400G ZR / ZR+ 相干 DCI

跨越两个数据机房的 AI 训练任务,过去在两端各需要一套转发器机架。借助 400G ZR 和 ZR+ 相干可插拔光模块,长距接口可直接以与灰光 400G 光模块相同的 QSFP-DD 形态插入 spine,OcNOS-DC 对两者均提供支持,并通过 EVPN inter-DC 在该链路上承载租户流量。

两张网络,一种光模块

每台 spine 在其某个 QSFP-DD 笼位中插入一个 400G ZR 或 ZR+ 相干模块。光纤直接接入城域/长途 DWDM 线路系统。EVPN 跨数据中心隧道在该链路上承载 VXLAN 租户流量,并在两端分别跟踪 OcNOS-DC fabric。

AI 数据中心之间的 400G ZR/ZR+ 相干 DCI 两台 AI 数据中心设备,左右各一。每台均包含 spine 和 leaf 交换机。两台 spine 通过一条 400G ZR/ZR+ 相干可插拔光链路相连,以横跨间隙的波形图案表示。EVPN 数据中心间隧道符号叠加在该链路之上。底部条带列出了关键的 DCI 特性。 数据中心 A · AI POD 数据中心 B · AI POD Spine-AQSFP-DD ZR+ 端口 Spine-BQSFP-DD ZR+ 端口 400G ZR / ZR+ 相干 · DWDM 线路 EVPN 跨数据中心隧道 Leaf-A1 Leaf-A2 Leaf-A3 Leaf-B1 Leaf-B2 Leaf-B3 GPU pod · 站点 A GPU pod · 站点 B 400G 相干可插拔 · 免转发器 · OpenZR+ · EVPN 跨数据中心互联

相干可插拔光模块为何改变了 DCI 的经济性

在相干可插拔光模块出现之前,任何超过约 10 km 的 inter-DC 链路都需要一台转发器:位于交换机与线路系统之间的独立光设备。这意味着每个站点要多一台设备、多一层厂商关系、多一套备件,以及管理独立光层所带来的运维复杂度。 相干可插拔模块将上述一切收纳进一个可装入 spine 自身的 QSFP-DD 模块中。

如今有两种形态值得关注。 400G ZR 覆盖最长约 120 km 的无放大或单放大城域光纤,非常适合同一城域内的两座 AI 机房。 400G ZR+ (依据 OpenZR+ MSA)支持更高的发射功率、FEC 调谐以及额外的调制模式,可覆盖更长距离的传输,或穿越外部放大器和 ROADM 系统的链路。两者均可插入同一 QSFP-DD 笼;选择取决于你的链路预算。

ZR 与 ZR+ 一览

400G ZR: OIF 400ZR

城域 DCI(≤ 约 120 km)

行业标准的 400G 相干:城域短距、固定配置、更低的每端口成本。适用于同一城域区域内的两座 AI 机房。

400G ZR+: OpenZR+ MSA

长距离/放大 DCI

可调调制方式(16-QAM 至 QPSK)、更高发射功率,并采用 oFEC 实现更长距离。传输距离取决于线路系统和 FEC 调优:单放大器通常为 400 至 800 km,多放大器 DWDM 系统最远约 1200 至 1800 km。适合跨地域扩展 AI 网络。

OcNOS-DC 实现方案

骨干层采用 QSFP-DD

400G ZR 与 ZR+ 可插拔光模块可直接插入受支持的平台:Edgecore AS9726-32DB 和 UfiSpace S9300-32D。

标准化控制

OcNOS 通过 CMIS(Common Management Interface Specification)与模块通信:设置频率、调制方式、发射功率、线路 FEC;并回读 DDM、BER、OSNR 用于诊断。

租户隧道扩展

VXLAN VNI 与 EVPN 路由可跨相干链路传播。两套网络如同一套扩展网络,为租户提供 L2 与 L3 服务。

相同的 NOS,相同的技能

对 OcNOS-DC 而言,DCI 链路只是另一个 L3 接口。BGP、BFD、路由策略:一切运作方式都与普通灰光 400G 端口相同。

经证实具备互操作性的光模块

在 Hardware Compatibility List 所列平台上已实证多厂商互通的可插拔光模块。

这为 AI 架构师带来的价值

  • 无需转发器机架。 光接口就在 spine 端口中。
  • GPU 规模的网络扩展。 接入 spine 的 400G 提供了足够余量,单条长距链路即可承载跨 DC 训练任务的可观一部分流量;绑定多个 ZR+ 模块即可获得更高容量。
  • 标准 EVPN 跨 DC 互联。 无需学习新的控制平面。您已在 fabric 内部使用的同一套 EVPN 工具,可将租户跨 WAN 承载。

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常见问题

采用 400G ZR/ZR+ 的 coherent DCI 是什么?
coherent DCI 是一种 data center interconnect,基于可直接插入交换机端口的 400G ZR 与 ZR+ 相干可插拔光模块。由于相干接口位于 QSFP-DD 笼位之中,长距链路无需在交换机与光线路系统之间设置独立的转发器机架。
400G ZR 与 400G ZR+ 有什么区别?
400G ZR(OIF 400ZR 实施协议)是一种固定配置的城域光模块,覆盖距离最长约 120 km,适用于同一城域内的两个机房。400G ZR+ 遵循 OpenZR+ MSA,具备可调制式(从 16-QAM 到 QPSK)、更高的发射功率以及 oFEC,可实现更长距离的放大传输。两者共用同一 QSFP-DD 笼架,因此选择取决于链路预算。
相干 DCI 是否仍然需要转发器?
不需要。相干光模块置于 spine 交换机端口本身之中,因此转发器机架、其单独的供应商关系、备件以及光层 OSS 均不再需要。来自可插拔模块的光纤直接向 metro 或长距 DWDM 线路系统供给信号。
OcNOS 如何管理相干可插拔模块?
OcNOS 使用 CMIS(Common Management Interface Specification)设置频率、调制方式、发射功率和线路 FEC,并回读 DDM、BER 和 OSNR。
租户流量如何穿越相干 DCI 链路?
EVPN inter-DC 承载流量。VXLAN VNI 与 EVPN 路由在相干链路上传播,使两个 OcNOS-DC fabric 在租户的 Layer 2 与 Layer 3 服务上表现为一个扩展的 fabric,并使用与 fabric 内部网络相同的 EVPN 工具链。
连接 AI 数据中心有哪些光传输方案?
两座运行 AI 网络架构的数据中心,可以通过传统光传输系统连接,即在交换机和线路系统之间设置独立的转发器机架,也可以通过 coherent DCI 连接,将 400G ZR 或 ZR+ 可插拔模块直接安装在脊柱交换机端口中,直接馈入 DWDM 线路系统。coherent DCI 省去了转发器机架及其独立的供应商关系。OcNOS-DC 驱动该可插拔模块,并通过 EVPN inter-DC 在链路上承载租户流量,使两个网络架构如同一体运行。
哪些 DCI 平台支持开放且可互操作的传输?
开放相干 DCI 运行在端口支持基于标准的 400G ZR 和 OpenZR+ 可插拔光模块的交换机上,因此光模块可在多家厂商之间互通,并作为异厂商波长(alien wavelength)经由第三方 ROADM 传输。IP Infusion 在运行 OcNOS-DC 的经过验证的开放硬件上提供这一能力,并从交换机设置波长、调制方式和 FEC。由于光模块和线路系统保持开放,传输层可以通过多厂商竞争性采购获得。