Interconexión del centro de datos (DCI): descripción general de las soluciones

El trimestre pasado, un cliente llamó a un enlace de interconexión de centro de datos (DCI) de 120 km entre dos de sus instalaciones que seguía cayendo después de aproximadamente cuarenta minutos de tráfico limpio. Habían comprado módulos coherentes clasificados para la distancia, la fibra oscura era suya y la hoja de datos prometía el alcance. Aún así fracasó repetidamente. Cuando extrajimos sus números de tramo, el enlace tenía cerca de 21 dB de pérdida de inserción frente a un presupuesto que casi no dejaba margen una vez que se añadían de nuevo el envejecimiento del conector y la deriva de temperatura. Los módulos se probaron bien en nuestro banco. El plan estaba mal.

 

Esa brecha, entre lo que se supone que debe hacer una interconexión de centro de datos en papel y lo que hace con la fibra instalada, es donde la mayoría de estos proyectos realmente luchan. Decidir conectar dos sitios rara vez es la parte difícil. Elegir la óptica adecuada para esa conexión, en el alcance adecuado y con margen suficiente para sobrevivir cinco años de compresión de la bandeja de cables-casi siempre lo es. Por lo tanto, esta descripción general omite la definición del libro de texto y recorre las clases de soluciones de la misma manera que un ingeniero de aplicaciones razona sobre ellas: por distancia, por presupuesto de pérdidas, por lo que se rompe en el campo.

 

 

 

El alcance de DCI no escala suavemente. Da un paso. Cada paso cambia la restricción dominante, y una solución que es obviamente correcta en un nivel es un desperdicio o inviable en el siguiente. Así es como se dividen realmente los niveles una vez que se tiene en cuenta la pérdida de presupuesto en lugar del alcance de marketing.

 

Nivel de distancia	Lapso típico	Restricción dominante	Donde aterriza la clase de óptica
Campus/intra-sitio	menos de ~2 km	costo por puerto, densidad	QSFP gris-DD/OSFP, DAC, AEC
Punto de metro-a-punto	~2–80 kilómetros	pérdida de fibra, tramo único	gris + DWDM externo, o 400ZR
Regional	~80–500 kilómetros	OSNR, amplificación, pases ROADM	ZR+ ​​/ OpenZR+, a menudo con sistema de línea
Larga-distancia/inter-regional	~500–2000 kilómetros+	ruido acumulado, dispersión	Transpondedor coherente de alta-potencia 800ZR+

 

En la banda metro es donde ocurren los errores más costosos, porque es la banda dondeMódulo coherente de clase 400ZR- aspectocomo una gota-en respuesta. ElOIFdefinió 400ZR para enlaces de un solo tramo-de alrededor de 80 km, con un objetivo aproximado de 16 QAM a aproximadamente 60 Gbaud dentro de una envolvente de potencia de módulo de cerca de 15 W, por lo que se ajusta a unJaula QSFP-DD, según el acuerdo de implementación 400ZR publicado por la OIF. En un tramo metropolitano limpio y corto, un enlace DCI de 400 ZR es una solución genuinamente elegante. El problema empieza cuando alguien lee "80 a 120 km" como garantía. Es un techo en condiciones ideales de pérdida, no una promesa para su fibra.

 

Pase la banda metropolitana y se adentrará en territorio regional, donde las variantes ZR+ y OpenZR+ añaden potencia de salida, mejor corrección de errores directos y la flexibilidad multi-velocidad que necesita una red óptica enrutada. En el otro extremo, parte superior-del-rango actualPlataformas coherentes 800Galcance del orden de 1000 km a 800 Gbps completos y aproximadamente 2000 km a velocidades de línea reducidas, que es lo que hace posible la DCI de hiperescala de largo-recorrido a través de un solo conector. Cada nivel obtiene su propia solución; el patrón de falla está forzando la óptica de un nivel a acercarse a la distancia del siguiente nivel.

 

 

Debajo de los niveles de distancia se encuentran tres clases de soluciones, y la mayoría de los argumentos sobre la arquitectura DCI son en realidad argumentos sobre cuál de las tres estandarizar. La comparación honesta es multi-dimensional, por lo que pertenece a una tabla en lugar de estar enterrada en prosa.

 

clase de solución	Mejor ajuste de alcance	Postura de costos y poder	Realidad operativa
Óptica gris + DWDM externo / sistema de línea abierta	metro, regional corto	Bajo costo del módulo, pero usted compra y ejecuta el sistema de línea.	la mayoría de las piezas móviles; Tienes mux, amplificadores y plan de dispersión.
Conectable coherente (IP-sobre-DWDM, 400ZR/800ZR)	metro a larga-recorrido, punto-a-punto	menor espacio y potencia por bit; la óptica vive en el enrutador	La topología más simple, la historia de interoperabilidad más difícil.
Transpondedor / transpondedor delgado	cualquiera, esp. multi-servicio o ROADM	gasto de capital más alto, desacoplado del enrutador	Coherencia operativa en una red óptica mixta.

 

Esa primera fila también resuelve la cuestión DCI DWDM versus fibra oscura que surge en casi todas las construcciones de metro: si la fibra oscura es tuya, la enciendes con tu propio DWDM o sistema de línea abierta y te quedas con la fibra oscura.plan de longitud de ondaen-casa; Si, en cambio, alquila longitudes de onda iluminadas, ese sistema de línea pertenece al operador y su óptica debe vivir dentro de lo que proporciona.

 

El debate actual de la industria gira en torno a los enchufables coherentes y los transpondedores. Los hiperescaladores fueron pioneros en el modelo IP-sobre-DWDM, incorporando ópticas coherentes 400ZR y ahora 800ZR directamente en las placas frontales del enrutador para eliminar el espacio, la potencia y el costo de un estante de transporte separado, y los grandes operadores continúan por ese camino para sus enlaces de interconexión de centros de datos coherentes punto-a-puntos (Conocimiento del centro de datos). La conclusión clara es que la coherencia conectable gana en costo y huella. Esa conclusión se mantiene, con una condición que la mayoría de los proveedores pasan por alto: se cumple claramente para enlaces de un solo-span, punto-a-puntos que usted controla de extremo a extremo. En el momento en que un proveedor de servicios de comunicaciones necesita transportar esa longitud de onda a través de un sistema de línea de múltiples-proveedores, a través de nodos ROADM, junto con servicios heredados, la consistencia operativa de un transpondedor delgado a menudo supera la economía cruda de meter la óptica en el enrutador. Nos adentramos en la mecánica del muxponder-versus-transpondedor que impulsa esto en nuestroavería de muxponder y transpondedor; Por ahora, el punto es que la respuesta "obvia" conectable se invierte exactamente en los entornos donde la mayoría de las empresas realmente operan.

 

 

Aquí está la variable que decide si su selección de transceptor óptico DCI sobrevive al contacto con fibra real:presupuesto de pérdida de enlace, no el alcance impreso en la caja. Una interfaz coherente tolera una cantidad finita de pérdida óptica y ruido antes de que su DSP ya no pueda recuperar la señal limpiamente, y esa tolerancia es lo que realmente especifica el estándar. La OIF escribió 400ZR contra dos tipos de enlaces distintos, un enlace limitado de ruido-amplificado y un enlace limitado de pérdida-sin amplificar, precisamente porque el mismo módulo se comporta de manera diferente dependiendo del régimen en el que se encuentre (OpenZR+ MSA). Traduzca esto en términos de campo: un tramo no amplificado de 75 km con empalmes limpios y buenos conectores puede estar dentro del presupuesto, mientras que un tramo "más corto" de 60 km con una docena de paneles de conexión, un ODF envejecido y dos pares acoplados adicionales puede quedar fuera del presupuesto y fallar de forma intermitente.

 

 

Por lo tanto, el número de planificación que importa para un enlace DCI metropolitano o regional es la pérdida de tramo medida con margen, no la cifra de kilómetros. Nuestra recomendación estándar antes de cualquier implementación coherente es unaOTDR y caracterización de pérdidas.en cada segmento, no en una muestra, más un margen para el envejecimiento del conector y la variación de temperatura. La versión cara de saltarse este es el enlace de 120 km desde la apertura de esta página. La versión económica dura dos horas con medidor de potencia. Un lugar más donde la brecha entre el alcance catalogado y el alcance desplegable decide silenciosamente el proyecto.

 

 

"400ZR" significa algo específico. "ZR+" frecuentemente no es así. La interfaz básica 400ZR es un acuerdo de implementación OIF único e interoperable, y dos módulos compatibles de diferentes fabricantes se comunicarán entre sí a lo largo del lapso especificado. "ZR+" creció después como un término general para dispositivos conectables coherentes de mayor-potencia, mayor-alcance y múltiples-velocidad, y el término ahora cubre todo, desde implementaciones de OpenZR+ genuinamente interoperables hasta extensiones específicas de proveedores-que solo interoperan con sus propios sistemas de línea. Varias definiciones técnicas distintas viajan bajo el mismo sufijo de dos-caracteres, que es la forma en que los equipos de adquisiciones terminan con dos módulos "ZR+" que se niegan a vincularse.

 

Trate la etiqueta como una pregunta, no como una respuesta. Antes de comprometerse con una interconexión de centro de datos regional entre-proveedores basada en ZR+, confirme tres cosas: el acuerdo de implementación exacto que afirma cada módulo, si ambos extremos comparten el mismo FEC y perfil de modulación, y si el plan de amplificación y filtrado del sistema de línea coincide con lo que espera el módulo. Si se alinean, ZR+ ofrece la extensión de alcance que promete. Si no es así, ha comprado dos ópticas incompatibles y cada una funciona perfectamente de forma aislada, que es el modo de fallo más frustrante de todo el catálogo de interconexión porque técnicamente no hay nada roto.

 

 

La óptica coherente se calienta y un módulo DCI metro que consume algunos vatios adicionales no es un error de redondeo a nivel de rack. La razón por la que 400ZR se limitó a aproximadamente una envolvente de 15 W fue para que pudiera sobrevivir dentro de una jaula QSFP-DD en un enrutador densamente cargado; ese techo térmico dio forma a todo el estándar, una restricción sobre la que la OIF fue explícita cuando estableció el objetivo de energía. Apile módulos coherentes de alta-potencia en una placa frontal que se aprovisionó para ópticas de cliente grises y podrá empujar la jaula más allá de su diseño de enfriamiento, que es exactamente la razón por la que los proveedores de enrutadores advierten que los módulos coherentes y ZR+ de alta-potencia-de terceros pueden causar daños térmicos al equipo anfitrión, siendo la responsabilidad del operador que los instaló.

Por nuestra parte, cada diseño de módulo coherente y de alta-velocidad pasa por una calificación de ciclos térmicos- sostenidos a 85 grados durante 2000 horas, con un seguimiento de la deriva de corriente-sesgada por láser como principal indicador de envejecimiento y unidades extraídas de la línea por encima de un umbral de deriva fijo. El número que debe aparecer en su conversación de selección es la clase de potencia real del módulo frente al límite térmico por jaula del host, porque con densidades de 800G, una interconexión de centro de datos 800ZR o ZR+ tiene el mayor alcance en la menor cantidad de vatios, y la diferencia entre un módulo coherente de 16 W y uno de 22 W decide si un bastidor permanece en su envolvente o activa una alarma térmica a las dos de la mañana.

 

 

Diferentes ópticas, el mismo puñado de causas fundamentales. A partir de nuestros propios registros de RMA y soporte-de campo, estos son los patrones que explican la mayoría de los tickets de "el enlace no aparece" en implementaciones entre-sitios, y lo que realmente soluciona cada uno de ellos.

 

El primero es el cobre pasivo a distancia en el extremo corto de una interconexión de campus. Una vez, un cliente pidió conjuntos DAC pasivos de 800G en longitudes de 3 metros basados ​​en un diseño de bastidor antiguo; el entrenamiento del enlace falló en más del 60% de esos puertos, no porque el cable estuviera defectuoso sino porque la pérdida de cobre a 112G por carril simplemente no llegará tan lejos. El cable eléctrico activo para el espacio de 3 a 7 metros y los módulos ópticos más allá estabilizaron el despliegue en una semana.

 

El segundo es la contaminación, y es la mayoría tranquila. En algún lugar del rango de dos-tercios de las fallas de enlaces de alta-velocidad investigamos la contaminación del rastreo hasta el conector y la cara final-en lugar de fallas del transceptor; un lote reciente de cuarenta módulos 400G regresó como supuestas fallas y todos pasaron nuestra regresión sin problemas, siendo el verdadero culpable las partículas en los-extremos del cable troncal-. Un microscopio de fibra y un kit de limpieza adecuado evitan más interrupciones que cualquier actualización de módulo.

 

El tercero y el cuarto son los errores de planificación que esta página ya ha mencionado: dimensionar un enlace coherente según los kilómetros indicados en la placa de identificación en lugar del presupuesto de pérdidas medido, y colocar una óptica básica 400ZR en una red ROADM de múltiples-saltos para la que nunca fue especificada. Ambos se ven bien en una prueba de laboratorio punto-a-punto y fallan una vez que se encuentran con la ruta óptica real. Si desea la forma estructurada en la que caminamos antes de comprometernos con la óptica, se describe en nuestroguía de planificación de redes ópticas.

 

 

tu situacion	Valor predeterminado sensato	Esté atento a
Dos sitios, menos de 80 km, tu propia fibra oscura, punto-a-punto	400ZR coherente conectable, IP-sobre-DWDM	pérdida de tramo medida versus presupuesto
80-500 km, punto-a-punto, tú controlas ambos extremos	ZR+ ​​/ OpenZR+ coherente enchufable, posiblemente amplificado	cual definición "ZR+"; clase térmica anfitriona
Regional o de larga distancia-a través de un sistema de múltiples-proveedor/línea ROADM	transpondedor o transpondedor delgado	consistencia operativa sobre el costo bruto del módulo
Metro, servicios heredados mixtos, sin-equipo óptico interno	óptica gris + DWDM externo gestionado	costo total de propiedad del sistema-línea
500-2000 km, red troncal de un único-operador	800ZR+ de alta-potencia coherente	OSNR acumulado, potencia y refrigeración

 

La trampa consiste en leer una fila como veredicto y no como punto de partida. Tome la segunda fila: ZR+ es el valor predeterminado obvio para un enlace de punto-a-punto de 80 a 500 km, justo hasta que un extremo termina detrás de un ROADM alquilado que no controla, y la respuesta correcta cambia silenciosamente a un transpondedor a pesar de que cada número de distancia y costo todavía dice conectable. Hemos visto cómo un plan ZR+ "establecido" se desmoronaba exactamente en ese traspaso. Qué excepción se esconde en su intervalo, su plataforma de conmutación o su modelo de operaciones es lo único que esta tabla no puede ver desde aquí.

 

 

El hilo conductor de cada sección aquí es el mismo: la decisión de interconexión del centro de datos es una decisión de fibra óptica-y-mucho antes de que sea una decisión de ancho de banda, y los proyectos que se desarrollan sin problemas son los que caracterizaron el tramo y precisaron la historia de la energía y la interoperabilidad antes de ordenar los módulos. Para contextualizar el kit detrás de esa promesa, enviamos ópticas coherentes y grises desde 1G SFP hasta 800G OSFP, con 1.6T OSFP224 en calificación, y cada módulo coherente se valida en más de una docena de plataformas de conmutadores y enrutadores antes de salir de la línea. Si está mapeando un enlace específico, lo más útil que podemos hacer es verificar su distancia, pérdida medida y plataforma de conmutador o enrutador con la clase de alcance correcta, luego enviar especificaciones y muestras reales para calificar antes de escalar. Puedes empezar desde nuestroLínea de productos de transporte DCI y OTNpara el lado coherente y transpondedor, o elGama DWDM y CWDMsi está construyendo el plan de longitud de onda en torno a la óptica gris. De cualquier manera, la conversación que tenemos cada semana es la misma que esta página intenta iniciar: no "hasta dónde llega", sino "¿hasta dónde llega?".sufibra."