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400G改变高带宽DCI架构

本文从400ZR,OpenZR+和Open ROADM MSA在内的400G标准开始,着眼于将400G可插拔光模块推向市场。

带宽需求的持续增长,给云提供商带来了压力,需要增加数据中心互连(DCI),才能将全球各地的设施连接在一起,这推动了新架构的出现。这些架构可以让客户端光器件以相同的封装支持相干传输,从而用经济高效的方式满足连接需求。400G可插拔光模块被设计为直接插入交换机和路由器,为同一机架中的相干DWDM和客户端光器件提供相同的密度。

本文从400ZR,OpenZR+和Open ROADM MSA在内的400G标准开始,着眼于将400G可插拔光模块推向市场。

400G标准

400ZR

2016年底,光互联论坛(OIF)中提出了一个名为400ZR的新项目,该项目针对长达120km的DCI边缘应用,目标是功耗低于15W。

400ZR主要应用:数据中心网络中的DCI边缘网络
400ZR主要应用:数据中心网络中的DCI边缘网络

调制格式和波特率之间的功率权衡比较需要采用大约60Gbaud的16QAM、以及级联的(硬判决+软判决)FEC,该FEC选择支持边缘应用的低功耗和充足的编码增益的器件。

尽管400ZR受益于定义明确的目标应用,但某些运营商应用需要400ZR标准中未包含的功能,例如支持多种速率的功能,复用功能以及支持其他协议类型,例如OTU4 DWDM。载波应用对性能的要求也要比400ZR更高,并且对密度的要求较低。对于这些载体应用,CFP2-DCO封装提供了性能、可插拔性和密度的良好组合。

OpenROADM MSA

通过这些不同的优先级,OpenROADM MSA定义了一种支持200G、300G或400G的线速,更大的主机接口灵活性的成帧方法,并选择了一种新的高性能软判决FEC(称为openFEC),它提供了更高的编码增益,可与专有技术相比,通常用于长距离传输。

在同一时间段内,CableLabs开发了个一致的互连标准,以解决光纤行业的访问聚合要求。该标准的目标数据速率为100G和200G。该应用具有自己独特的一组要求,但是CableLabs认识到与其他机构的标准保持一致的好处。决定与OpenROADM中的100G和200G标准保持一致,可以为该应用带来最佳的优势组合,包括适用于200G的高性能openFEC。标准使用OpenROADM的通用协议,但是定义了光学规范,可以满足光纤访问汇聚应用的特定要求。

OpenZR+

在2019年末,引入了一种新模式,将400ZR以太网流量、OpenROADM规范的性能以及多供应商互操作性相结合,从而为网络运营商提供传输范围超过120km的DCI的高效解决方案,被称为OpenZR+。OpenZR+保持了400ZR的更简单的纯以太网主机接口,但是增加了对100G、200G、300G或400G线路接口的多速率以太网和多路复用功能的支持,并使用OpenROADM MSA和CableLabs选择用于标准化的openFEC中具有的更高的色散容限和更高的编码增益。这些增强模式允许QSFP-DD或OSFP封装的OpenZR+模块支持远超过400ZR的覆盖范围。

以上400G标准,满足了数据中心与数据中心的长距离互连需求。而数据中心内部的短距离互联需求,易飞扬坚信就长期而言,平行数据中心是最优解决方案。因此推出了400G QSFP-DD SR8400G QSFP-DD AOC(70m@OM3)和400G QSFP-DD PSM8(2km/10km)三款400G平行光互连产品。

随着400G的不断发展,400G正在转向更加注重充分利用硅光子优势的先进封装技术。这种组合以小巧,经济的封装改善性能、降低功耗、具有可扩展性和可靠性的潜力。易飞扬将在2021年推出基于硅光技术的400G QSFP-DD DR4平行光模块,进一步完善和丰富400G平行解决方案。

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