Ile kosztuje rozbudowa sieci bez transponderów. Kalkulacja oszczędności z modułami 400G ZR+

Anatomia kosztów klasycznego łącza koherentnego.

Tradycyjne połączenie DWDM 400G składa się z routera, który wysyła sygnał przez szary moduł do zewnętrznego transpondera. Transponder przetwarza sygnał na konkretną długość fali DWDM i przekazuje go do systemu linii optycznej, a na drugim końcu łącza pracuje identyczna konfiguracja w odwrotnym kierunku.

Na jedno łącze 400G składa się kilka pozycji kosztowych. Zakup pary transponderów klasy operatorskiej 400G to koszt od 15 000 do 25 000 USD, i to wyłącznie za same urządzenia, bez instalacji i infrastruktury. Do tego dochodzą dwa szare moduły po stronie routera, od 200 do 400 USD każdy, oraz miejsce w chassis lub szafie transponderowej. Łącznie na jedno łącze wychodzi od 15 400 do 25 800 USD samego sprzętu.

Pod względem energii transponder 400G pobiera typowo od 40 do 60 W. Dwa transpondery na łącze wraz ze szarymi modułami po obu stronach dają efektywne zużycie około 120 W na łącze. Przy wskaźniku efektywności energetycznej PUE 1,4 i cenie prądu 0,12 EUR za kWh daje to 1763 EUR rocznie na jedno łącze. Do tego dochodzi koszt operacyjny zarządzania, bo każdy transponder to osobna pozycja w inwentaryzacji, osobny rekord w systemie zarządzania siecią i osobne zdarzenie przy awarii. W sieci z kilkudziesięcioma łączami to kilkadziesiąt urządzeń więcej do obsługi niż w architekturze IPoDWDM.

Co zmienia moduł 400G ZR+

W architekturze IPoDWDM moduł GBC Photonics 400G OpenZR+ wsuwa się bezpośrednio do portu QSFP-DD routera. Transponder znika. Szary moduł po stronie klienta znika. Cała warstwa pośrednia między routerem a siecią optyczną znika.

Para modułów 400G OpenZR+ GBC Photonics kosztuje około 1000 USD na łącze, bez chassis, bez slotu w szafie transponderowej, bez żadnego dodatkowego sprzętu. 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 na łącze zamiast 1763 EUR. Oszczędność energetyczna wynosi 1116 EUR rocznie na jedno łącze.

Kalkulacja dla trzech skal wdrożenia

Poniższe wyliczenia opierają się na następujących założeniach: para transponderów 20 000 USD jako środek przedziału rynkowego, para modułów ZR+ 1000 USD, PUE 1,4, cena energii 0,12 EUR za kWh, kurs 1 USD równy 0,93 EUR. Koszty operacyjne zarządzania pominięto, a ich uwzględnienie tylko powiększyłoby różnicę na korzyść ZR+.

Przy dziesięciu łączach 400G zakup sprzętu w architekturze klasycznej kosztuje 200 000 USD, a w IPoDWDM z ZR+ tylko 10 000 USD. Energia przez pięć lat to odpowiednio 88 150 EUR i 32 350 EUR. Łączny koszt całkowity przez pięć lat wynosi w architekturze klasycznej około 270 000 EUR, a w IPoDWDM około 40 000 EUR, co daje różnicę 230 000 EUR. Przy pięćdziesięciu łączach zakup sprzętu to 1 000 000 USD wobec 50 000 USD, energia przez pięć lat 440 750 EUR wobec 161 750 EUR, a łączny koszt całkowity około 1 350 000 EUR wobec 210 000 EUR, czyli różnica 1 140 000 EUR. Przy stu łączach zakup sprzętu to 2 000 000 USD wobec 100 000 USD, energia przez pięć lat 881 500 EUR wobec 323 500 EUR, a łączny koszt całkowity około 2 700 000 EUR wobec 420 000 EUR, czyli różnica 2 280 000 EUR.

Trzy pozycje kosztowe, które większość kalkulacji pomija

Pierwsza to dzierżawa włókien. Tam, gdzie operator dzierżawi ciemne włókno, DWDM z modułami ZR+ oznacza radykalnie mniejszą liczbę dzierżawionych włókien. Przy wdrożeniu 4,8 Tb/s między dwoma centrami danych w USA klasyczne łącza 400G wymagałyby 24 włókien za 133 920 USD miesięcznie, podczas gdy DWDM z modułami koherentnymi na czterech włóknach kosztował 22 320 USD miesięcznie. Różnica to 111 600 USD miesięcznie, ponad 1,3 miliona USD rocznie, i to wyłącznie na dzierżawie włókna, bez uwzględnienia kosztu sprzętu.

Druga to powierzchnia w szafie. Moduły ZR+ siedzą w portach routerów, więc chassis transponderowe znikają z szafy. W centrach danych z opłatami za jednostkę U ma to bezpośrednią wartość finansową, a na podstawie zrealizowanych wdrożeń operatorzy raportują redukcję zajętości powierzchni kolokacyjnej o 80 procent. Trzecia to czas uruchomienia nowych usług. W architekturze klasycznej uruchomienie nowego łącza wymaga zamówienia transpondera z czasem realizacji od 6 do 12 tygodni, wysyłki, instalacji, konfiguracji OTN i synchronizacji z warstwą IP. W IPoDWDM sprowadza się to do wsunięcia modułu do wolnego portu routera i ustawienia kanału DWDM w 10 sekund przez środowisko SRD. Przy sieci, która dynamicznie rośnie, skrócenie czasu uruchamiania usług z tygodni do godzin ma realne przełożenie na przychody.

Warunki, które muszą być spełnione, żeby kalkulacja się zgadzała

Powyższe liczby są prawdziwe pod warunkiem poprawnie przeprowadzonego wdrożenia. Są dwa scenariusze, w których oszczędności kurczą się albo znikają.

Pierwszy to trasa, która wymaga dodatkowego wzmacniacza. Większość modułów 400G ZR+ dostępnych na rynku nadaje sygnał z mocą minus 10 dBm, tymczasem systemy DWDM są wyregulowane pod zakres od minus 3 do 0 dBm na wejściu multipleksera. Przy minus 10 dBm konieczne jest dodanie wzmacniacza EDFA między modułem a multiplekserem, co oznacza dodatkowy koszt zakupu, wyższy pobór mocy i pogorszenie parametru OSNR całego toru. Moduły GBC Photonics OpenZR+ nadają natywnie 0 dBm, bez miniaturowego wzmacniacza dobudowanego jako proteza, więc wchodzą bezpośrednio do istniejącego systemu DWDM bez żadnych modyfikacji.

Drugi to system DWDM, który nie obsługuje elastycznej siatki kanałów. Moduły 400G OpenZR+ pracują przy 60 Gbaud i wymagają kanału o szerokości co najmniej 75 GHz, a starsze systemy ze stałą siatką 50 GHz umożliwią transmisję maksymalnie 200G zamiast 400G. Przed projektem konieczna jest więc weryfikacja obsługiwanej siatki w istniejącym systemie linii optycznej, a jeśli wymagana jest wymiana kart WSS, jej koszt trzeba wliczyć do kalkulacji.