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400G ZR vs. Open ROADM vs. OpenZR+

Updated on Jun 10, 2022
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Mit der Entwicklung globaler optischer Netze steigt der Bedarf an innovativen Lösungen, um die Anforderungen der Netzbetreiber zu erfüllen. Zu diesen Anforderungen gehört die maximale Auslastung der Glasfasern bei gleichzeitiger Senkung der Kosten für die Datenübertragung, um den wachsenden Kapazitätsanforderungen in metrobasierten Datacenter Interconnect (DCI) und Cloud Computing-Anwendungen gerecht zu werden.

Derzeit gibt es drei verschiedene kohärente Schnittstellenspezifikationen in Pluggable-Optik, z. B. 400ZR, OpenROADM und OpenZR+, die mit kohärenten Schnittstellen von verschiedenen Anbietern in ihrem Netzwerk kombiniert werden können. In diesem Artikel werden wir die Unterschiede zwischen 400G ZR, Open ROADM und OpenZR+ vergleichen und erfahren, wie Sie die richtige Schnittstelle auswählen.

 

Was sind 400G ZR, Open ROADM und OpenZR+?

Je nach Netzwerkkonfiguration und den speziellen Anforderungen an die Datenübertragung können Rechenzentren eine der kohärenten, steckbaren Lösungen einsetzen. Nachfolgend finden Sie die wichtigsten Fakten zu diesen Lösungen, von Definitionen über Unterschiede bis hin zu Anwendungen.

Was ist 400G ZR?

400ZR ist ein interoperables Netzwerk-Implementierungsabkommen (IA), das von der OIF im Jahr 2020 veröffentlicht wurde und in erster Linie für Kurzstrecken-Glasfaserverbindungen mit Single-Modulation für DCI gedacht ist. Das 400ZR wurde mit fortschrittlicher kohärenter optischer Technologie entwickelt und eignet sich für kleine steckbare Module mit Formfaktor wie QSFP-DD und OSFP zur Übertragung von 400-Gb-Ethernet über DCI-Verbindungen von 80 bis 120 km.

Was ist Open ROADM?

Die Open ROADM-Initiative (Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer) wurde 2016 mit dem Ziel ins Leben gerufen, Dienstanbietern die Möglichkeit zu geben, ihre Netzwerke zu öffnen und mehreren Anbietern die Koexistenz im selben Bereich zu ermöglichen, um eine höhere Leistung, niedrigere Kosten und ein skalierbares Netzwerk zu erreichen. Als Weiterentwicklung von 400G ZR bringt Open ROADM die offene optische Initiative auf die nächste Ebene", da zwei wichtige zusätzliche Funktionen hinzukommen, nämlich dass Transponder nicht gebucht werden müssen und ROADMs nicht von einem einzigen Anbieter stammen müssen.

Dieses hohe Maß an Auswahl und Flexibilität erfordert ein starkes Engagement für die Interoperabilität mit mehreren Anbietern auf der Grundlage der Open ROADM Multi Source Agreement (MSA) Spezifikationen. Dazu gehören sowohl der ROADM-Switch als auch die steckbaren Transponder und Optiken. Die Spezifikationen umfassen sowohl optische Interoperabilität als auch YANG-Datenmodelle (Yet Another Next Generation). Das Open ROADM MSA definiert einen Framing-Ansatz, der 200G-, 300G- oder 400G-Leitungsgeschwindigkeiten und eine größere Flexibilität der Host-Schnittstelle unterstützt. Außerdem wird ein hochleistungsfähiges Soft-Decision-FEC (openFEC) unterstützt, das einen höheren Codierungsgewinn bietet und besser mit proprietären Implementierungen vergleichbar ist, die normalerweise in Langstreckenanwendungen eingesetzt werden.

Was ist OpenZR+?

Das Ende 2019 eingeführte OpenZR+ kombiniert den 400ZR-Ethernet-Verkehr, die Leistung der OpenROADM-Spezifikation und die Interoperabilität mit mehreren Anbietern, um Netzbetreibern eine effiziente Lösung für DCI mit Übertragungsreichweiten über 120 km zu bieten. OpenZR+ wurde entwickelt, um die klassische Ethernet-Hostschnittstelle von 400ZR beizubehalten und gleichzeitig Funktionen wie die erweiterte Punkt-zu-Punkt-Reichweite von bis zu 500 km und die Unterstützung von OTN-Ethernet usw. zu unterstützen.

Die kürzlich herausgegebene MSA bietet interoperable 100G-, 200G-, 300G- und 400G-Leitungsraten über regionale, Metro- und Langstreckendistanzen und nutzt OpenFEC-Vorwärtsfehlerkorrektur und optische 100-400G-Leitungsspezifikationen. Es gibt auch eine breite Abdeckung für ZR+ Pluggable, und diese Produkte können in Routern, Switches und optischen Transportgeräten eingesetzt werden.

 

Unterschiede zwischen 400G ZR, Open ROADM und OpenZR+

Die folgende Tabelle zeigt die verschiedenen Ziele von 400G ZR, Open ROADM und 400G ZR+ und wie sie die unterstützten Entfernungen und Geschwindigkeiten beeinflusst haben.

  400G ZR Open ROADM OpenZR+
Zielanwendung DCI in der Umgebung Dienstanbieter Metro/Regional Abhängig vom Anbieter
MSA Ja Ja Nein
Reichweite 80-120km ≥ 120km ≥ 120km
Kundendurchsatz 400GE 100-400GE & OTN 400GE / 4x 100GE
Leitungsdurchsatz 400G 200G, 300G, 400G 400G
Modulation der Leitung DP-16QAM DP-16QAM DP-16QAM
FEC CFEC oFEC CFEC/oFEC/prop FEC
Formfaktor QSFP-DD/OSFP/CFP2 CFP2 o. ä. QSFP-DD/OSFP/CFP2
Zielleistung 15W <25W <25W

Tableau 2 : 400G ZR vs Open ROADM vs ZR+

Zielanwendung

400ZR und OpenZR+ wurden entwickelt, um die wachsenden Volumenanforderungen von DCI- und Cloud-Betreibern zu erfüllen, die 100GbE/400GbE-Client-Schnittstellen verwenden, während OpenROADM eine gute Alternative für Netzbetreiber darstellt, die OTN-Client-Signale (OTU4) transportieren müssen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich die 400ZR-Bemühungen auf einen Modulationstyp und eine Leitungsrate (400G) für Metro-Punkt-zu-Punkt-Anwendungen konzentrieren. Die OpenZR+- und Open ROADM-Gruppen konzentrieren sich auf hocheffiziente optische Spezifikationen, die einstellbare 100G-400G-Leitungsraten und längere optische Reichweiten ermöglichen.

Reichweite

400ZR-Module unterstützen den Datentransport mit hoher Kapazität über DCI-Verbindungen von bis zu 80 bis 120 km. Andererseits können OpenZR+ und OpenROADM unter der Annahme eines perfekten Netzes das Netz im 400G-Modus über bis zu 480 km übertragen.

Zielleistung

Die Ziele für den Stromverbrauch dieser kohärenten Pluggables sind ebenfalls unterschiedlich. Der 400zr hat beispielsweise einen Zielwert für den Stromverbrauch von 15 W, während Open ROADM und ZR+ einen Zielwert für den Stromverbrauch von nicht mehr als 25 W haben.

 

Anwendungen für 400G ZR, Open ROADM und OpenZR+

Jede dieser kohärenten, steckbaren Lösungen findet in verschiedenen Bereichen Anwendung. Im Folgenden finden Sie eine kurze Zusammenfassung der drei Datenübertragungsstandards und ihrer wichtigsten Anwendungen.

  • 400G ZR – 400G ZR wird häufig für DCI-verstärkte Punkt-zu-Punkt-DWDM-Verbindungen (80-120 km) und unverstärkte Einzelwellenlängenverbindungen mit einem Verlustbudget von 11 dB verwendet, was die Aufgabe der Verbindung von Rechenzentren vereinfacht und die Kosten pro Bit reduziert.

  • Open ROADM – Diese Architektur kann mit verschiedenen Anbietern eingesetzt werden, sofern sie im selben Netz vorhanden sind. Sie ermöglicht die Verwendung von Transpondern verschiedener Hersteller am Ende jeder Verbindung.

  • OpenZR+ – OpenZR bietet eine umfassende, offene und flexible kohärente Lösung in einem relativ kleinen steckbaren Modul mit Formfaktor. Dieser Standard richtet sich an Anwendungen in Hyperscale-Rechenzentren für hochintensive Edge- und Regional-Interconnects.

 

Fazit

Da die digitale Transformation in allen Branchen Gestalt annimmt, steigt die Nachfrage nach skalierbaren Lösungen und Architekturen für die Übertragung und den Zugriff auf Daten. Die Branche bewegt sich auch auf den realen Einsatz von 400G-Netzwerken zu, und die drei oben genannten kohärenten, steckbaren Lösungen werden immer häufiger eingesetzt.

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