为了应对大规模云服务和其他不断增长的数据中心存储和处理需求，数据中心系统变得越来越分散和难以管理。而人工智能(AI)等应用迫切需要低延迟、高带宽的网络架构，以支持服务器之间生成的大量机器对机器输入/输出(I/O)。为了确保这些应用程序的基本性能，这些分布式数据中心之间的最大光纤传播必须限制在100公里左右。因此，这些数据中心必须以分布式集群的方式连接。为了同时保证高带宽和高密度数据中心互联互通，400G ZR应运而生。在这篇文章中，我们将揭示400ZR是什么，它是如何工作的以及它带来的影响。
400ZR是什么?
400ZR或400G ZR是一种标准，可通过密集波分复用(DWDM)和高阶调制，在数据中心互连(DCI)链路上传输多个400GE有效载荷，传输距离可达80公里。它的目标是确保在单载波400G的基础上，使用大约60千兆(Gbaud)的双偏振16 QAM(16态正交调幅)，实现经济合理和长期的实现。由光互连论坛(OIF)开发的400ZR项目对于降低高带宽数据中心互连的成本和复杂性以及促进光模块制造商之间的互操作性至关重要。
图1:DCI交换机或路由器中的400G ZR收发器
400ZR如何工作?
400G ZR提出了一种技术驱动的大容量数据传输解决方案，可与400GE交换机端口相匹配。它采用先进相干光学技术的独特设计，用于小型可插拔模块。尽管IA(实施协议)中没有指定产品的形式因素，但为400ZR做出贡献的公司或团体已经定义了该规范以适应解决方案。这些由多源协议(MSA)机构分别定义的形式因素指定了紧凑的机械收发器，如QSFP-DD而且OSFP，可连接到系统平台的兼容插座中。也就是说，兼容的400ZR解决方案也将是可互操作的，因为OIF和外形规格msa是全行业组织。400ZR解决方案的互操作性提供了简化供应链管理和部署的双重好处。
400ZR+用于更远的光传输
像其他400克的接收机，可插式相干400年锆溶液支持400G以太网互连和多厂商互操作。但不适合传输距离超过80公里、线路容量为400gb /s的下一代城域网络。在这种情况下，建议400ZR+，或400G ZR+。400ZR+预计将进一步增强模块化，根据覆盖要求支持多个不同的通道容量，并与已安装的地铁光学基础设施兼容。采用400ZR+，可以保证传输距离和线路容量。
400ZR会带来什么影响?
虽然400ZR技术还处于起步阶段，但一旦推出，它将对许多行业产生重大影响，主要有以下三个方面:超大规模的数据中心，分布式校园和大都市地区以及电信提供商。
400ZR帮助云和超大规模数据中心适应对更高带宽日益增长的需求
DCI和400ZR的发展可以帮助云和超大规模数据中心适应网络上对更高带宽日益增长的需求。它们可以应对云服务、物联网设备和流媒体视频等应用程序的指数级增长。随着时间的推移，400G ZR将为整个网络日益增长的应用和用户做出更大贡献。
400ZR将支持分布式数据中心的互连
如上所述，400ZR技术将支持必要的高带宽互连，以连接分布式数据中心。通过这种连接，分布式数据中心可以相互通信、共享数据、平衡工作负载、提供备份，并在需要时扩展数据中心的容量。
400ZR允许电信公司反向传输住宅流量
400G ZR标准将允许电信公司反向传输住宅流量。当使用64 Gbaud信号和QPSK调制以200 Gb/s运行时，400ZR可以增加高损耗跨度的范围。对于5G网络，400G ZR通过聚合多个25gb /s流提供移动回程。400ZR有助于促进新兴的5G应用和市场。
400ZR+/400ZR-将在400ZR的基础上提供更大的便利性
除了可互操作的400G模式外，400ZR收发器还有望支持其他模式，以增加可寻址应用的范围。这些模式被称为400ZR +和400ZR-。“+”表示模块功耗超过IA和部分可插拔设备所要求的15W，使模块能够使用更强大的信号处理技术进行数百公里的传输。“-”表示支持300G、200G、100G等低速模式，为网络运营商提供更大的灵活性。
400ZR在未来几年还会流行吗?
根据以下来自LightCounting的数据来源，在2021-2024年，400ZR将引领光模块销售的增长。下图为市场上销售的高速(100G及以上)和低速(10G及以下)DWDM模块的出货数据。很明显，在2021-2024年，云或DCI中使用的模块有增加的趋势。这意味着从2021年起，400ZR将引领每年的增长。
此外，随着第一个100Gbps SerDes在开关芯片中的实现预计将在2021年，必要的数据速率将在未来1-2年内移动到800 Gbps的光学接口。由于OSFP的形式因子已被定义为允许在不改变收发器定义的情况下使用8x 100GE接口。同样，并行地，线路侧的相干光学器件将在类似的时间框架内过渡到支持128GBaud 16QAM，使其易于从当前的400ZR迁移到下一代800ZR。因此，400ZR无论在当前还是未来的网络发展中都是至关重要的。
文章来源
https://community.fs.com/blog/400zr-enable-400g-for-next-generation-dci.html
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https://community.fs.com/blog/400g-qsfp-dd-transceiver-types-overview.html
https://community.fs.com/blog/400g-osfp-transceiver-types-overview.html
