圖1：驅動高速以太網(wǎng)需求的當前趨勢

　　2010年6月俄删，IEEE適時行動宏怔，正式采納了IEEE標準 802.3baTM，為40G以太網(wǎng)和100G以太網(wǎng)的發(fā)展鋪平了道路畴椰。隨著速度的提升臊诊，網(wǎng)絡能夠將新發(fā)現(xiàn)的10G以太網(wǎng) 資源移動到接入層，讓更強大的40G以太網(wǎng)設備處理聚合層及核心層的流量斜脂。分析師的預測和原始設備制造商的全力開發(fā)說明抓艳，40G以太網(wǎng)必將成為 IT 環(huán)境不可或缺的一部分，剩下的只是時間和方式問題帚戳。

　　本文將分析40G以太網(wǎng)的未來發(fā)展以及它對網(wǎng)絡架構的影響玷或，并為IT經(jīng)理解釋遷移到新的標準需要哪些準備工作。

　　40G以太網(wǎng)的商業(yè)現(xiàn)狀

　　自1980年2月IEEE 802標準委員會成立之時起销斟，以太網(wǎng)在各個層面中的輸送速度有了顯著提升庐椒，間隔時間卻大幅縮短。現(xiàn)在蚂踊，IEEE已經(jīng)采納了802.3ba约谈，為40G以太網(wǎng)和100G以太網(wǎng)鋪平了道路。

圖 2：代表前沿部署趨勢犁钟；大面積市場部署通常晚幾年

　　如圖2所示填篱，接入層內的I/O數(shù)據(jù)傳輸速率每24個月翻一倍，而核心層傳輸速率大約每18個月翻一倍恃葫。40G以太網(wǎng)背后的主要驅動力是新一代高速革陋、高需求計算應用和技術，其中包括虛擬服務器和云計算的擴展部署悉镜。截至 2009 年末锦钓，將近有五分之一的新服務器中實現(xiàn)虛擬化。同時后谱，經(jīng)濟形勢帶來的財務壓力也讓網(wǎng)絡不得不尋找整合資源的方法求驳，以便降低 OPEX 和總體擁有成本种司。

圖 3：40G以太網(wǎng)和100G以太網(wǎng)的多模和單模實施成本

　　多模光纜40G以太網(wǎng)擁有四倍容量，且可經(jīng)濟地遷移至100G以太網(wǎng)（參見圖 3）粥谐，顯然是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡發(fā)展的下一目標娶得。考慮到迫切程度的增加以及價格的降低等因素漾群，市場調研公司 Dell'Oro 集團的分析師認為懊湾，到 2013年，40Gbps光纜市場的成交金額將達到145億美元禽篱。

　　IT經(jīng)理是否應暫緩部署40G以太網(wǎng)技術而等待100G以太網(wǎng)面市有一些爭論畜伐，但鑒于40G以太網(wǎng)的設計靈活性和相對100G以太網(wǎng)的成本優(yōu)勢，這一問題很快沉寂谆级。目前烤礁，40G以太網(wǎng)可以有效地部署在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的聚合鏈路內。到 2016 年肥照，40G以太網(wǎng)還將普遍應用于接入鏈路脚仔，實現(xiàn)圖4所示的服務器連接。作為40G以太網(wǎng)的補充舆绎，100G以太網(wǎng)更適合電信服務提供商和數(shù)據(jù)中心核心鏈路鲤脏。

　　對于有意保持競爭力的IT經(jīng)理和CIO來說，40G以太網(wǎng)是增加所需帶寬的最佳選擇吕朵，但如果規(guī)劃不當猎醇，網(wǎng)絡運營商在面臨升級需求時可能措手不及。

　　本文詳細說明了全面評估努溃、規(guī)劃和指定40G以太網(wǎng)網(wǎng)絡升級的過程硫嘶。如圖4所示，雖然距離40G以太網(wǎng)大面積普及尚需數(shù)年檩翁，但IT經(jīng)理和CIO最好馬上著手遷移規(guī)劃纤厨。

　　40G以太網(wǎng)：詳細情況

　　40G以太網(wǎng)和100G以太網(wǎng)是由IEEE 802.3ba工作小組開發(fā)的以太網(wǎng)標準，支持每秒40和100Gb的以太網(wǎng)幀傳送景絮，同時確立了通過主干網(wǎng)絡守镰、銅纜布線、多模光纜和單模光纜通信的物理層規(guī)范说悄。40G以太網(wǎng)/100G以太網(wǎng)標準的正式開發(fā)始于2008年1月猖右，2010年6月正式獲得批準。

　　40G以太網(wǎng)網(wǎng)絡層的核心是一對經(jīng)電纜（比如OM4或OM3光纜）連接的收發(fā)器合圃。收發(fā)器繼而插入網(wǎng)絡服務器或各種組件稽橱，如網(wǎng)絡接口卡和交換機等。

圖 5：針對第 1 代部署規(guī)劃的收發(fā)器尺寸

　　收發(fā)器：40G以太網(wǎng)收發(fā)器（圖5）是按照幾個標準尺寸開發(fā)的砂猿。CFP（C型可插入）收發(fā)器擁有12個10Gb/s發(fā)射通道和12個10Gb/s 接收通道谷庐，只支持一個100G以太網(wǎng) 端口或最多三個40G以太網(wǎng)端口弥容。其尺寸較大，適合單模光纜逸萄，也可輕松地匹配多模光纜或銅纜。CXP尺寸的收發(fā)器也在每個方向上提供12個通道竭鞍，但比CFP小很多板惑，適合多模光纜和銅纜。QSFP（四通道小型可插入）與CXP尺寸相當偎快，提供4個發(fā)射通道和4個接收通道冯乘，支持目前的40G以太網(wǎng)多模光纜和銅纜應用，未來也可能支持單模應用晒夹。QSFP還可能在通道速率增至25Gb/s后投入100GE 應用裆馒。

圖 6：10G以太網(wǎng)和 40/100G以太網(wǎng)的布線選擇

　　電纜和連接件：如圖6所示，光纜和銅纜均可用于40G以太網(wǎng)布線丐怯∨绾茫可支持的信道長度取決于電纜和收發(fā)器類型。關于連接件读跷，802.3ba 標準中唯一明確指出的變化是在多模收發(fā)器上使用MPO型連接器梗搅，以便支持多芯并行光纖信道。

　　對于在40G或100G下運行的數(shù)據(jù)中心環(huán)境效览，通常推薦OM3和OM4多模光纜布線无切，兩者的距離支持比銅纜解決方案更廣泛的部署配置，且成本低于單模光纜解決方案踱封。

圖 7：多模光纜10/40/100G以太網(wǎng)的以太網(wǎng)信道配線布局

　　IEEE 802.3以太網(wǎng)信道布局

　　并行光纖的使用

　　以太網(wǎng)標準傳統(tǒng)上依靠雙工光纖布線客净，每個信道有一條光纖負責發(fā)射，另一條負責接收脏诈。但802.3ab標準要求每個信道有多個流量通道冀烘。因此，40/100G以太網(wǎng)標準使用了圖7中所示的并行光纖享立。40G以太網(wǎng)規(guī)范提倡12芯光纜布線解決方案盘秕，每個信道擁有4條專用發(fā)射光纖和4條專用接收光纖。中間四條光纖保持閑置嫂镇。100G以太網(wǎng)解決方案規(guī)定使用24條光纖抢熟，分為兩個12芯陣列，一個陣列專用于發(fā)射竞茂，另一陣列專用于接收匾蛆。每個陣列中，中間10條光纖用于傳輸流量固啡，而兩端2條光纖閑置切油。

　　上圖說明了100G以太網(wǎng)的幾種不同接口蝙斜，其中首選方案是單個24芯MPO連接件，或者也可用兩個12芯連接件構成信道澎胡，連接件垂直或并排配置孕荠。

　　40G以太網(wǎng)在網(wǎng)絡中的部署

　　新的40G以太網(wǎng)技術首先可能部署在數(shù)據(jù)中心內，如圖8所示攻谁。這有助于打破接入交換機與配線交換機連接層面上的瓶頸稚伍。

　　Dell'Oro集團以太網(wǎng)交換機和企業(yè)電話市場調查部門主管Alan Weckel 表示："隨著企業(yè)開始在布線機柜內部署客戶端交換機10G以太網(wǎng)上行鏈路，以及 10G以太網(wǎng)直接服務器連接戚宦，這些鏈路的聚合將形成網(wǎng)絡瓶頸个曙，直到更高速度普及后才能打破。"

圖 8：整個數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中的40/100G以太網(wǎng)部署

　　Weckel 解釋道：“例如受楼，目前企業(yè)必須部署復雜的胖樹或生成樹架構來聚合10G以太網(wǎng)垦搬，聚合器和被聚合端使用相同速度。我們相信艳汽，40G以太網(wǎng)和100G以太網(wǎng)對滿足數(shù)據(jù)中心不斷增加的帶寬需求至關重要猴贰。”

　　40G以太網(wǎng)最有吸引力的一大特點是應用的廣泛性和設計的靈活性河狐√桑考慮到生產(chǎn)效率的提升和OPEX的降低，正確遷移到40G以太網(wǎng)將帶來可觀的成本效益热跨。

　　在遷移到40G以太網(wǎng)時氏长，一些網(wǎng)絡可以繼續(xù)使用目前的10G以太網(wǎng)交換機底盤，僅需升級線路卡和收發(fā)器悍暴。部署CFP尺寸收發(fā)器后壳荣，可以靈活地從40G以太網(wǎng)遷移至100G以太網(wǎng)。

　　布線方面汽心，OM3或OM4光纜最適合40G以太網(wǎng)或100G以太網(wǎng)數(shù)據(jù)中心環(huán)境吟钻，兩者主要差異在于最大跨距。在10G以太網(wǎng)網(wǎng)絡中熏疾，OM3光纜的最大跨度可達300米溶豌，而OM4支持更長的信道。在40G以太網(wǎng)或100G以太網(wǎng)環(huán)境中葵昂，按IEEE802標準桶淡，OM3的最長跨度可達100米，OM4 則為150米寥掐。對于接近150米的應用靴寂，電纜應通過低損耗連接件端接。

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