走近40G以太網(wǎng)技術(shù)：40G以太網(wǎng)市場與應(yīng)用分析
隨著互聯(lián)網(wǎng)流量的爆炸式增長，傳統(tǒng)的10G網(wǎng)絡(luò)早已不能滿足用戶需求。無論是企業(yè)用戶或是個人用戶，高帶寬都成為一致愿景。在這種大趨勢背景下，40G與100G的時代開始到來。但由于100G市場仍不成熟，40G成為大多數(shù)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)升級10G網(wǎng)絡(luò)的首選方案。本文將深入探索40G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，逐一呈現(xiàn)40G發(fā)展至今的成果。
40G以太網(wǎng)概述
早在2007年，IEEE 802.3ba工作組首次提出將40G以太網(wǎng)作為高速以太網(wǎng)項目之一。2010年，40G以太網(wǎng)被正式批準為IEEE 802.3ba標準，允許以太網(wǎng)幀以40gbit /s的速率傳輸。該標準同時定義了包括背板、銅線、多模單模光纖通信的物理層規(guī)范。隨著40G以太網(wǎng)的發(fā)展，802.3ba標準有了很多新的補充內(nèi)容，如802.3bg-2011、802.3bj-2014、802.3bm-2015等。下表列出了一些40GbE相關(guān)的IEEE標準規(guī)范。
40G以太網(wǎng)應(yīng)用
在網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用40G以太網(wǎng)通常需要一對QSFP+光模塊與跳線相連，如OM4或OM3光纖跳線。40G光模塊依次插入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或其他組件（如40G交換機）。在所有40G應(yīng)用中，40G跳線、40G光模塊和40G交換機被認為是領(lǐng)先前三的40G以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。
40G跳線
40G跳線可分為40G以太網(wǎng)跳線和QSFP+光纖跳線。企業(yè)網(wǎng)中一般不采用40G銅線接入網(wǎng)絡(luò)，因為與10G銅線相比，其成本更高，可伸縮性更差，至今只有Cat8銅線可用于40G網(wǎng)絡(luò)。相反，40G光纖接入的組網(wǎng)方式要更加多樣化，可用的光纖跳線有40G的光纖分支跳線（如MTP-LC線纜）、主干光纜（如MPO主干光纜）和OM3、OM4、SMF等常規(guī)光纖跳線。企業(yè)網(wǎng)用戶經(jīng)常將這些跳線同時使用來實現(xiàn)40G-40G傳輸，甚至是10G到40G的網(wǎng)絡(luò)升級。
40G光模塊
根據(jù)IEEE與MSA制定的40G協(xié)議標準，市面上有兩類主要的40G模塊：QSFP+模塊和CFP模塊。QSFP+光模塊有4條發(fā)送和4條接收通道，支持40G以太網(wǎng)單多模光纖應(yīng)用。CFP模塊的尺寸規(guī)格比QSFP+更大，通常用于100G以太網(wǎng)，但也支持40G。這兩種模塊類型都有許多不同的接口類型。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，又不斷出現(xiàn)新的40G模塊端口和標準。下面列出了一些40G光模塊的主要接口類型；
40G光模塊和40G跳線搭配因其靈活性而被廣泛應(yīng)用于40G網(wǎng)絡(luò)傳輸中。然而，隨著用戶對網(wǎng)速的要求越來越高，40G DAC和40G AOC在高密度網(wǎng)絡(luò)部署中越來越常見，尤其是短距離傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中心組網(wǎng)。40G DAC和40G AOC一端或兩端都裝有QSFP+光模塊，有著功耗低，方便維護，性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)勢，是實現(xiàn)40G或4x10G光傳輸?shù)母咝詢r比方案。
40G以太網(wǎng)交換機
盡管多數(shù)IT人士判定10G網(wǎng)絡(luò)將在以太網(wǎng)市場長期占據(jù)主導(dǎo)地位，但對企業(yè)來說，從10G以太網(wǎng)絡(luò)升級到40G甚至更高速度是保持企業(yè)競爭力的必然之選。由于大多數(shù)用戶仍在使用1G或10G的網(wǎng)絡(luò)，可提供多速率選擇的交換機更受用戶歡迎。因此，大多數(shù)交換機供應(yīng)商都提供多速率交換機，可以處理10/25/40/100G速度，同時滿足用戶當前與未來的需求。正因如此，一個40G以太網(wǎng)交換機通常帶有一些SFP+、SFP28、QSFP+和QSFP28混合端口，在數(shù)據(jù)中心里可用作核心交換機或脊層/聚合層交換機。
結(jié)論
盡管40G以太網(wǎng)正明顯呈上升趨勢發(fā)展，但下一代以太網(wǎng)究竟是向40G，25G或是100G發(fā)展的問題仍然懸而未決。適者生存，無論哪種方案將沖出重圍，目的都是為了滿足日益增長的互聯(lián)網(wǎng)需求，最后結(jié)果讓我們拭目以待。
隨著互聯(lián)網(wǎng)流量的爆炸式增長，傳統(tǒng)的10G網(wǎng)絡(luò)早已不能滿足用戶需求。無論是企業(yè)用戶或是個人用戶，高帶寬都成為一致愿景。在這種大趨勢背景下，40G與100G的時代開始到來。但由于100G市場仍不成熟，40G成為大多數(shù)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)升級10G網(wǎng)絡(luò)的首選方案。本文將深入探索40G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，逐一呈現(xiàn)40G發(fā)展至今的成果。
40G以太網(wǎng)概述
早在2007年，IEEE 802.3ba工作組首次提出將40G以太網(wǎng)作為高速以太網(wǎng)項目之一。2010年，40G以太網(wǎng)被正式批準為IEEE 802.3ba標準，允許以太網(wǎng)幀以40gbit /s的速率傳輸。該標準同時定義了包括背板、銅線、多模單模光纖通信的物理層規(guī)范。隨著40G以太網(wǎng)的發(fā)展，802.3ba標準有了很多新的補充內(nèi)容，如802.3bg-2011、802.3bj-2014、802.3bm-2015等。下表列出了一些40GbE相關(guān)的IEEE標準規(guī)范。
40G以太網(wǎng)應(yīng)用
在網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用40G以太網(wǎng)通常需要一對QSFP+光模塊與跳線相連，如OM4或OM3光纖跳線。40G光模塊依次插入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或其他組件（如40G交換機）。在所有40G應(yīng)用中，40G跳線、40G光模塊和40G交換機被認為是領(lǐng)先前三的40G以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。
40G跳線
40G跳線可分為40G以太網(wǎng)跳線和QSFP+光纖跳線。企業(yè)網(wǎng)中一般不采用40G銅線接入網(wǎng)絡(luò)，因為與10G銅線相比，其成本更高，可伸縮性更差，至今只有Cat8銅線可用于40G網(wǎng)絡(luò)。相反，40G光纖接入的組網(wǎng)方式要更加多樣化，可用的光纖跳線有40G的光纖分支跳線（如MTP-LC線纜）、主干光纜（如MPO主干光纜）和OM3、OM4、SMF等常規(guī)光纖跳線。企業(yè)網(wǎng)用戶經(jīng)常將這些跳線同時使用來實現(xiàn)40G-40G傳輸，甚至是10G到40G的網(wǎng)絡(luò)升級。
40G光模塊
根據(jù)IEEE與MSA制定的40G協(xié)議標準，市面上有兩類主要的40G模塊：QSFP+模塊和CFP模塊。QSFP+光模塊有4條發(fā)送和4條接收通道，支持40G以太網(wǎng)單多模光纖應(yīng)用。CFP模塊的尺寸規(guī)格比QSFP+更大，通常用于100G以太網(wǎng)，但也支持40G。這兩種模塊類型都有許多不同的接口類型。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，又不斷出現(xiàn)新的40G模塊端口和標準。下面列出了一些40G光模塊的主要接口類型；
40G光模塊和40G跳線搭配因其靈活性而被廣泛應(yīng)用于40G網(wǎng)絡(luò)傳輸中。然而，隨著用戶對網(wǎng)速的要求越來越高，40G DAC和40G AOC在高密度網(wǎng)絡(luò)部署中越來越常見，尤其是短距離傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中心組網(wǎng)。40G DAC和40G AOC一端或兩端都裝有QSFP+光模塊，有著功耗低，方便維護，性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)勢，是實現(xiàn)40G或4x10G光傳輸?shù)母咝詢r比方案。
40G以太網(wǎng)交換機
盡管多數(shù)IT人士判定10G網(wǎng)絡(luò)將在以太網(wǎng)市場長期占據(jù)主導(dǎo)地位，但對企業(yè)來說，從10G以太網(wǎng)絡(luò)升級到40G甚至更高速度是保持企業(yè)競爭力的必然之選。由于大多數(shù)用戶仍在使用1G或10G的網(wǎng)絡(luò)，可提供多速率選擇的交換機更受用戶歡迎。因此，大多數(shù)交換機供應(yīng)商都提供多速率交換機，可以處理10/25/40/100G速度，同時滿足用戶當前與未來的需求。正因如此，一個40G以太網(wǎng)交換機通常帶有一些SFP+、SFP28、QSFP+和QSFP28混合端口，在數(shù)據(jù)中心里可用作核心交換機或脊層/聚合層交換機。
結(jié)論
盡管40G以太網(wǎng)正明顯呈上升趨勢發(fā)展，但下一代以太網(wǎng)究竟是向40G，25G或是100G發(fā)展的問題仍然懸而未決。適者生存，無論哪種方案將沖出重圍，目的都是為了滿足日益增長的互聯(lián)網(wǎng)需求，最后結(jié)果讓我們拭目以待。