400G ZR의 성능 살펴보기

데이터 트래픽이 증가하고 대역폭 수요가 늘어남에 따라 400G 광학 장비는 점차 네트워크 인프라의 핵심 동력 중 하나가 되었습니다. 그중 400G ZR 트랜시버 모듈은 주로 장거리 데이터 전송에 사용됩니다. 이 글에서는 400G ZR 광 트랜시버의 400ZR 정의, 장점, 작동 원리, 응용 분야 및 다양한 폼 팩터를 다룹니다.

400G ZR이란 무엇입니까?

이미 다양한 유형의 400G 모듈 시중에 나와 있지만 장거리 전송에는 한계가 있습니다. 더 긴 거리의 데이터 전송이 필요한 애플리케이션 시나리오에서는 기존 400G 광 모듈이 요구 사항을 충족하지 못하는 경우가 많으며, 400G ZR 모듈은 이러한 한계를 돌파합니다.

400GBase-ZR 정의

400ZR은 플러그형 디지털 코히어런트 광통신(DCO) 모듈을 위해 Optical Internetworking Forum (OIF)에서 개발한 네트워크 Implementation Agreement (IA)입니다. 400ZR 표준은 고밀도 파장 분할 다중화(DWDM) 기술과 고차 변조를 사용하여 DCI 링크 u를 통해 400G 페이로드를 전송합니다최대 80 km. 목표는 단일 반송파 400G를 사용하여 장거리 전송을 구현하는 것이며, 이는 16QAM 변조를 약 60 Gbaud의 속도로 사용합니다. 이는 코히어런트 검출과 첨단 디지털 신호 처리(DSP) 기술을 통해 가능합니다. 400G ZR 광 모듈은 점대점 및 링 네트워크 토폴로지에 적합합니다.

400GBase-ZR의 이점

높은 전송 속도: 400G ZR optical transceiver는 단일 캐리어 전송 속도 400Gbps를 달성하여 데이터 전송 효율을 높이고 증가하는 데이터 트래픽 수요를 충족할 수 있습니다.

장거리 전송: 400GBase-ZR은 80킬로미터의 전송 거리를 지원하므로, 특히 도시와 국가를 잇는 백본 네트워크에서 장거리 전송에 이상적입니다.

높은 신뢰성: 이러한 400G 모듈은 고급 광학 기술과 디지털 신호 처리 알고리즘을 사용하여 복잡하고 변화하는 전송 환경에서도 안정적인 성능을 유지합니다. 또한 강력한 오류 정정 기능을 갖추고 있어 비트 오류율을 줄이고 데이터 전송의 신뢰성을 보장할 수 있습니다.

강력한 호환성: 400G ZR 트랜시버는 QPSK, 16QAM, 64QAM과 같은 여러 변조 형식과 전송 프로토콜을 지원하며, 다양한 네트워크 아키텍처와 애플리케이션 시나리오에 유연하게 적응할 수 있습니다. Open ROADM MSA 사양을 준수하며 다른 제조업체의 장비와도 우수한 상호 운용성을 갖추고 있습니다.

컴팩트한 디자인: 데이터 센터와 전송 네트워크의 고밀도 배포 요구에 맞추기 위해 400ZR은 크기가 작고 설치 및 유지보수가 쉬운 컴팩트한 설계를 채택합니다.

그러나 위의 장점을 누리는 동시에 무시할 수 없는 몇 가지 어려움에도 직면해야 합니다. coherent 기술은 신호 성능을 향상시킬 수 있지만, 복잡한 변조 및 복조 방식과 고성능 디지털 신호 프로세서(DSP)의 필요성은 레이저 및 광 칩과 같은 장치의 비용과 전력 소비를 증가시키는 것이 분명합니다. 또한 서로 다른 제조업체와 사용 시나리오 간의 호환성을 위해 더 엄격한 표준화 및 상호운용성 요구 사항이 제시되었습니다.

400G ZR 광학 장치는 어떻게 작동하나요?

400G ZR 광 모듈의 작동 원리는 전광 변환 및 코히어런트 검출 기술을 기반으로 합니다. 구체적으로, 400G ZR 광 모듈은 전기 신호를 광 신호로 변환하고 광섬유를 통해 고주파로 전송하여 고속 데이터 전송을 가능하게 하고 장거리 요구 사항을 충족합니다. 핵심 기술은 코히어런트 수신 기술입니다. 이 기술은 광 신호의 주파수 정보, 진폭 및 위상을 활용하여 신호의 감도, 간섭 방지 능력 및 스펙트럼 효율을 향상시킴으로써, 중계 증폭기 없이도 장거리의 효율적인 전송을 실현합니다.

400ZR 애플리케이션

하이퍼스케일 데이터 센터/클라우드 서비스 제공업체

데이터 센터가 계속 확장됨에 따라, 하이퍼스케일 데이터 센터와 클라우드 서비스 제공업체는 매우 큰 트래픽 볼륨을 처리할 수 있는 네트워크 솔루션을 필요로 합니다. 400ZR 광 모듈은 높은 대역폭, 높은 전송 속도, 낮은 지연 시간 특성으로 인해 이러한 거대한 데이터 센터를 연결하고 클라우드 서비스를 제공하기 위한 핵심 기술이 되었습니다. 400ZR 모듈을 사용함으로써 데이터 센터는 증가하는 데이터 처리 수요를 충족하기 위해 효율적인 데이터 전송을 달성할 수 있습니다.

분산된 캠퍼스 및 도심 지역

하이퍼스케일 데이터 센터를 구축하는 것은 많은 조직, 특히 분산형 캠퍼스 및 도시 네트워크 환경에서는 실용적이지 않습니다. 이러한 지역 내에서 분산형 데이터 센터는 고속 인터커넥트를 통해 서로 통신하고, 데이터를 공유하며, 워크로드를 균형 있게 분산하고, 백업을 제공하기 위해 여러 데이터 센터를 관리해야 합니다. 400G ZR 광 모듈은 원격 데이터 센터 간의 효율적인 상호 연결을 실현하고 분산형 데이터 센터에 필요한 신뢰성과 유연성을 제공할 수 있습니다.

통신 제공업체

데이터 센터와 마찬가지로, 통신 회사들은 가정이나 직장에서, 5G 이동통신을 포함하여, 소비자들이 더 높은 연결 속도를 요구함에 따라 네트워크 트래픽의 폭증에 대응하고 있습니다. 비디오 스트리밍, 온라인 비디오 게임, 화상 회의, 온라인 백업 서비스와 같은 애플리케이션은 400Gb/s 속도의 혜택을 크게 받을 것입니다.

400G ZR 트랜시버 유형

400G ZR 광 모듈에는 OSFP 400G ZR과 QSFP-DD 400G ZR의 두 가지 주요 유형이 있으며, 가장 큰 차이는 폼 팩터에 있습니다.

OSFP 400G ZR 광 모듈

400G OSFP (Octal Small Form-Factor Pluggable) optical module은 데이터 센터 및 통신 네트워크에서 대용량 데이터 전송을 위해 특별히 설계된 고속, 고대역폭, 고밀도 optical module입니다. 최신 데이터 센터와 초대규모 컴퓨터 시스템의 고속 전송 요구를 충족하기 위해 총 400Gbps 대역폭을 지원합니다.

OSFP 광 모듈은 QSFP 광 모듈의 업그레이드 버전으로 간주될 수 있습니다. OSFP 광 모듈은 QSFP 광 모듈보다 약간 더 크며 서로 호환되지 않습니다.

QSFP-DD 400G ZR 광 모듈

400G QSFP-DD(Quad Small Form-Factor Pluggable Double Density) 광 모듈은 400Gbps 이더넷 및 OTN(Optical Transport Network) 애플리케이션을 지원하는 또 다른 주류 광 모듈 유형입니다. 400G QSFP-DD ZR 광 모듈 장거리 연결성과 고대역폭 지원이 필요한 공간 제약 환경에서 효과적으로 배포할 수 있도록 컴팩트한 구조와 높은 호환성을 갖추고 있습니다.

400ZR 광 모듈에 대한 FAQ

Q: 400ZR vs. 400ZR+ vs. OpenZR+, 차이점은 무엇인가요?

A: 주요 차이점은 적용 시나리오에 있습니다. 400ZR은 400GE 데이터 센터 상호 연결용으로 설계된 반면, 400ZR+는 더 긴 거리(≥ 120km)를 대상으로 합니다. OpenZR+는 400ZR+ 및 Open ROADM 표준의 장점을 결합하기 위해 개발된 다중 소스 계약 기반 표준으로, 장거리 지역 네트워크를 대상으로 합니다.

Q: 400ZR을 도시권 통신망(MAN)에 사용할 수 있습니까?

A: 예, 400ZR은 Metropolitan Area Networks에 매우 적합합니다. 이 모듈은 높은 대역폭으로 장거리 데이터 전송을 지원합니다. 

결론

400G ZR 광 모듈은 장거리 전송을 달성하는 대표적인 예입니다. 첨단 기술과 최적화된 설계를 통해 400ZR 광 트랜시버는 데이터 센터와 통신 사업자의 고대역폭 및 장거리 전송에 대한 긴급한 수요를 충족합니다. 시장이 발전함에 따라 400G ZR 모듈은 더 많은 응용 시나리오에서 중요한 역할을 하며, 네트워크 인프라의 업그레이드와 발전을 촉진할 것입니다.