大規模なクラウド サービスとデータセンターのストレージと処理に対する需要が高まる中、データセンター システムはますます分散化し、管理が困難になっています。さらに、人工知能(AI)などのアプリケーションでは、サーバー間で生成される大規模なマシン間の入出力(I/O)要件を処理するために、低遅延、高帯域幅ネットワークアーキテクチャが緊急に必要です。これらのアプリケーションを確実に実装するには、分散データセンター間の最大伝送距離を約100kmに制限する必要があります。したがって、これらのデータセンターはクラスタ内で接続する必要があります。高帯域幅と高密度データセンターの相互接続を確保するために、400ZRが誕生しました。本稿では、400ZRの定義、影響、開発動向について紹介する。
400ZRとは何ですか?
400 ZRは、高密度波長分割多重(DWDM)と高次変調を組み合わせて80kmのデータセンター相互接続(DCI)リンクを伝送する、光インターネットワーキングフォーラムOIF(光インターネットワーキングフォーラム)によって定義される仕様です。目的は、400Gの単一のキャリアに基づいて、長期的かつ安定した実装を確保することです。この単一のキャリアは60Gbaudの速度で16レベル直交振幅変調(dp-16qam)を用いて複雑な偏光多重を使用する。
400G ZRは、大容量のデータ伝送ソリューションを駆動する独自の高度なコヒーレントテクノロジーを提供します。小型でコンパクトでホットプラグが可能で、400GEスイッチングポートと一致させることができます。モジュールの外部寸法はIA(実装プロトコル)では指定されていませんが、光インターネットフォーラムOIFは400Gソリューションに対応するためにモジュールの寸法を定義しています。さらに、マルチソース プロトコル (MSA) 本体には、QSFP-DD および OSFP カプセル化タイプの光モジュールが定義されており、このモジュールは相互にリンクできます。つまり、OIF と MSA は業界全体の組織であるため、市場に準拠した 400ZR ソリューションも相互運用可能になります。また、400ZRソリューションの相互運用性により、サプライチェーンの管理と導入を簡素化するという二重のメリットももたらされます。
ホットプラグ可能なコヒーレント 400ZR スキームは、400G イーサネット相互接続とマルチベンダー相互接続のみをサポートします。80km以上の次世代400G MAN伝送には適していません。この場合、400ZR+(400G ZR+)規格が提案されており、カバレッジ要件と確立されたMANインフラストラクチャとの互換性に基づいてさまざまなチャネル容量をサポートすることで、モジュール性をさらに向上させることが約束されています。
400ZRの影響は?
400ZR技術は未だ初期段階にありますが、大規模なデータセンター、分散型キャンパスネットワーク、首都圏ネットワーク、通信プロバイダーなど、3つの業界に大きな影響を与えます。
1. 400ZR は、クラウド コンピューティングと非常に大規模なデータセンターが高帯域幅の需要の増加に適応するのに役立ちます
データセンターの相互接続と400ZRの開発は、クラウドコンピューティングと非常に大規模なデータセンターが、ネットワーク上の高帯域幅に対する需要の高まりに適応するのに役立ちます。クラウド サービス、モノのインターネット デバイス、ストリーミング ビデオなどのアプリケーションの急激な増加に対処できます。時間が経つにつれて、400G ZRは、ネットワーク全体で増加するアプリケーションとユーザーに大きく貢献します。
2. 400ZR は分散データセンターの接続をサポートします。
前述のように、400ZR テクノロジーは、分散データセンターを接続するための高帯域幅相互接続をサポートします。この接続により、分散データセンターは相互に通信し、データを共有し、ワークロードを分散させ、バックアップを提供し、必要に応じてデータセンターの容量を拡張できます。
3. 400ZR は、通信会社が住宅のトラフィックを送り返すことを可能にします
400G ZR規格により、通信会社は住宅用トラフィックを送り返す。200Gb/秒で動作する場合、400ZRは64Gbaudの心臓とQPSK変調を使用して、高損失伝送の範囲を拡大することができます。5Gネットワークの場合、400G ZRは、複数の25Gb/秒のリンクを集約することでモバイルバックホールを提供することができ、これは新興の5Gネットワーク市場とアプリケーション範囲の拡大を促進するのに役立ちます。
4. 400ZR+/400ZR- 400ZRの上により多くの利便性を提供します
他のモジュールとの相互運用性に加えて、400ZRは、アドレス可能なアプリケーションの範囲を拡大するために、400ZR+および400ZR-として知られている追加の運用モードをサポートすることが期待されています。「+」は、モジュールの消費電力がIAと一部のプラグ可能なデバイスで必要とされる15Wを超えることを示し、より強力な信号処理技術を使用して数百キロメートルの距離を超えて伝送することを可能にします。「-」とは、モジュールが300G、200G、100Gなどの低レートモードをサポートできることを意味し、ネットワークオペレータにより多くの柔軟性と利便性を提供します。
400ZRの熱はどのくらい続きますか?
2019年のOFC最高技術責任者によると、2020年のOFCでは400ZR製品サンプルが見られる見込みです。2019年のOFCデータセンターサミットでは、グーグル、マイクロソフト、その他の業界大手が、今後2年以内に400ZRを展開する計画を発表しました。
さらに、2021年から2024年には、400ZR技術の開発は、光モジュールの需要の多くをもたらすでしょう。次の図は、高速(100G以上)と低速(100G以下)の市場におけるDWDM光モジュールの販売を示しています。表からわかるように、クラウドコンピューティングや大規模データセンターの相互接続に使用される光モジュールの数は、2021年から2024年に増加します。つまり、2021年から400ZRは、光モジュールの需要の高まりをリードします。
さらに、2021年にスイッチングチップに最初の100Gbpsシリアライズ/デシケータを実装したことで、光インターフェイスに必要な転送速度は今後1~2年で800Gbpsに移行します。OSFP の寸法は、光モジュールカプセル化のタイプを変更することなく、8x100GE のレートをサポートするように定義されています。同時に、ライン側コヒーレント光学は同じ時間で128GBaud 16QAMサポートに移行し、現在の400ZRから次世代800ZRへのアップグレードを容易にします。したがって、現在および将来のネットワーク開発において、400ZRは非常に重要です。
