Análisis de mercado de módulos enchufables coherentes ZR/ZR+ de 800 G

Estado actual de los dispositivos coherentes:

El análisis del estado actual de los dispositivos coherentes proporciona información sobre las tendencias futuras de la ZR de 800 G. La reflexión sobre el escenario de la ZR de 400 G ofrece valiosos puntos de referencia:

400G ZR: Esta fue la primera tecnología de comunicación óptica coherente que se implementó a gran escala en comunicaciones de centros de datos (datacom) en lugar de telecomunicaciones (telecom).

Éxito comercial: Ahora en su cuarto año de uso comercial, el volumen de envío de 400G ZR es más de tres veces el de cualquier otro tipo coherente con un nivel de madurez similar.

Factores clave para el éxito de 400G ZR:

• Alineación con las velocidades de datos del enrutador: 400 GbE
• Factores de forma compatibles con enrutadores: QSFP-DD, OSFP
• Desacoplamiento de aplicaciones de centros de datos
• Ecosistema de múltiples proveedores

Para que 800G logre una implementación rápida, deberá seguir un camino similar.

Sin embargo, el modelo 800G tiene sus características únicas:

Normas extendidas

Dinámica de la demanda: para aplicaciones de 400G, los volúmenes de envío de 400G ZR+ y 400G ZR son aproximadamente iguales. Actualmente, la demanda de 800G ZR+ es mayor que la de 800G ZR, a pesar de que sus costos de lista de materiales son casi idénticos.

Escenarios de aplicación para 800G ZR

Interconexión de centros de datos metropolitanos (DCI):

Si bien la tecnología 400G ZR ya se utiliza para conectar grandes centros de datos, la oportunidad de mercado para 800G en esta aplicación puede no ser tan significativa.

400G de larga distancia (400G-LH / Gen120):

Utiliza técnicas de modulación QPSK o 8-QAM para cubrir distancias más largas, principalmente en el mercado chino.

800G de larga distancia (800G ZR+):

El estándar interoperable PCS ha abierto el mercado para la tecnología 800G ZR+, con un importante apoyo de Meta.

Modo de interoperabilidad 400G:

Algunos centros de datos de hiperescala requieren este modo para garantizar la compatibilidad futura.

Pronóstico del mercado para 800G ZR

Envíos iniciales: esperados este año, con volúmenes principales en 2024 y 2025.

Principales fabricantes de DSP: ZTE, Ciena, Nokia, Infinera, Cisco/Acacia, entre otros, están colaborando en este espacio.

Información adicional:

400G de larga distancia (QPSK, 8QAM): popular en China (paquete CFP2), pero con menos interés por parte de centros de datos de hiperescala o proveedores de servicios occidentales.

Interconexión de centros de datos de 800 G (DCI) (QSFP/OSFP): las predicciones del mercado dependen de la demanda de los principales centros de datos de hiperescala, como Meta y Google. Microsoft, el mayor usuario de ZR de 400 G, no adoptará esta tecnología.

La perspectiva de Google sobre 800G:

Ilustraciones de configuraciones de red ZR/ZR+ en la red WAN óptica de Google:

Revisión de la implementación de 400G ZR en redes metropolitanas:

Factores de éxito para la implementación metropolitana de 400G ZR:

• Reducción significativa de costes.
• Ahorro en recursos de rack/espacio/energía (RSP).
• Implementación y mantenimiento simplificados.

Futuros desarrollos:

• Evolución hacia la tecnología 800G ZR en redes metropolitanas.
• Ampliación de la tecnología conectable coherente 400G/800G a redes de larga distancia (interurbanas).

Definición de Google de ZR+ enchufable coherente de largo alcance:

¿Qué es ZR+?

Según Google, ZR+ se refiere a módulos enchufables capaces de transmitir a larga distancia (aproximadamente 1000 kilómetros) con alta potencia de salida.

Requiere bandas C/L sintonizables y alta potencia de salida para trabajar con sistemas de líneas de larga distancia.

La cobertura de 400G OpenZR+ es insuficiente (aproximadamente 500 kilómetros).

800G puede basarse en el estándar OpenROADM PCS o en esquemas de codificación propietarios.

¿Por qué necesitamos ZR+?

El aumento significativo de la demanda de capacidad de WAN de larga distancia, impulsado en parte por el aprendizaje automático (ML), es la solución preferida.

Menor costo en comparación con soluciones coherentes integradas.

Ahorro en recursos de rack/espacio/energía (RSP), eliminando las limitaciones de la infraestructura física.

Prestación rápida de servicios.

Objetivos de Google:

Lograr el funcionamiento universal de los módulos ZR/ZR+ de diferentes proveedores en múltiples plataformas de enrutadores.

Compatibilidad con ZR+ en plataformas de enrutador:

El hardware (HW) debe soportar un mayor consumo de energía del módulo ZR+ (fuente de alimentación/refrigeración).

El software (SW) debe ser compatible con ZR+ (OpenConfig, independientemente de los proveedores de enrutadores/módulos).

Actualizaciones de firmware (FW) de campo:

Son necesarias actualizaciones de firmware de campo para ZR/ZR+.

Estándares universales para todas las plataformas y proveedores de módulos ópticos:

Google está promoviendo activamente el proyecto de actualización de firmware conectable dentro de OIF.

Importancia de la compatibilidad con versiones anteriores:

La compatibilidad con versiones anteriores para las actualizaciones de 400G a 800G es crucial.

La perspectiva de Ciena sobre 800G ZR:

Rellenando lagunas y ampliando aplicaciones abordadas anteriormente por 400G ZR:

1. Ciena clasifica el 400G ZR según la potencia de salida TX en tres clases:

Clase A: Amplificación incorporada, potencia de salida > -2dBm.

Clase B: Amplificación incorporada opcional, potencia de salida -7dBm.

Clase C: Sin amplificación incorporada, potencia de salida -10dBm.

• Ciena prefiere la solución compatible con versiones anteriores de Clase A, que cubre la mayoría de los escenarios.

Énfasis en la modulación probabilística en forma de constelación (PCS):

La tecnología PCS se utiliza para ampliar la distancia de transmisión.

El producto WL5n 400G 70GBd PKT-MAX de Ciena utiliza PCS, lo que duplica la distancia de transmisión de 400G en comparación con la solución ZR+ 60Gbd 400G.

• Características de los módulos ópticos enchufables de próxima generación:

Open ROADM define modos PCS interoperables para 600G y 800G.

El procesador de señal digital (DSP) de Ciena admite PCS interoperables y modos de mayor rendimiento.

Se necesitan módulos ópticos conectables coherentes de 800G en las bandas C y L para mejorar la eficiencia espectral.

Se requiere la función de cifrado de enlaces. Ciena está analizando activamente el cifrado de rutas de datos con algunos clientes y ofrece capacidades de cifrado en bandas C y L dentro de su ASIC/DSP.

• El nuevo 800G LR de OIF es otra área de aplicación clave para los módulos ópticos coherentes.

La nanotecnología WaveLogic 6 de Ciena y sus innovaciones en comunicación óptica

Fuente: Sitio web oficial de Ciena y noticias relacionadas

Utiliza tecnología CMOS de 3 nm de última generación y dispositivos electroópticos con un ancho de banda de 70 GHz.

Admite formatos de empaquetado OSFP tipo 2A y QSFP-DD800.

Cumple con los modos estándar 800G ZR/800LR/800G ZR+ (PCS interoperables).

Capaz de ofrecer el máximo rendimiento en los modos de transmisión PCS 400G/600G/800G, con velocidades de hasta 141 GBd.

Emplea tecnología de integración heterogénea SOA-on-SiP para lograr alta potencia de salida Tx y escalabilidad tanto en banda C como en banda L.

Cumple con el estándar de salida Clase A OIF 800G ZR Tx.

Diagramas espectrales y de constelaciones 

Nota: WaveLogic 6 Nano es una marca registrada de Ciena.

Evolución de la red de 400G ZR a 800G ZR

Se presentó un nuevo multiplexor/demultiplexor de canal fijo (CMD32s) apto tanto para ZR de 400G como para ZR de 800G. Esta solución combina la simplicidad, la rentabilidad y el rendimiento de las soluciones PT-PT fijas y ofrece compatibilidad con dos generaciones de tecnología ZR.

Las soluciones de red de Ciena pueden extender distancias de transmisión de 800G a más de 1000KM.

El acceso a todas las funciones conectables desde el enrutador es un requisito obligatorio.

En el OIF (Optical Internetworking Forum) y el IETF (Internet Engineering Task Force) se están investigando métodos de gestión estándar de la industria para lograr el sistema “Plug and Play”.

Resumen de puntos clave de Ciena:

Nuevas características de los módulos enchufables 800G:

Los módulos enchufables 800G incluyen nuevas características que ayudan a expandir el mercado.

WaveLogic 6 Nano de Ciena:

La tecnología WaveLogic 6 Nano de Ciena utiliza un proceso de 3 nm, que proporciona una velocidad de datos de 141 GBd y admite tanto la banda C como la banda L, lo que la convierte en la mejor opción en términos de rendimiento, consumo de energía y escalabilidad.

Sistema de línea de Ciena:

El sistema de línea de Ciena admite plenamente varias generaciones de módulos conectables, lo que garantiza la compatibilidad y capacidad de actualización de la tecnología.

Rendimiento de la cobertura de la red:

El rendimiento de cobertura de red de los módulos conectables 800G puede soportar distancias de transmisión de más de 1000 kilómetros.

Gestión y operacionalización de redes:

Para lograr la simplicidad de “Plug and Play”, la industria necesita promover estándares de gestión y operacionalización relevantes.

1. Se reemplazará la caja DCI y el IP sobre DWDM se convertirá en la norma general.

• Ya existen tres generaciones de productos coherentes, con una reducción del consumo de energía por unidad equivalente. Se ha anunciado que los productos ZR/ZR+ están operativos en el mercado, con un tiempo de funcionamiento acumulado que supera los 10 mil millones de horas.

• Algunas características del módulo ColorZ 800

• Interoperabilidad entre múltiples proveedores, incluida la interconectividad entre host y medios/líneas.
• Soporte multimodo: incluye 400G, 600G y 800G.
• Cobertura multidistancia: desde 120 kilómetros hasta más de 2000 kilómetros.
• Banda C+L: a 800G/λ, cada fibra puede alcanzar una velocidad de transmisión de 51.2 Tb/s.
• Potencia de salida óptica ajustable: hasta +1dBm.
• Soporta C-CMIS.
• DSP, SiP y módulos de tercera generación probados.
• Capacidad de suministro de chips electrónicos de cadena completa, desde el controlador DSP TIA hasta el módulo, con un ancho de banda de dispositivo de 800G que supera los 70 GHz.

Comparación aproximada de las capacidades de transmisión y formatos de modulación.

Algunos ejemplos de diagramas de constelaciones.