Beziehung zwischen DCI und der nächsten Generation 400G ZR

400G ZR oder 400ZR ist ein Netzwerkstandard, der die 400GE-Übertragung über Data Center Interconnect-Verbindungen ermöglichen soll. 400ZR unterstützt Verbindungen von bis zu 80 km Länge und nutzt eine Technologie namens "Dense Wavelength Division Multiplexing". 400G ZR zielt darauf ab, eine langfristige, einträgerseitige 400G-Implementierung durch duale Polarisierung mit 16 QAM bei etwa 60 Gigabaud zu ermöglichen, wobei 16 QAM für 16-state Quadrature Amplitude Modulation steht.

Das 400ZR-Projekt ist ein Projekt des Optical Interconnect Forum (OIF) und hat folgende Hauptziele;

Verringerung der Komplexität und der Kosten von Hochgeschwindigkeitsverbindungen mit hoher Bandbreite für Rechenzentren
Bessere Interoperabilität zwischen verschiedenen Herstellern von optischen Transceivern

Um intensive Cloud-Dienste und andere Verarbeitungs- und Speicheranforderungen in Rechenzentren zu erfüllen, ist die Struktur der Rechenzentren stark dezentralisiert, kompliziert und schwer zu verwalten. IoT-Anwendungen wie künstliche Intelligenz erfordern Netzwerkarchitekturen mit hoher Bandbreite und geringer Latenz, um ein hohes Datenübertragungsvolumen zwischen Maschinen und Servern effektiv zu bewältigen. Um eine optimale Leistung von IoT-Anwendungen zu gewährleisten, darf die maximale Länge der Glasfaser zwischen verschiedenen Rechenzentren 100 Kilometer nicht überschreiten. Hier kommt das Konzept der clusterbasierten Zusammenschaltung zwischen Rechenzentren und 400G ZR ins Spiel.

400G ZR beinhaltet eine technologieorientierte Lösung für die Übertragung großer Datenmengen, die die Leistung des 400GE-Switchports übertreffen könnte. Sie verwendet ein außergewöhnliches Design mit hochentwickelter kohärenter optischer Technologie für kompakte, steckbare Module mit Formfaktor.

Bislang ist im "Implementation Agreement" noch kein Formfaktor für 400G ZR-Produkte genannt. Die Anbieter von Netzwerkhardware haben sich jedoch auf einen gemeinsamen Satz von Spezifikationen geeinigt, die für die Lösung geeignet sind. Diese Formfaktoren werden von den Gremien des "Multi-Source Agreement" separat definiert, wie dies auch bei anderen Transceivern wie OSFP und QSFP-D der Fall ist, die in kompatible Ports gesteckt werden können. Daraus lässt sich schließen, dass die kommenden 400G ZR-Lösungen Interoperabilität bieten werden, da die OIF und 400ZR MSAs branchenweite Organisationen sind. Die Interoperabilität der kommenden 400G ZR-Lösungen bietet zahlreiche Vorteile in Form einer vereinfachten Bereitstellung und eines vereinfachten Lieferkettenmanagements.

Die kohärente, steckbare 400-ZR-Lösung Diese Lösung ist jedoch keine gute Wahl für Metro- und Regionalnetze der nächsten Generation, bei denen Übertragungsstrecken von mehr als 80 Kilometern mit einer Kapazität von 400 Gb/s erforderlich sind. Für solche Bedingungen wird 400G ZR+ oder 400ZR+ vorgeschlagen. Es wird erwartet, dass 400ZR+ die Modularität weiter verbessert, indem es mehrere Kanalkapazitäten auf der Grundlage von Abdeckungsanforderungen und Kompatibilität mit bereits installierter optischer Metro-Hardware unterstützt. Mit 400ZR+ könnten sowohl die Leitungskapazität als auch die Übertragungsdistanz sichergestellt werden.

Faktisch befindet sich die 400G ZR-Technologie noch in der Entwicklungsphase. Es wird jedoch allgemein davon ausgegangen, dass diese Technologie erhebliche Auswirkungen auf mehrere Branchen haben wird, darunter;

• Telekommunikation
• Hyperscale-Rechenzentren
• Verteilte Campus-Netzwerke

Die Entwicklung von 400G ZR und DCI würde dazu beitragen, die stark wachsende Nachfrage nach Cloud Computing und Hyperscale-Rechenzentren zu decken. 400G ZR verfügt über die Ressourcen, um das exponentielle Wachstum von Anwendungen wie IoT-Geräten, Cloud-Diensten und Video-Streaming zu bewältigen. Die weitere Entwicklung von 400G ZR wird eine ergänzende Rolle bei der Verbesserung der ständig wachsenden, bandbreitenintensiven Anwendungen spielen.

Wie oben dargelegt, wird sich die 400G ZR-Technologie positiv auf die Verbindungen zwischen verteilten Rechenzentren mit hoher Bandbreite auswirken. Auf 400G ZR basierende Verbindungen zwischen verteilten Rechenzentren ermöglichen eine robuste Kommunikation und einen Ausgleich der Arbeitslasten, und diese Verbindungen werden auch eine unkomplizierte Erweiterung der Rechenzentrumskapazität ermöglichen.

Der 400G ZR-Standard ermöglicht Telekommunikationsdienstleistern das Backhaul von Privatkundenverkehr. 400G ZR kann den Betriebsbereich von verlustreichen Strecken erhöhen, während er mit 200 Gb/s durch QPSK-Modulation und 64 Gbaud-Signalisierung läuft. Für Netze der 5. Generation ermöglicht 400ZR mobiles Backhaul durch die Kombination mehrerer Ströme von 25 Gb/s. 400ZR wird sich positiv auf die aufstrebenden Märkte und Anwendungen der 5G auswirken.

Der 400ZR-Transceiver wird voraussichtlich verschiedene Modi unterstützen, um die Palette der adressierbaren Anwendungen zu erweitern. Zu diesen Modi gehören 400ZR+ und 400ZR-. Dabei bedeutet "+", dass das Modul tendenziell leistungsfähigere Signalisierungstechnologien verwendet, indem es bis zu oder mehr als 15 Watt Leistung verbraucht, wie von der IA definiert. Ein "-" bedeutet hingegen, dass der Transceiver Low-Speed-Modi wie 100G, 300G und 200G unterstützt, was den Netzbetreibern mehr Flexibilität bietet.

400G ZR befindet sich noch in der Entwicklungsphase, aber es wird allgemein erwartet, dass diese neue Technologie einen angenehmen Einfluss auf die Verbindungen in Rechenzentren für umfangreiche Netzwerkanwendungen haben wird. Mit 400ZR sollen die Kosten und die Komplikationen bei der Verbindung von Rechenzentren minimiert werden. In der Zukunft werden wir in der Lage sein, interoperable, kompakte 400G ZR-Module überall auf dem Markt zu finden.