Standard 400ZR upraszcza architekturę sieci optycznych, integruje warstwę IP z DWDM i otwiera drogę do bardziej skalowalnych, energooszczędnych połączeń Data Center Interconnect.
Rozwój usług chmurowych, sztucznej inteligencji oraz rozproszonych centrów danych powoduje gwałtowny wzrost zapotrzebowania na przepustowość sieci. Operatorzy telekomunikacyjni oraz dostawcy infrastruktury data center muszą przesyłać coraz większe ilości danych pomiędzy lokalizacjami oddalonymi o dziesiątki lub setki kilometrów.
Jednym z najważniejszych przełomów technologicznych ostatnich lat w obszarze sieci optycznych jest standard 400ZR. Technologia ta umożliwia przesyłanie 400 Gb/s na pojedynczej długości fali w sieci DWDM, przy wykorzystaniu niewielkich modułów optycznych typu pluggable instalowanych bezpośrednio w routerach i przełącznikach.
W praktyce oznacza to fundamentalną zmianę w sposobie projektowania sieci transportowych oraz integrację warstwy IP z infrastrukturą optyczną.
Standard został opracowany przez organizację Optical Internetworking Forum (OIF), która od ponad dwóch dekad rozwija interoperacyjne standardy dla sieci optycznych.
Specyfikacja 400ZR została opublikowana w 2020 roku jako Implementation Agreement. Jej celem było stworzenie standardowego interfejsu umożliwiającego transmisję 400 Gigabit Ethernet w sieciach DWDM.
Powstanie standardu było bezpośrednio związane z potrzebami operatorów centrów danych oraz dostawców usług chmurowych.
Przez wiele lat sieci optyczne były budowane w modelu wielowarstwowym, w którym infrastruktura transportowa była oddzielona od warstwy IP.
Standard 400ZR powstał, aby uprościć tę architekturę.
400ZR wykorzystuje transmisję koherentną, która pozwala przesyłać dane przy bardzo wysokiej efektywności spektralnej.
W przeciwieństwie do starszych metod transmisji optycznej, gdzie informacja była kodowana głównie poprzez natężenie światła, transmisja koherentna wykorzystuje również:
Dzięki temu możliwe jest przesyłanie większej ilości danych na jednej długości fali.
Technologia wykorzystuje także zaawansowane DSP (Digital Signal Processing)oraz algorytmy FEC (Forward Error Correction) poprawiające jakość transmisji.
Największą zmianą wprowadzoną przez 400ZR jest eliminacja oddzielnych urządzeń konwersji sygnału.
W efekcie sieć staje się prostsza i bardziej skalowalna.
Jedną z najważniejszych konsekwencji wprowadzenia 400ZR jest rozwój architektury IP over DWDM (IPoDWDM).
W tym modelu routery mogą bezpośrednio komunikować się z siecią optyczną.
Według analiz branżowych przejście na architekturę IPoDWDM może zmniejszyć całkowity koszt infrastruktury nawet o 20–40%.
Standard 400ZR został zaprojektowany przede wszystkim dla scenariuszy Data Center Interconnect (DCI).
Dzięki możliwości transmisji 400 Gb/s na dystansach do około 120 km, 400ZR idealnie wpisuje się w potrzeby regionalnych połączeń między centrami danych.
400ZR stał się fundamentem dla kolejnych generacji technologii koherentnych modułów pluggable.
Rozwój tych technologii wskazuje na rosnącą integrację warstw sieciowych oraz dalszą miniaturyzację systemów optycznych.
