How much does network expansion cost without transponders? Calculating savings with 400G ZR+ modules

The anatomy of classic coherent link costs.

A traditional 400G DWDM connection consists of a router that sends a signal through a grey module to an external transponder. The transponder converts the signal into a specific DWDM wavelength and passes it to the optical line system, with an identical configuration operating in reverse at the other end of the link.
Koszt sprzętu na jedno łącze 400G, architektura klasyczna
Para transponderów 400Gklasa operatorska, same urządzenia bez instalacji
15 000–25 000 USD
Dwa szare modułypo stronie routera, 200–400 USD każdy
400–800 USD
Miejsce w chassis lub szafieslot transponderowy plus zarządzanie
koszt dodatkowy
Energiaokoło 120 W na łącze, PUE 1,4
1763 EUR / rok
Sam sprzęt na jedno łącze
15 400–25 800 USD
A single 400G link involves several cost items. Purchasing a pair of carrier-grade 400G transponders costs between $15,000 and $25,000, and that is just for the hardware alone, excluding installation and infrastructure. On top of that, there are two grey modules on the router side, costing $200 to $400 each, plus space in a chassis or transponder rack. In total, a single link costs between $15,400 and $25,800 in hardware alone.
In terms of energy, a 400G transponder typically consumes between 40 and 60 W. Two transponders per link, along with the grey modules on both sides, result in an effective consumption of about 120 W per link. With a Power Usage Effectiveness (PUE) of 1.4 and an electricity price of 0.12 EUR per kWh, this amounts to 1,763 EUR per year for a single link. Additionally, there is the operational cost of management, as each transponder is a separate inventory item, a separate record in the network management system, and a separate incident in the event of a failure. In a network with dozens of links, this means dozens more devices to maintain compared to an IPoDWDM architecture.

What the 400G ZR+ module changes

In an IPoDWDM architecture, a GBC Photonics 400G OpenZR+ module slides directly into the router's QSFP-DD port. The transponder disappears. The grey module on the client side disappears. The entire intermediate layer between the router and the optical network disappears.
Architektura klasyczna
Router, transponder, DWDM
Sprzęt na łącze~20 000 USD
Pobór mocy~120 W
Energia rocznie1763 EUR
Warstwa pośredniatransponder + szary moduł
Uruchomienie łącza6–12 tygodni
IPoDWDM z 400G ZR+
Router, moduł, DWDM
Sprzęt na łącze~1000 USD
Pobór mocy44 W
Energia rocznie647 EUR
Warstwa pośredniawyeliminowana
Uruchomienie łącza10 sekund w SRD
A pair of GBC Photonics 400G OpenZR+ modules costs about $1,000 per link, with no chassis, no slot in a transponder rack, and no additional equipment required. Power consumption drops below 22 W per module, or 44 W per link—more than three times less than a pair of transponders. Using the same energy assumptions, this results in 647 EUR per year per link instead of 1,763 EUR. The energy savings amount to 1,116 EUR per year for a single link.

Calculation for three deployment scales

The following calculations are based on these assumptions: $20,000 for a pair of transponders as a mid-market range, $1,000 for a pair of ZR+ modules, a PUE of 1.4, an energy price of 0.12 EUR per kWh, and an exchange rate of 1 USD to 0.93 EUR. Operational management costs have been omitted; including them would only further increase the difference in favor of ZR+.
SkalaKlasycznaIPoDWDM ZR+Różnica 5 lat
10 łączy 400G
Zakup sprzętu200 000 USD10 000 USD230 000 EUR
Koszt całkowity 5 lat~270 000 EUR~40 000 EUR
50 łączy 400G
Zakup sprzętu1 000 000 USD50 000 USD1 140 000 EUR
Koszt całkowity 5 lat~1 350 000 EUR~210 000 EUR
100 łączy 400G
Zakup sprzętu2 000 000 USD100 000 USD2 280 000 EUR
Koszt całkowity 5 lat~2 700 000 EUR~420 000 EUR
For ten 400G links, hardware procurement in a classic architecture costs $200,000, while in IPoDWDM with ZR+ it is only $10,000. Energy costs over five years are 88,150 EUR and 32,350 EUR, respectively. The total cost of ownership over five years is approximately 270,000 EUR for the classic architecture and approximately 40,000 EUR for IPoDWDM, resulting in a difference of 230,000 EUR. For fifty links, hardware procurement is $1,000,000 versus $50,000, energy over five years is 440,750 EUR versus 161,750 EUR, and the total cost of ownership is approximately 1,350,000 EUR versus 210,000 EUR, a difference of 1,140,000 EUR. For one hundred links, hardware procurement is $2,000,000 versus $100,000, energy over five years is 881,500 EUR versus 323,500 EUR, and the total cost of ownership is approximately 2,700,000 EUR versus 420,000 EUR, a difference of 2,280,000 EUR.

Three cost items that most calculations overlook

01
Dzierżawa włókien

Mniej dzierżawionych włókien to realna oszczędność. Przy 4,8 Tb/s między dwoma centrami danych klasyczne łącza wymagały 24 włókien, a DWDM z modułami koherentnymi tylko czterech.

ponad 1,3 mln USD rocznie
02
Powierzchnia w szafie

Moduły ZR+ siedzą w portach routerów, więc chassis transponderowe znikają z szafy. W kolokacji z opłatami za jednostkę U ma to bezpośrednią wartość finansową.

80 procent mniej powierzchni
03
Czas uruchomienia usług

Klasyczne łącze wymaga zamówienia transpondera, wysyłki, instalacji i konfiguracji OTN. W IPoDWDM to wsunięcie modułu i ustawienie kanału w środowisku SRD.

z tygodni do godzin
The first is fiber leasing. Where an operator leases dark fiber, DWDM with ZR+ modules means a radically lower number of leased fibers. For a 4.8 Tb/s deployment between two data centers in the US, classic 400G links would require 24 fibers at $133,920 per month, while DWDM with coherent modules on four fibers would cost $22,320 per month. The difference is $111,600 per month—over $1.3 million per year—and that is just on fiber leasing, without even considering equipment costs.
The second is rack space. ZR+ modules sit in router ports, so transponder chassis disappear from the rack. In data centers with per-U pricing, this has direct financial value, and based on completed deployments, operators report an 80 percent reduction in colocation space usage. The third is the time to launch new services. In a classic architecture, launching a new link requires ordering a transponder with a lead time of 6 to 12 weeks, shipping, installation, OTN configuration, and synchronization with the IP layer. In IPoDWDM, it comes down to sliding a module into an available router port and setting up the DWDM channel in 10 seconds via the SRD environment. For a network that is growing dynamically, shortening service activation time from weeks to hours has a real impact on revenue.

Conditions that must be met for the calculation to hold true

The figures above are accurate provided the deployment is carried out correctly. There are two scenarios where the savings shrink or disappear.
Trasa wymaga dodatkowego wzmacniacza

Większość modułów 400G ZR+ nadaje minus 10 dBm, a systemy DWDM są wyregulowane pod zakres od minus 3 do 0 dBm. Przy minus 10 dBm trzeba dodać wzmacniacz EDFA, czyli dodatkowy koszt, wyższy pobór mocy i gorszy OSNR.

Rozwiązanie: moduły GBC Photonics OpenZR+ nadają natywnie 0 dBm i wchodzą bezpośrednio do istniejącego DWDM bez modyfikacji.
System DWDM nie obsługuje elastycznej siatki kanałów

Moduły 400G OpenZR+ pracują przy 60 Gbaud i wymagają kanału co najmniej 75 GHz. Starsze systemy ze stałą siatką 50 GHz dają maksymalnie 200G zamiast 400G.

Rozwiązanie: zweryfikuj obsługiwaną siatkę w istniejącym systemie linii optycznej przed projektem. Jeśli wymagana jest wymiana kart WSS, wlicz jej koszt do kalkulacji.
The first is a route that requires an additional amplifier. Most 400G ZR+ modules available on the market transmit a signal at -10 dBm, while DWDM systems are tuned for a range of -3 to 0 dBm at the multiplexer input. At -10 dBm, it is necessary to add an EDFA amplifier between the module and the multiplexer, which means additional purchase costs, higher power consumption, and a degradation of the OSNR parameter for the entire path. GBC Photonics OpenZR+ modules transmit natively at 0 dBm, without a miniature amplifier added as a workaround, so they integrate directly into existing DWDM systems without any modifications.
The second is a DWDM system that does not support a flexible channel grid. 400G OpenZR+ modules operate at 60 Gbaud and require a channel width of at least 75 GHz, while older systems with a fixed 50 GHz grid will limit transmission to a maximum of 200G instead of 400G. Therefore, it is necessary to verify the supported grid in the existing optical line system before the project, and if a WSS card replacement is required, its cost must be included in the calculation.

FAQ, koszty sieci bez transponderów

Sam sprzęt na jedno łącze to od 15 400 do 25 800 USD. Składa się na to para transponderów klasy operatorskiej 400G za 15 000 do 25 000 USD oraz dwa szare moduły po stronie routera, po 200 do 400 USD każdy. To kwoty za same urządzenia, bez instalacji i infrastruktury. Do tego dochodzi miejsce w chassis lub szafie transponderowej oraz energia, bo dwa transpondery ze szarymi modułami po obu stronach dają około 120 W na łącze, czyli 1763 EUR rocznie przy PUE 1,4 i cenie prądu 0,12 EUR za kWh.
Para modułów 400G OpenZR+ GBC Photonics to około 1000 USD na łącze, bez chassis, bez slotu w szafie transponderowej i bez dodatkowego sprzętu. Moduł wsuwa się bezpośrednio do portu QSFP-DD routera, więc transponder i szary moduł znikają, a wraz z nimi cała warstwa pośrednia między routerem a siecią optyczną. Pobór mocy schodzi poniżej 22 W na moduł, czyli 44 W na łącze, ponad trzykrotnie mniej niż para transponderów. Przy tych samych założeniach energetycznych daje to 647 EUR rocznie zamiast 1763 EUR, czyli 1116 EUR oszczędności rocznie na jedno łącze.
Różnica rośnie liniowo ze skalą. Przy dziesięciu łączach 400G koszt całkowity przez pięć lat to około 270 000 EUR w architekturze klasycznej wobec około 40 000 EUR w IPoDWDM, czyli 230 000 EUR różnicy. Przy pięćdziesięciu łączach jest to około 1 350 000 EUR wobec około 210 000 EUR, czyli 1 140 000 EUR różnicy. Przy stu łączach około 2 700 000 EUR wobec około 420 000 EUR, czyli 2 280 000 EUR różnicy. Wyliczenia zakładają parę transponderów za 20 000 USD jako środek przedziału rynkowego, parę modułów ZR+ za 1000 USD, PUE 1,4 i cenę energii 0,12 EUR za kWh.
Trzech pozycji, a każda działa na korzyść ZR+. Pierwsza to dzierżawa włókien, bo mniej włókien oznacza niższy stały koszt. Przy wdrożeniu 4,8 Tb/s między dwoma centrami danych klasyczne łącza wymagały 24 włókien za 133 920 USD miesięcznie, a DWDM z modułami koherentnymi tylko czterech za 22 320 USD, czyli ponad 1,3 miliona USD różnicy rocznie na samej dzierżawie. Druga to powierzchnia w szafie, bo chassis transponderowe znikają, a operatorzy raportują redukcję zajętości powierzchni kolokacyjnej o 80 procent. Trzecia to czas uruchomienia usług, bo zamiast 6 do 12 tygodni oczekiwania na transponder wsuwasz moduł i ustawiasz kanał w 10 sekund. Pominięto też koszty operacyjne zarządzania, których uwzględnienie tylko powiększyłoby różnicę.
W dwóch sytuacjach, i obie da się sprawdzić przed projektem. Pierwsza to trasa wymagająca dodatkowego wzmacniacza. Większość modułów 400G ZR+ na rynku nadaje minus 10 dBm, a systemy DWDM są wyregulowane pod zakres od minus 3 do 0 dBm na wejściu multipleksera, więc trzeba dodać wzmacniacz EDFA, co oznacza dodatkowy koszt, wyższy pobór mocy i gorszy OSNR całego toru. Druga to system DWDM bez elastycznej siatki kanałów, bo moduły 400G OpenZR+ pracują przy 60 Gbaud i wymagają kanału co najmniej 75 GHz, a starsze systemy ze stałą siatką 50 GHz dadzą maksymalnie 200G zamiast 400G. Jeśli konieczna jest wymiana kart WSS, jej koszt trzeba wliczyć do kalkulacji.
Bo decyduje o tym, czy do każdego łącza dołożysz kolejne urządzenie. Przy modułach nadających minus 10 dBm potrzebujesz wzmacniacza EDFA między modułem a multiplekserem, a przy skali kilkudziesięciu łączy to koszt, który zjada część wyliczonej oszczędności i pogarsza OSNR. Niektórzy producenci obchodzą problem, dobudowując do modułu miniaturowy wzmacniacz, ale wtedy moduł nadaje 0 dBm kosztem wyższego poboru mocy i gorszego OSNR niż konstrukcja projektowana pod 0 dBm od podstaw. Moduły GBC Photonics OpenZR+ nadają natywnie 0 dBm bez takiej protezy, więc wchodzą bezpośrednio do istniejącego systemu DWDM bez żadnych modyfikacji.
Czterech rzeczy. Po pierwsze liczby łączy 400G, bo od niej zależy skala różnicy. Po drugie dystansów tras, bo przesądzają o doborze modułu i trybu modulacji. Po trzecie parametrów istniejącego systemu linii optycznej, czyli obsługiwanej siatki kanałów i wymaganej mocy na wejściu multipleksera. Po czwarte tego, czy dzierżawisz włókna, bo to zwykle największa i najczęściej pomijana pozycja w całym rachunku. Na tej podstawie da się przygotować kalkulację całkowitego kosztu posiadania na pięć lat dla konkretnej skali, wraz z weryfikacją, czy system jest gotowy na moduły 400G ZR+ bez dodatkowych inwestycji.
Rozpocznij z nami nowy projekt!
Dziękujemy! Otrzymaliśmy Twoje zgłoszenie!
Ups! Wystąpił błąd podczas wysyłania formularza.

Why use xWDM in public institutions?

Want to increase network bandwidth without investing in new infrastructure?
Czytaj więcej

Introduction to VLANs - one network or multiple networks?

When there is an increase in users and end devices in a computer network, we do not always want everyone to be able to communicate with each other without restrictions.
Czytaj więcej

Cryptography in optical networks. Is your data safe?

It is widely believed that fiber optic links are much more secure than those made on the basis of copper infrastructure. Unfortunately, this is not the case.
Czytaj więcej