Desvendando o mundo do 400ZR: Aprimorando redes DCI com QSFP-DD e DWDM de até 120 km.

No ambiente em constante mudança da infraestrutura de comunicação de dados (DCI), nunca houve uma necessidade maior de soluções de transmissão que sejam altamente eficientes e de alta capacidade. O desenvolvimento da tecnologia 400ZR, juntamente com a melhoria do fator de forma QSFP-DD e técnicas de multiplexação por divisão de comprimento de onda densa (DWDM), oferece uma maneira inovadora de otimizar o desempenho da rede em longas distâncias. Este artigo explora o 400ZR em detalhes, analisando seus princípios de design, como ele funciona e onde pode ser usado em DCIs – enfatizando principalmente sua capacidade de suportar transmissão de dados de até 120 quilômetros. Tal exame dará aos leitores insights sobre os prós e contras associados à adoção deste novo padrão, permitindo assim redes mais eficazes em nosso mundo cada vez mais baseado em dados.

O que é 400zr e por que é importante?

Compreendendo o padrão 400ZR

O objetivo do padrão 400ZR é permitir a transmissão de dados em alta velocidade através de redes ópticas a uma taxa de 400 Gbps. Criado pelo Optical Internetworking Forum (OIF), busca estabelecer consistência na integração de óptica coerente em redes DCI metropolitanas e de longa distância, entre elas a mais recente Tecnologia Coerente 400ZR. Espera-se que isso seja alcançado através da interoperabilidade com a infraestrutura existente, do emprego de formatos de modulação mais avançados como o PAM4, bem como do suporte a comprimentos de onda otimizados para sistemas DWDM, entre outras coisas necessárias para uma comunicação bem-sucedida entre esses dispositivos ou componentes que compõem tais sistemas. Outra característica importante deste padrão está relacionada aos métodos robustos de correção de erros, juntamente com algoritmos de processamento de sinais digitais projetados para garantir uma operação confiável mesmo em distâncias de até 120 km, sem o uso de qualquer amplificação óptica.

Como funcionam os transceptores 400ZR?

Para atingir taxas de dados de até 400 Gbps, os transceptores 400ZR empregam sofisticada tecnologia óptica coerente. Tais dispositivos também aplicam técnicas de processamento digital de sinais (DSP), de modo a melhorar a integridade dos sinais recebidos e compensar distorções que ocorrem principalmente devido à sua transmissão em extensões extensas ou através de tipos de meios diferentes dos originalmente pretendidos. Para tanto, utilizam um tipo específico de modulação conhecido como PAM4, que permite codificar dois bits em um símbolo, duplicando assim a capacidade alcançada através de cada esquema de modulação por largura de pulso utilizado anteriormente, aproveitando ao mesmo tempo a multiplexação por divisão de comprimento de onda mais densa (DWDM), permitindo múltiplos canais transportados simultaneamente em fibras únicas, conservando assim o escasso recurso – largura de banda. Além disso, os circuitos de detecção de erros empregados nessas unidades transceptoras garantem a entrega confiável de informações corretas, garantindo que cada bit enviado possa ser identificado e corrigido, se necessário, antes de chegar à parte receptora conectada através de um link que compreende vários elementos pertencentes à arquitetura de rede já estabelecida.

Papel desempenhado pela OIF em relação ao 400ZR

Os esforços de desenvolvimento e padronização do protocolo 400ZR são fortemente influenciados pelo Optical Internetworking Forum (OIF). A OIF reúne participantes da indústria para colaborar em áreas-chave que moldarão esta indústria no futuro. É responsável por definir as especificações técnicas necessárias para a interoperabilidade entre equipamentos de diferentes fornecedores; realização de testes destinados a confirmar a conformidade com os requisitos declarados, garantindo ao mesmo tempo que várias implementações possam funcionar juntas perfeitamente, sem que surjam problemas de compatibilidade; promover a adoção para acelerar a implantação em centros de dados onde podem ser necessárias altas velocidades em distâncias mais curtas, mas também em redes de área mais ampla que envolvam vários saltos entre edifícios localizados distantes uns dos outros ou mesmo países situados a milhares de quilómetros de distância.

Como o 400zr pode beneficiar a interconexão de data center (DCI)?

Fortalecendo os vínculos entre Data Centers

Isto é conseguido através da implementação de um protocolo 400ZR que melhora a conectividade entre data centers. Esses links são rápidos e possuem baixa latência, atendendo assim à necessidade de maior largura de banda. Esta tecnologia simplifica e reduz o custo de conexão de data centers, pois permite conexões ópticas diretas em distâncias maiores sem regeneradores eletrônicos intermediários. Além disso, permite a transmissão simultânea de maiores volumes de informações, utilizando recursos de fibra óptica de forma eficiente por meio de técnicas avançadas de modulação e também de DWDM, melhorando assim a confiabilidade e a capacidade da rede em geral. Desta forma, o 400ZR garante uma troca tranquila de dados, levando à eficiência operacional e apoiando o crescimento da escalabilidade nas infraestruturas DCI.

Economia de energia em DCI

Outra área onde a energia pode ser economizada em DCIs é através da adoção dos protocolos 400ZR, que reduz o número de componentes eletrônicos necessários. As conexões ópticas ignoram diretamente a regeneração eletrônica, reduzindo consideravelmente o aumento de sinal e a utilização de energia de processamento. Além disso, as eficiências de codificação usadas com 400ZR permitem taxas mais altas para mais informações em menos comprimentos de onda, melhorando ainda mais a conservação de energia. Esta abordagem não só reduz a pegada de carbono associada à gestão dos ICD, mas também alinha a relação custo-eficácia com metas sustentáveis ​​durante a operação como um todo.

Quais são os diferentes formatos dos transceptores 400zr?

QSFP-DD e OSFP

O transceptor quádruplo de dupla densidade conectável de fator de forma pequeno (QSFP-DD) usa 8 canais de 50 Gbps cada para permitir a transmissão de dados a uma taxa de até 400 Gbps. Ele é construído com um design compacto que pode ser encaixado em soquetes QSFP existentes, tornando mais fácil para as pessoas atualizarem seus dispositivos quando adotarem este novo padrão para 400ZR.

Octal Small Form-factor Pluggable (OSFP) é outro tipo de transceptor que pode lidar com velocidades de até 400 Gbps. Como QSFP-DD, ele também possui oito pistas, cada uma rodando a 50 Gbps, mas foi projetada para suportar níveis de potência mais altos e cobrir distâncias mais longas. O tamanho maior dá ao módulo OSFP uma vantagem sobre outros módulos no que diz respeito à dissipação de calor, tornando-os escolhas ideais para uso em data centers de alta capacidade, onde os recursos de resfriamento podem ser limitados.

Como eles se comparam a outros formatos de transceptor

Ao comparar esses dois tipos com outros como SFP28 ou CFP2, encontramos algumas diferenças notáveis ​​entre todas as quatro opções disponíveis hoje. Primeiro, enquanto o SFP28 suporta apenas cerca de 25 Gbps por faixa, tanto o QSFP-DD quanto o OSFP podem oferecer velocidades tão rápidas quanto 400 Gbps em seus canais. Por outro lado, o CFP2 foi projetado de forma a permitir sinais que viajaram distâncias muito maiores do que qualquer outro fator de forma até agora, tornando-se assim bem adequado para aplicações que precisam de áreas de cobertura amplas, embora consumam muito mais energia no geral. No entanto, considerando tudo, quando usado em espaços apertados encontrados em dados modernos, nada supera esses novos participantes, pois eles não são apenas mais rápidos, mas também consomem menos energia em comparação com tecnologias anteriores

O que o Acordo de Implementação OIF 400zr faz?

As coisas mais importantes sobre o 400ZR IA

1. Padronização: Este acordo estabelece o que deve ser feito para garantir que todos os transceptores ópticos de curto alcance de 400 Gbps fabricados por diferentes empresas funcionem juntos.
2. Especificações técnicas: O acordo define a aparência das peças físicas, como fios ou conectores, bem como as necessidades de qualidade do sinal e as medidas de desempenho que devem ocorrer para que um transceptor 400ZR funcione adequadamente nas redes da área metropolitana.
3. Interoperabilidade: Ele deve funcionar com estruturas existentes que o ajudarão a se adaptar perfeitamente às arquiteturas atuais dos data centers.
4. Custo efetivo: A IA fornece um plano para reduzir custos através de projetos e operações padrão, promovendo assim a concorrência de preços entre os fabricantes de transceptores.
5. Eficiência energética em implantações ópticas 400ZR de última geração: dicas de economia de energia são fornecidas aqui para que menos eletricidade seja usada enquanto as taxas de transmissão de dados permanecem altas.
6. Prova de Futuro: Há margem para novos desenvolvimentos e mudanças nas necessidades dos clientes, de modo a não tornar esses dispositivos obsoletos logo após a compra.

Integração dos padrões OpenZR e 400ZR para interoperabilidade e colaboração com fornecedores

O sucesso dos transceptores 400ZR depende da interoperabilidade que lhes permite comunicar através de redes de vários fabricantes. O Acordo de Implementação OIF 400ZR exige que os fornecedores trabalhem juntos de uma forma que permita que dispositivos de diferentes fornecedores funcionem como um sistema sem problemas. Este esforço conjunto garante a adesão aos requisitos técnicos especificados, padronizando assim os métodos para melhorar a confiabilidade e o desempenho no nível do sistema. Tal acordo, ao priorizar a interoperabilidade, também ajuda a criar muitos tipos de produtos compatíveis que promovem a inovação no mercado de transceptores ópticos de 400 Gbps, onde os clientes têm inúmeras opções de escolha.

Implicações da IA ​​400ZR da OIF na implantação

A implantação é significativamente impactada pelo acordo de implementação (IA) do OIF 400 ZR. Isso acelera o tempo de implantação, pois significa que os operadores podem usar componentes prontos para uso que atendem aos padrões predefinidos. Além disso, menos horas de solução de problemas são gastas devido à redução de problemas de incompatibilidade, permitindo mais eficiência operacional. Outra coisa que torna a implantação rápida é a relação custo-benefício, o que torna possível para esses operadores de rede gerenciar o investimento financeiro necessário ao adotar novas tecnologias. Além disso, a preparação para o futuro garante que os investimentos permaneçam flexíveis o suficiente, com as tecnologias emergentes sendo protegidas contra se tornarem obsoletas muito rapidamente dentro de sua vida útil.

Como você pode otimizar sua rede com 400zr?

Etapas para se preparar para a implantação do 400ZR

Para se preparar adequadamente para a implantação do 400ZR, há uma série de etapas que precisam ser levadas em consideração. Essas etapas são as seguintes:

1. Avaliação da rede: Avalie a infraestrutura atual em termos de sua capacidade de atender aos requisitos do 400ZR e determine se alguma atualização precisa ser feita, especialmente quando se trata de usar fibra óptica de extensão única.
2. Seleção de componentes: Escolha transceptores e fibras ópticas que atendam aos padrões 400ZR e, ao mesmo tempo, atendam às demandas de desempenho definidas pela sua rede.
3. Escalabilidade: Projetar uma estrutura de implantação que não só seja capaz de apoiar o crescimento futuro, mas também de acompanhar os avanços tecnológicos de acordo com os esforços de padronização da OIF.
4. Teste de interoperabilidade: Realize testes completos entre diferentes componentes de fornecedores para garantir que a integração seja tranquila sem causar muitos problemas durante a fase de implementação.
5. Análise de Custo para Implementação de Tecnologias 400ZR e Futuras 800G: Realizar análises de custo-benefício a fim de alocar fundos corretamente para a compra de diversas peças necessárias para este projeto, considerando economias em despesas operacionais durante longos períodos.
6. Treinamento e suporte: Treinar a equipe técnica sobre a tecnologia por trás do 400ZR; estabelecer um plano de suporte pós-implantação que destaque as melhores práticas realizadas por meio de implantações bem-sucedidas, entre outras coisas relacionadas às atividades de manutenção após a conclusão da instalação, com base no que funcionou bem em outros lugares.

Certificando-se de que funciona com o que já existe

1. Execute uma verificação de compatibilidade: Compare a configuração de hardware e software existente com as especificações do 400ZR para identificar onde elas não estão à altura.
2. Avaliando a interface: Verifique se os transceptores e conectores de corrente podem suportar o sinal 400ZR sem atenuação significativa.
3. Estudo de Caminhos Ópticos: Investigar se existe ou não compatibilidade de comprimento de onda entre diferentes tipos de fibras em termos de desempenho, como perda e dispersão, que deve ser otimizado para novas tecnologias coerentes como 400ZR.
4. Revendo o design da rede: Adapte a arquitetura de rede atual para que ela atenda aos requisitos de implantação do 400ZR, garantindo ao mesmo tempo capacidade suficiente e níveis de desempenho mantidos por toda parte.
5. Colaborando com Fornecedores: Entrar em contato com fornecedores que fornecem equipamentos atualmente utilizados no local para verificar se haverá algum problema de interoperabilidade entre os produtos desses fornecedores e aqueles relacionados à tecnologia 400 ZR; resolver essas questões adequadamente por meio de negociações ou outros meios considerados apropriados pelas partes envolvidas.

Como fazer com que use mais largura de banda

1. Analise o tráfego: Examine de onde vem a maior parte do tráfego, quando ele ocorre e por que ocorre durante os horários de pico e também determine possíveis gargalos que podem ocorrer ao integrar sistemas de próxima geração com recursos de 400 ZR.
2. Prestação de Serviços de Qualidade para Redes de Próxima Geração baseadas em Padrões de QoS sustentados pelas Tecnologias 400ZR: Estabelecer protocolos que garantam serviços de qualidade priorizando aplicações críticas, garantindo assim o uso eficiente de recursos, especialmente o gerenciamento de largura de banda dentro de redes com recursos avançados oferecidos por este padrão
3. Cargas de equilíbrio: Garantir a distribuição equilibrada de cargas de trabalho em vários caminhos ou dispositivos, melhorando assim as taxas de transferência e reduzindo assim os níveis de congestionamento experimentados na infraestrutura de rede que suporta esses fluxos de tráfego compatíveis com versões aprimoradas obtidas por meio de estratégias de balanceamento de carga habilitadas por meio de vários dispositivos/p>
4. Ferramentas de otimização: Empregar técnicas de compressão de dados juntamente com mecanismos de eliminação de transmissão destinados a reduzir transmissões redundantes, utilizando assim todas as larguras de banda disponíveis através de soluções de otimização implementadas em redes necessárias para suportar velocidades mais altas previstas pelo 400ZR
5. Continue monitorando a largura de banda da tecnologia coerente: O monitoramento contínuo deve ser aplicado em relação à utilização da largura de banda, bem como ao desempenho geral exibido por qualquer rede que utilize dispositivos compatíveis e coerentes, como 400 ZR, para que os ajustes necessários possam ser feitos em tempo hábil.

Fontes de Referência

Elemento de Forma Pequeno Plugável

Wavelength Division Multiplexing

Ethernet

Perguntas Frequentes (FAQs)

P: O que é 400ZR e por que ele é importante para interconexões de data centers?

R: Para data centers, 400ZR é um padrão de interface que permite conexões ponto a ponto de alta capacidade entre eles. Ele suporta velocidades futuras de até 400 Gbps usando processamento de sinal digital coerente para transmissão de longa distância em links de fibra óptica de extensão única.

P: Como o 400ZR aproveita os links DWDM?

R: Ao aumentar a capacidade de transmissão de dados, os links DWDM são usados ​​em combinação com 400ZR. Esta tecnologia envia vários sinais através de um único cabo de fibra óptica para melhorar a largura de banda e, ao mesmo tempo, permitir comunicações de longa distância em redes metropolitanas e centros de dados até distâncias de 80 km.

P: Qual é o formato do módulo 400ZR?

R: O módulo 400ZR vem em design QSFP-DD (quad small form factor pluggable double densidade) que permite fácil integração em infraestruturas de rede existentes, bem como facilita implantações de alta densidade.

P: Quais são as distâncias típicas que o 400ZR pode cobrir?

R: Embora seja capaz de fornecer conexões entre instalações de hiperescala e locais empresariais ou entre data centers e redes metropolitanas, o alcance de implantação desse tipo se enquadrará principalmente em fibras de extensão única, variando de alguns metros até cerca de cento e vinte quilômetros de comprimento; multi-spans também podem ser suportados dependendo das necessidades específicas.

P: Quais padrões de interoperabilidade o 400ZR adere?

R: Os operadores de data centers que procuram maneiras de incorporar ambientes de rede heterogêneos podem fazê-lo com tranquilidade, sabendo que os padrões MSA (contrato de múltiplas fontes) foram respeitados por esta especificação, garantindo assim a compatibilidade entre equipamentos de diferentes fornecedores.

P: Como a correção direta de erros (FEC) melhora o desempenho do 400ZR?

R: Para corrigir erros que possam ocorrer durante a transferência de informações em viagens de longas distâncias; isso significa que a comunicação confiável entre o remetente e o destinatário sempre ocorrerá, garantindo que todos os dados transmitidos cheguem intactos ao seu destino. A Correção de Erros de Avanço (FEC) foi implementada nos módulos 400ZR.

P: O que torna o 400ZR uma boa opção para aplicações baseadas em Ethernet?

R: Dispositivos de rede baseados em Ethernet, como switches ou roteadores, podem ser facilmente integrados ao 400ZR, pois ambos suportam 400GE (400 Gigabit Ethernet); tornando-o ideal para uso em projetos de construção de data centers onde é necessária conectividade Ethernet de alta velocidade.

P: Como o conceito de sistema de linha aberta se relaciona com o 400ZR?

R: A ideia por trás de um sistema de linha aberta ao lidar com qualquer coisa relacionada ao 400ZR é que deve haver flexibilidade e também neutralidade entre os vários componentes e tecnologias envolvidas; isso permite aumentar/diminuir as configurações de rede de acordo com as necessidades em constante mudança, sem necessariamente estar vinculado a um produto de fornecedor.

P: Qual foi o papel da OIF na padronização do 400ZR?

R: Lançado oficialmente pelo Optical Internetworking Forum (OIF) em março do ano passado, o trabalho feito por eles na padronização desta especificação não pode ser subestimado; seu envolvimento serviu como um catalisador para alcançar bases comuns necessárias para melhorar a adoção e o desenvolvimento em torno desse tipo de tecnologia.