400 Gbps de corto alcance fabricados por diferentes empresas funcionen juntos.
2. Especificaciones técnicas: El acuerdo establece cómo deben verse las piezas físicas como cables o conectores, así como las necesidades de calidad de la señal y las medidas de rendimiento que deben cumplirse para que un transceptor 400ZR funcione correctamente dentro de las redes del área metropolitana.
3. Interoperabilidad: Debe funcionar con los marcos existentes que le ayudarán a adaptarse perfectamente a las arquitecturas actuales de los centros de datos.
4. Rentabilidad: La IA proporciona un plan para reducir costos a través de diseños y operaciones estándar, promoviendo así la competencia de precios entre los fabricantes de transceptores.
5. Eficiencia energética en implementaciones ópticas 400ZR de próxima generación: aquí se brindan consejos para ahorrar energía para que se use menos electricidad mientras las velocidades de transmisión de datos se mantienen altas.
6. Prueba de futuro: Se tienen en cuenta nuevos desarrollos y cambios en las necesidades de los clientes para no dejar estos dispositivos obsoletos poco después de la compra.

Integración de los estándares OpenZR y 400ZR para la interoperabilidad y la colaboración de proveedores

El éxito de los transceptores 400ZR depende de la interoperabilidad que les permita comunicarse a través de redes de varios fabricantes. El Acuerdo de implementación OIF 400ZR requiere que los proveedores trabajen juntos de una manera que permita que los dispositivos de diferentes proveedores funcionen como un solo sistema sin problemas. Este esfuerzo conjunto garantiza el cumplimiento de los requisitos técnicos especificados, estandarizando así los métodos para mejorar la confiabilidad y el rendimiento a nivel del sistema. Un acuerdo de este tipo, al priorizar la interoperabilidad, también ayuda a crear muchos tipos de productos compatibles que fomentan la innovación dentro del mercado de transceptores ópticos de 400 Gbps, donde los clientes tienen numerosas opciones para elegir.

Implicaciones del 400ZR IA de la OIF en el despliegue

El acuerdo de implementación (IA) de OIF 400 ZR tiene un impacto significativo en la implementación. Esto acelera el tiempo de implementación, ya que significa que los operadores pueden usar componentes listos para usar que cumplen con los estándares preestablecidos. Además, se dedican menos horas a la resolución de problemas debido a la disminución de los problemas de incompatibilidad, lo que permite una mayor eficiencia operativa. Otro factor que acelera la implementación es la rentabilidad, que permite a estos operadores de red gestionar la inversión financiera necesaria al adoptar nuevas tecnologías. Además, la preparación para el futuro garantiza que las inversiones sigan siendo lo suficientemente flexibles, y que las tecnologías emergentes se protejan para que no se vuelvan obsoletas demasiado rápido dentro de su vida útil.

¿Cómo puede optimizar su red con 400zr?

Pasos para prepararse para la implementación de 400ZR

Para prepararse adecuadamente para el despliegue de 400ZR, hay una serie de pasos que deben tenerse en cuenta. Estos pasos son los siguientes:

1. Evaluación de la red: Evalúe la infraestructura actual en términos de su capacidad para cumplir con los requisitos de 400ZR y determine si es necesario realizar alguna actualización, especialmente cuando se trata de utilizar fibra óptica de un solo tramo.
2. Selección de componentes: Elija transceptores y fibras ópticas que cumplan con los estándares 400ZR y al mismo tiempo cumplan con las demandas de rendimiento establecidas por su red.
3. Escalabilidad: Diseñar un marco de implementación que no solo sea capaz de respaldar el crecimiento futuro sino también mantenerse al día con los avances tecnológicos de acuerdo con los esfuerzos de estandarización de la OIF.
4. Pruebas de interoperabilidad: Realice pruebas exhaustivas entre diferentes componentes de proveedores para garantizar que la integración sea fluida y sin causar muchos problemas durante la fase de implementación.
5. Análisis de costos para implementar tecnologías 400ZR y Future 800G: Llevar a cabo un análisis de costo-beneficio para asignar fondos correctamente para la compra de varias piezas necesarias para este proyecto considerando ahorros en gastos operativos durante largos períodos.
6. Capacitación y soporte: Capacitar al personal técnico sobre la tecnología detrás del 400ZR; establecer un plan de soporte posterior a la implementación que destaque las mejores prácticas realizadas a través de implementaciones exitosas, entre otras cosas relacionadas con las actividades de mantenimiento después de que se haya completado la instalación, en función de lo que funcionó bien en otros lugares.

Asegurarse de que funcione con lo que ya existe

1. Ejecute una verificación de compatibilidad: Compare la configuración de hardware y software existente con las especificaciones del 400ZR para identificar dónde no están a la altura.
2. Evaluación de la interfaz: Compruebe si los transceptores y conectores actuales pueden admitir la señal 400ZR sin una atenuación significativa.
3. Estudio de Caminos Ópticos: Investigar si existe o no compatibilidad de longitudes de onda entre diferentes tipos de fibras en términos de su rendimiento, como pérdida y dispersión, que deberían optimizarse para nuevas tecnologías coherentes como 400ZR.
4. Revisión del diseño de la red: Adapte la arquitectura de red actual para que cumpla con los requisitos para implementar 400ZR y, al mismo tiempo, garantice que se mantengan suficiente capacidad y niveles de rendimiento en todo momento.
5. Colaboración con Proveedores: Ponerse en contacto con proveedores que proporcionen equipos utilizados en el sitio actualmente para determinar si habrá algún problema con respecto a la interoperabilidad entre los productos de dichos proveedores y aquellos relacionados con la tecnología 400 ZR; resolver estos problemas en consecuencia mediante negociaciones u otros medios que las partes involucradas consideren apropiados.

Cómo hacer que utilice más ancho de banda

1. Analizar el tráfico: Examinar de dónde proviene la mayor parte del tráfico, cuándo lo hace y por qué durante las horas pico, también determinar posibles cuellos de botella que pueden ocurrir al integrar sistemas de próxima generación con capacidades 400 ZR.
2. Prestación de servicios de calidad para Redes de Próxima Generación basadas en Estándares QoS sustentados en Tecnologías 400ZR: Establecer protocolos que garanticen servicios de calidad priorizando aplicaciones críticas asegurando así el uso eficiente de los recursos especialmente la gestión del ancho de banda dentro de redes que cuenten con las características avanzadas que ofrece este estándar
3. Cargas de equilibrio: Garantice una distribución equilibrada de las cargas de trabajo entre varias rutas o dispositivos, mejorando así las tasas de rendimiento y reduciendo así los niveles de congestión experimentados dentro de la infraestructura de red que admite dichos flujos de tráfico compatibles con versiones mejoradas logradas a través de estrategias de equilibrio de carga habilitadas a través de múltiples dispositivos.
4. Optimizar herramientas: Emplear técnicas que comprimen datos junto con mecanismos de eliminación de transmisión destinados a reducir las transmisiones redundantes, haciendo así uso de todos los anchos de banda disponibles que se pueden lograr a través de soluciones de optimización implementadas en las redes necesarias para soportar velocidades más altas proporcionadas por 400ZR.
5. Siga vigilando el ancho de banda de la tecnología coherente: Se debe imponer un monitoreo continuo con respecto a la utilización del ancho de banda, así como el rendimiento general exhibido por cualquier red que utilice dispositivos compatibles coherentes como 400 ZR para que se puedan realizar los ajustes necesarios a tiempo.

Fuentes de referencia

Pequeño factor de forma enchufable

Multiplexación por División de Longitud de Onda

Ethernet

Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Qué es 400ZR y por qué es importante para las interconexiones de centros de datos?

R: Para los centros de datos, 400ZR es un estándar de interfaz que permite conexiones punto a punto de alta capacidad entre ellos. Admite velocidades futuras de hasta 400 Gbps mediante el uso de procesamiento de señal digital coherente para transmisión de larga distancia a través de enlaces de fibra óptica de un solo tramo.

P: ¿Cómo aprovecha el 400ZR los enlaces DWDM?

R: Al aumentar la capacidad de transmisión de datos, los enlaces DWDM se utilizan en combinación con 400ZR. Esta tecnología envía múltiples señales a través de un único cable de fibra óptica para mejorar el ancho de banda y al mismo tiempo permitir comunicaciones de larga distancia dentro de redes metropolitanas y centros de datos hasta distancias de 80 km.

P: ¿En qué factor de forma viene el módulo 400ZR?

R: El módulo 400ZR viene en un diseño QSFP-DD (doble densidad conectable de factor de forma pequeño cuádruple) que permite una fácil integración en infraestructuras de red existentes, además de facilitar implementaciones de alta densidad.

P: ¿Cuáles son las distancias típicas que puede cubrir el 400ZR?

R: Si bien es capaz de proporcionar conexiones entre instalaciones de hiperescala y ubicaciones empresariales o entre centros de datos y redes metropolitanas, el rango de implementación de este tipo se ubicará principalmente en fibras de un solo tramo que van desde unos pocos metros hasta alrededor de ciento veinte kilómetros de largo; También se pueden admitir varios tramos según las necesidades específicas.

P: ¿A qué estándares de interoperabilidad se adhiere el 400ZR?

R: Los operadores de centros de datos que buscan formas de incorporar entornos de red heterogéneos pueden hacerlo con la tranquilidad de saber que esta especificación cumple con los estándares MSA (acuerdo de fuentes múltiples), lo que garantiza la compatibilidad entre los equipos de diferentes proveedores.

P: ¿Cómo mejora la corrección de errores directos (FEC) el rendimiento del 400ZR?

R: Para corregir errores que puedan ocurrir durante la transferencia de información al viajar largas distancias; Esto significa que siempre habrá una comunicación confiable entre el remitente y el receptor, por lo que se garantiza que todos los datos transmitidos lleguen intactos a su destino. Se ha implementado la corrección de errores de reenvío (FEC) dentro de los módulos 400ZR.

P: ¿Qué hace que el 400ZR sea una buena opción para aplicaciones basadas en Ethernet?

R: Los dispositivos de red basados ​​en Ethernet, como conmutadores o enrutadores, se pueden integrar fácilmente con 400ZR ya que ambos admiten 400GE (400 Gigabit Ethernet); por lo que es ideal para su uso en proyectos de construcción de centros de datos donde se requiere conectividad Ethernet de alta velocidad.

P: ¿Cómo se relaciona el concepto de sistema de línea abierta con el 400ZR?

R: La idea detrás de tener un sistema de línea abierta cuando se trata de cualquier cosa relacionada con 400ZR es que debe haber flexibilidad y neutralidad entre los diversos componentes y tecnologías involucradas; esto permite ampliar o reducir las configuraciones de red según las necesidades cambiantes sin estar necesariamente atado a un producto de un solo proveedor.

P: ¿Cuál fue el papel de la OIF en la estandarización del 400ZR?

A: Lanzada oficialmente por el Foro de Interconexión Óptica (OIF) en marzo del año pasado, el trabajo realizado por ellos para estandarizar esta especificación no puede subestimarse; su participación sirvió como catalizador para lograr los puntos comunes necesarios para mejorar la adopción y el desarrollo de este tipo de tecnología.