以太網(wǎng)聯(lián)盟主席：400GbE 未來從今天開始起步

　　ICCSZ訊   過去18個(gè)月以來，以太網(wǎng)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，傳輸速度節(jié)節(jié)攀升，新的應(yīng)用和市場(chǎng)不斷涌現(xiàn)。這種爆炸式的發(fā)展得益于過去15年的技術(shù)積累，尤其是大量早期的以太網(wǎng)項(xiàng)目所開發(fā)出來的技術(shù)。例如IEEE802.3以太網(wǎng)工作小組正在開發(fā)的2.5千兆以太網(wǎng)、5千兆以太網(wǎng)、25千兆以太網(wǎng)(25GbE)和40千兆以太網(wǎng)(40GbE)等4個(gè)不同速率的BASE-T解決方案，它們所依賴的底層技術(shù)基本上都是根據(jù)2006年獲得批準(zhǔn)的10GBASE-T標(biāo)準(zhǔn)而開發(fā)的。再以當(dāng)前獲得業(yè)界極大關(guān)注的用以實(shí)現(xiàn)服務(wù)器和交換機(jī)之間連接的25GbE為例，它的研發(fā)目標(biāo)是在電路板印制線、背板、銅線電纜和多模光纖上運(yùn)行25GbE，并充分利用了早期100千兆以太網(wǎng)項(xiàng)目所研發(fā)的技術(shù)。以太網(wǎng)社區(qū)在過去確實(shí)借鑒了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的很多技術(shù)，但是現(xiàn)在這門技術(shù)正在一步步地發(fā)掘?qū)儆谧约旱募夹g(shù)瑰寶。

　　在七月召開的最近一次會(huì)議上，IEEEP802.3bs400GbE工作小組完成了對(duì)技術(shù)方案的遴選，為接下來制訂IEEEP802.3bs400GbE標(biāo)準(zhǔn)草案做好了準(zhǔn)備。作為該工作小組的主席，這一進(jìn)展令我非常激動(dòng)萬分，因?yàn)檫_(dá)成業(yè)界共識(shí)不是一件容易的事，只有經(jīng)歷過才知道它的艱難。這些決議將從根本上改變電信號(hào)和光信號(hào)的傳輸，這不僅會(huì)在短期內(nèi)為整個(gè)行業(yè)帶來兩個(gè)機(jī)遇，還將為未來發(fā)展鋪平了道路。此次會(huì)議還決定把有關(guān)以太網(wǎng)未來新速率的討論付諸行動(dòng)。

　　該項(xiàng)目的目標(biāo)包括開發(fā)用于電路板和400GbE光模塊的400GbE電接口，以及在100米多模光纖(MMF)、500米單模光纖、2千米單模光纖和10千米單模光纖(SMF)上運(yùn)行400GbE。完整解決方案組合包括若干個(gè)基于多個(gè)25Gb/s或50Gb/s通道的方案，其中的運(yùn)行速率主要取決于具體的光纖型號(hào)。100米MMF型號(hào)將通過16個(gè)運(yùn)行速率為25Gb/s的通道解決，即在各個(gè)方向上通過16條并行光纖以25Gb/s的速率傳輸，同時(shí)它也使用基于16個(gè)25Gb/s通道的電接口。該解決方案使用的是當(dāng)前驅(qū)動(dòng)25GbE和100GbE的同一25Gb/s電信號(hào)和光信號(hào)傳輸速度。它基于不歸零碼(NRZ)信號(hào)傳輸這一使用了多年的基本信號(hào)傳輸方式。想象一下基本數(shù)字(或稱二進(jìn)制)信號(hào)傳輸方式，這種信號(hào)傳輸由“0”或“1”組成，其中每個(gè)值代表一條信息。

　　它是一套能從根本上改變電信號(hào)和光信號(hào)傳輸?shù)氖敲嫦騿文９饫w型號(hào)的解決方案組合。我們先來討論光信號(hào)傳輸。需要著重提醒的是，每種傳輸型號(hào)到最終都會(huì)面臨繞不開的特殊的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的壓力，因此，工作小組在研究如何選擇解決方案組合時(shí)，不得不為了解決這些不同的壓力而作出某些讓步。

　　·對(duì)于500米的情形，使用并行SMF光纖方法的能力一般人認(rèn)為是可接受的，但有人認(rèn)為這一能力只是用戶希望擁有的，因?yàn)椴⑿泄饫w方法經(jīng)常用來支持速度較低的break-out)解決方案。因此，工作小組選擇了在每個(gè)方向上使用4根并行光纖的方法，其中每根光纖傳輸100Gb/s的單個(gè)光信號(hào)。這樣，4根光纖合在一起即可實(shí)現(xiàn)400GbE，并且每個(gè)光纖還可以支持100GbE。盡管支持100GbE并不是該項(xiàng)目的目標(biāo)，但工作組認(rèn)識(shí)到如果開發(fā)出來的解決方案不對(duì)其造成阻礙這類實(shí)施將具有重大意義。

　　·對(duì)于2千米和10千米的情形，需要采用單個(gè)雙工SMF的方法，因?yàn)槭褂萌绱碎L距離的并行光纖可能會(huì)遇到成本較高的問題。對(duì)于這些解決方案，將使用單光纖WDM的方法來傳輸400GbE，該方法使用8個(gè)光信號(hào)(lambdas)，其中每個(gè)信號(hào)的速度為50Gb/s。

　　在這些SMF解決方案下，所有的光信號(hào)傳輸將通過4個(gè)級(jí)別的“脈沖幅度調(diào)制”(即常說的PAM4)完成。對(duì)于500米的情形，上面已經(jīng)提到過，每個(gè)光信號(hào)都支持100Gb/s的運(yùn)行速率。對(duì)于2千米和10千米的情形，每個(gè)光信號(hào)都支持50Gb/s的運(yùn)行速率。因此，投資4x100Gb/s并行光纖方法不僅可以省卻模塊化解決方案的最初成本，也可以為未來可能使用串行100Gb/s解決方案打下基礎(chǔ)。對(duì)2千米和10千米的距離使用8x50Gb/s光傳輸方法這一決策，將幫助行業(yè)解決需要更高帶寬路由器來連接服務(wù)供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)這一眼前需求。另外，考慮到這些解決方案將使用50Gb/s和100Gb/s光信號(hào)傳輸，工作小組還決定開發(fā)50Gb/sPAM4電信號(hào)傳輸，其目的是開發(fā)基于8通道而非16通道的400Gb/s接口。

　　我感覺自己已經(jīng)看到了以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的解決方案的光明未來。七年前，當(dāng)我領(lǐng)導(dǎo)40GbE和100GbE工作小組的時(shí)候，我認(rèn)為那開啟了25Gb/s信號(hào)傳輸?shù)钠鸩诫A段。如今，我們看到了當(dāng)時(shí)決定的巨大影響力，因?yàn)槭袌?chǎng)已經(jīng)準(zhǔn)備好迎接10千兆以太網(wǎng)(10GbE)的繼任者：25GbE。而對(duì)于使用50Gb/s信號(hào)傳輸支持400GbE，我們同樣認(rèn)為這只是未來50GbE生態(tài)系統(tǒng)的第一步，50GbE遲早要取代25GbE。另外，結(jié)合單通道和四通道實(shí)施的發(fā)展歷史，在談到以太網(wǎng)的未來時(shí)，人們已經(jīng)開始討論有關(guān)200GbE話題了。