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400GbE未来从今天起步

发布时间:2020-07-01 01:17:12 阅读: 来源:制棒机厂家

过去18个月以来,以太网的发展突飞猛进,传输速度节节攀升,新的应用和市场不断涌现。这种爆炸式的发展得益于过去15年的技术积累,尤其是大量早期的以太网项目所开发出来的技术。例如IEEE802.3以太网工作小组正在开发的2.5千兆以太网、5千兆以太网、25千兆以太网(25GbE)和40千兆以太网(40GbE)等4个不同速率的BASE-T解决方案,它们所依赖的底层技术基本上都是根据2006年获得批准的10GBASE-T标准而开发的。再以当前获得业界极大关注的用以实现服务器和交换机之间连接的25GbE为例,它的研发目标是在电路板印制线、背板、铜线电缆和多模光纤上运行25GbE,它充分利用了早期100千兆以太网项目所研发的技术。以太网社区在过去确实借鉴了竞争对手的很多技术,但是现在这门技术正在一步步地发掘属于自己的技术瑰宝。

在七月召开的最近一次会议上,IEEEP802.3bs400GbE工作小组完成了对技术方案的遴选,为接下来制订IEEEP802.3bs400GbE标准草案做好了准备。作为该工作小组的主席,这一进展令我非常激动万分,因为达成业界共识不是一件容易的事,只有经历过才知道它的艰难。这些决议将从根本上改变电信号和光信号的传输,这不仅会在短期内为整个行业带来两个机遇,还将为未来发展铺平了道路。此次会议还决定把有关以太网未来新速率的讨论付诸行动。

该项目的目标包括开发用于电路板和400GbE光模块的400GbE电接口,以及在100米多模光纤(MMF)、500米单模光纤、2千米单模光纤和10千米单模光纤(SMF)上运行400GbE。完整解决方案组合包括若干个基于多个25Gb/s或50Gb/s通道的方案,其中的运行速率主要取决于具体的光纤型号。100米MMF型号将通过16个运行速率为25Gb/s的通道解决,即在各个方向上通过16条并行光纤以25Gb/s的速率传输,同时它也使用基于16个25Gb/s通道的电接口。该解决方案使用的是当前驱动25GbE和100GbE的同一25Gb/s电信号和光信号传输速度。它基于不归零码(NRZ)信号传输这一使用了多年的基本信号传输方式。想象一下基本数字(或称二进制)信号传输方式,这种信号传输由“0”或“1”组成,其中每个值代表一条信息。

能根本上改变电信号和光信号传输的是面向单模光纤型号的解决方案组合。我们先来讨论光信号传输。需要着重提醒的是,每种传输型号到最终都会面临绕不开的独特技术和经济压力,因此,工作小组在研究如何选择解决方案组合时,不得不为了解决这些不同的压力而作出某些让步。

·对于500米的情形,使用并行SMF光纤方法的能力一般认为只要达到可接受水平即可,但有人认为这一能力是必不可少的,因为并行光纤方法经常用来支持速度较低的独立(break-out)解决方案。因此,工作小组选择了在每个方向上使用4根并行光纤的方法,其中每根光纤传输100Gb/s的单个光信号。这样,4根光纤合在一起即可实现400GbE,并且每个光纤还具备支持100GbE的潜力。尽管支持100GbE并不是该项目的目标,但工作组认识到如果开发出来的解决方案不影响这类实施将具有重大意义。

·对于2千米和10千米的情形,需要采用单个双SMF的方法,因为使用如此长距离的并行光纤可能会遇到成本较高的问题。对于这些解决方案,将使用单光纤WDM的方法来传输400GbE,该方法使用8个光信号(lambdas),其中每个信号的速度为50Gb/s。

在这些SMF解决方案下,所有的光信号传输将通过4个级别的“脉冲幅度调制”(即常说的PAM4)完成。对于500米的情形,上面已经提到过,每个光信号都支持100Gb/s的运行速率。对于2千米和10千米的情形,每个光信号都支持50Gb/s的运行速率。因此,投资4x100Gb/s并行光纤方法不仅可以省却模块化解决方案的最初成本,也可以为未来可能使用串行100Gb/s解决方案打下基础。对2千米和10千米的距离使用8x50Gb/s光传输方法这一决策,将帮助行业解决需要更高带宽路由器连接来连接服务供应商网络这一眼前需求。另外,考虑到这些解决方案将使用50Gb/s和100Gb/s光信号传输,工作小组还决定开发50Gb/sPAM4电信号传输,其目的是开发基于8通道而非16通道的400Gb/s接口。

我感觉自己已经触摸到了以太网解决方案的光明未来。七年前,当我执掌40GbE和100GbE工作小组的时候,我就认为那只是25Gb/s信号传输的起步阶段。如今,我们看到了当时决定的巨大影响力,因为市场已经准备好迎接10千兆以太网(10GbE)的继任者:25GbE。而对于使用50Gb/s信号传输支持400GbE,我们同样认为这只是未来50GbE生态系统的第一步,50GbE迟早要取代25GbE。另外,结合单通道和四通道实施的发展历史,在谈到以太网的未来时,人们已经开始讨论有关200GbE话题了。

欢迎步入以太网的未来世界!

来源:IDCUN 作者:IDCUN

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