400G ZR vs. Open ROADM vs. ZR+

400G ZR vs. Open ROADM vs. ZR+

Con l'evoluzione delle reti ottiche globali sta crescendo l'esigenza di innovare nuove soluzioni che soddisfino i requisiti degli operatori di rete. Alcuni di questi requisiti includono la spinta a massimizzare l'utilizzo della fibra e a ridurre il costo della trasmissione dei dati. Nell'ultimo decennio, la trasmissione ottica coerente ha svolto un ruolo fondamentale nel soddisfare questi requisiti e si prevede che migliorerà progressivamente per le prossime fasi dell'evoluzione tecnologica e di rete.

Oggi disponiamo di soluzioni pluggable coerenti che supportano velocità di trasmissione dati da 100G a 400G. Questi sistemi ottimizzati per le prestazioni sono progettati per spazi ridotti e a basso consumo, il che li rende molto interessanti per gli operatori di data center. Di seguito illustriamo gli standard delle reti ottiche 400G ZR, Open ROADM e ZR+.

Capire 400G ZR vs. Open ROADM vs. ZR+

A seconda delle configurazioni di rete e dei requisiti specifici di trasmissione dei dati, i data center possono scegliere di implementare una qualsiasi delle soluzioni plug-in coerenti. Di seguito abbiamo evidenziato gli aspetti chiave di queste soluzioni, dalle definizioni alle differenze e alle applicazioni.

Cosa è il 400G ZR?

400G ZR definisce uno standard classico, economico e interoperabile per il trasferimento di 400 Gigabit Ethernet su una singola lunghezza d'onda ottica utilizzando DWDM (dense wavelength division multiplexing) e una modulazione di ordine superiore come 16 QAM. L'Optical Interoperability Forum (OIF) ha sviluppato questo standard a basso costo per la trasmissione dei dati come uno dei primi standard per definire un'interfaccia 400G interoperabile.

400G ZR sfrutta una modernissima tecnologia ottica coerente e supporta il trasporto di dati punto-punto ad alta capacità su collegamenti DCI tra 80 e 120 km. Le prestazioni dei moduli 400ZR sono inoltre limitate per garantire un buon rapporto qualità-prezzo con dimensioni fisiche ridotte. Ciò contribuisce a garantire che il consumo energetico si adatti a moduli più piccoli come il Quad Small Form-Factor Pluggable Double-Density (QSFP-DD) e l'Octal-Small Form-Factor Pluggable (OSFP). Il 400G ZR consente l'uso di componenti economici ma con prestazioni modeste all'interno dei moduli.

Cosa è il ROADM Open?

Si tratta di una delle soluzioni pluggable 400G che definiscono le specifiche di interoperabilità per i ROADM (Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer). Quest'ultimo comprende dispositivi hardware che gestiscono e instradano il traffico dati trasportato su linee in fibra ottica ad alta capacità. Open ROADM è stato inizialmente progettato per contrastare l'aumento del traffico sulla rete wireless registrato tra il 2007 e il 2015.

I componenti chiave di Open ROADM comprendono switch ROADM, transponder e ottiche collegabili, tutti controllabili tramite API basate su standard aperti a cui si accede tramite un controller SDN che utilizza il protocollo NETCONF. Lanciata nel 2016, l'iniziativa Open ROADM aveva come obiettivo principale quello di riunire più fornitori e operatori di rete in modo che potessero elaborare un approccio concordato per progettare reti scalabili, economiche e flessibili.

Questo accordo multi-sorgente (MSA) mira a passare da una rete di trasporto ottico ROADM tradizionalmente chiusa a una rete di trasporto aperta e disaggregata, consentendo al contempo un controllo software centralizzato. Alcuni dei modi per disaggregare i sistemi ROADM includono la disaggregazione dell'hardware (ad esempio, definendo uno scaffale comune) e la disaggregazione funzionale (meno sull'hardware e più sulla funzione).

L'Open ROADM MSA ha optato per la disaggregazione funzionale in primo luogo a causa della complessità degli scaffali comuni. Il team intendeva puntare sulla semplicità, concentrandosi sui sistemi metropolitani a basse prestazioni al momento del primo rilascio. Open ROADM gestisce il traffico client 100-400GbE e 100-400G OTN in un paradigma di implementazione tipico di 500 km.

Che cosa è ZR+?

ZR+ rappresenta una serie di soluzioni coerenti pluggable con capacità di linea fino a 400 Gb/s e che si estende ben oltre i 120 km specificati per 400ZR. OpenZR+ è stato progettato per mantenere la classica interfaccia host solo Ethernet del 400ZR, aggiungendo al contempo il supporto di funzionalità quali l'estensione della portata punto-punto fino a circa 500 km e l'inclusione del supporto per OTN Ethernet, ecc.

L'MSA recentemente rilasciato fornisce velocità di linea interoperabili a 100G, 200G, 300G & 400G su distanze regionali, metropolitane e a lungo raggio, utilizzando la correzione degli errori in avanti OpenFEC e le specifiche delle linee ottiche 100-400G. È inoltre disponibile un'ampia gamma di copertura per ZR+ pluggable e questi prodotti possono essere distribuiti su router, switch e apparecchiature di trasporto ottico.

Differenze tra ZR 400G, Open ROADM e ZR+

Applicazioni target

400ZR e OpenZR+ sono stati progettati per soddisfare i crescenti requisiti di volume degli operatori DCI e cloud che utilizzano interfacce client da 100GbE/400GbE, mentre OpenROADM rappresenta una valida alternativa per i carrier che richiedono il trasporto di segnali client OTN (OTU4).

In altre parole, gli sforzi di 400ZR si concentrano su un tipo di modulazione e una velocità di linea (400G) per applicazioni metro point-to-point. D'altro canto, i gruppi OpenZR+ e Open ROADM si concentrano su specifiche ottiche ad alta efficienza in grado di raggiungere velocità di linea regolabili di 100G-400G e portate ottiche più lunghe.

Distanza di 400G: Paradigma di utilizzo

I moduli 400ZR supportano il trasporto di dati ad alta capacità su collegamenti DCI fino a 80-120 km. D'altra parte, OpenZR+ e OpenROADM, in condizioni di rete perfetta, possono trasmettere fino a 480 km in modalità 400G.

Target energetico

Anche gli obiettivi di consumo energetico di questi dispositivi coerenti variano. Ad esempio, il 400zr ha un target di consumo energetico di 15W, mentre Open ROADM e ZR+ hanno target di consumo energetico non superiori a 25W.

Applicazioni per 400G ZR, Open ROADM e ZR+

Ognuna di queste soluzioni coerenti e collegabili trova applicazione in diversi contesti. Di seguito un rapido riepilogo dei tre standard di trasferimento dati e delle loro principali applicazioni.

• 400G ZR – frequentemente utilizzato per DCI point-to-point (fino a 80 km), semplificando il compito di interconnettere i data center.

• Open ROADM – Questa architettura può essere implementata utilizzando diversi fornitori, a condizione che siano presenti nella stessa rete. Offre la possibilità di utilizzare transponder di diversi fornitori alla fine di ciascun circuito.

• ZR+ – Offre una soluzione coerente completa, aperta e flessibile in un modulo pluggable dal fattore di forma relativamente ridotto. Questo standard si rivolge alle applicazioni dei data center hyperscale per interconnessioni edge e regionali ad alta intensità.

Uno sguardo al futuro

Man mano che la trasformazione digitale prende forma in tutti i settori, cresce la domanda di soluzioni e architetture scalabili per la trasmissione e l'accesso ai dati. Anche l'industria si sta muovendo verso implementazioni reali di reti a 400G e le tre soluzioni coerenti collegabili di cui sopra stanno vedendo una più ampia adozione.

Le specifiche 400ZR e OpenZR+ sono state sviluppate per soddisfare le esigenze di rete degli operatori DCI e cloud che utilizzano interfacce da 100 e 400 GbE. D'altra parte, Open ROADM offre un'alternativa migliore per i carrier che desiderano trasportare segnali client OTN. Attualmente, Open ZR+ e Open ROADM offrono più vantaggi agli operatori di data center rispetto a 400G ZR e la tecnologia continua a migliorare. In futuro, gli standard delle reti ottiche continueranno a migliorare sia nella progettazione che nelle prestazioni.