如今，每個(gè)人都希望更快地移動(dòng)更多的數(shù)據(jù)，而這種需求正推動(dòng)數(shù)據(jù)中心以太網(wǎng)速度的快速變化。超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心正在部署100千兆以太網(wǎng)（100GbE），期望在幾年內(nèi)將其升級(jí)到200GbE模塊或400GbE模塊，并且這些組織正在尋求更快的速度。在一般的企業(yè)數(shù)據(jù)中心，其網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度進(jìn)展緩慢。只有最近人們了解到10GbE模塊成為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接的主流，但由于現(xiàn)有以太網(wǎng)的速度變化的步伐正在加快，所以10GbE模塊網(wǎng)絡(luò)速度在企業(yè)數(shù)據(jù)中心將持續(xù)應(yīng)用5年或10年的時(shí)間這并不實(shí)際。相反，人們將看到數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)正在快速的向25GbE和100GbE的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型。

移動(dòng)到更快的以太網(wǎng)不僅僅是接入更快的網(wǎng)絡(luò)接口卡（NIC），還要涉及到光纖使用方式的變化以及數(shù)據(jù)的傳輸方式的改變。本文將介紹以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的變化，研究數(shù)據(jù)中心的主要需求，并探索適應(yīng)更高網(wǎng)絡(luò)速度需求的遷移策略，而不會(huì)中斷組織正在進(jìn)行的操作。

數(shù)據(jù)中心以太網(wǎng)的簡要介紹

從發(fā)展歷史上看，以太網(wǎng)速度在10 Mbps，100 Mbps，1GbE，10GbE和100GbE的傳輸速度上逐步增長。數(shù)據(jù)中心架構(gòu)從1GbE到10GbE進(jìn)行了簡單的過渡，但是現(xiàn)在企業(yè)客戶正在對(duì)其傳統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行其他更改，以提高效率。網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)從多層到脊線或結(jié)構(gòu)/網(wǎng)格設(shè)計(jì)扁平化，為用戶提供容錯(cuò)，低延遲的服務(wù)。增加設(shè)備之間的數(shù)據(jù)速率可以提高服務(wù)交付率。

為了實(shí)現(xiàn)更高的速度，數(shù)據(jù)中心架構(gòu)師已經(jīng)改變了從雙工10GbE傳輸?shù)?0GbE和100GbE傳輸?shù)男盘?hào)傳輸方式。并行傳輸使用更多的光纖，并且在10GbE元件的基礎(chǔ)上，驅(qū)動(dòng)100GbE的應(yīng)用。事實(shí)上，40GbE一直受到企業(yè)的廣泛歡迎，因?yàn)槌�了�?shù)據(jù)速率的提升，它在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上提供了更高密度和更低成本的10G端口，占40GbE QSFP端口使用率的50％以上。企業(yè)可以使用20條光纖（10條并行10GbE光纖）提供100GbE的傳輸，但這種布線方案與使用四個(gè)并行10GbE線路（八條光纖，四條用于發(fā)送，四條用于接收）40GbE相比，更難以管理。

25GbE在2016年實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，作為基本的以太網(wǎng)元件，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從10GbE到25GbE的轉(zhuǎn)變。使用25GbE替換10GbE，這為企業(yè)提供了一種使用四個(gè)光纖對(duì)達(dá)到100GbE的方法，這更容易以連接器和布線方式進(jìn)行管理�；�于25GbE的100GbE具有八條光纖（四條發(fā)送和四個(gè)接收）已經(jīng)具有成本效益并被廣泛部署。服務(wù)器連接速率正在轉(zhuǎn)向25Gbps.而通過將100GbE與4×25GbE接口相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)更快的應(yīng)用，降低成本，提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備密度。

而50GbE的采用已顯見端倪。該技術(shù)允許企業(yè)使用四個(gè)發(fā)送和四個(gè)接收通道達(dá)到200GbE.隨著50GbE的批準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化，將可能使用相同的光纖基礎(chǔ)設(shè)施和類似的連接實(shí)現(xiàn)200GbE.

編碼技術(shù)的變化也可以提高效率和速度。通過多模光纖和PSM4，通過單模光纖從NRZ編碼轉(zhuǎn)換為PAM4可提供更高的效率。這些發(fā)展速度比通過1GbE升級(jí)10GbE時(shí)要快得多。每GbE的成本下降，更高的傳輸速度，以及更低的延遲使這些變化更具吸引力。

布線和傳輸要求

那么這些速度如何映射到數(shù)據(jù)中心的需求？以下來看三種情況：傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，多租戶數(shù)據(jù)中心，以及超大型數(shù)據(jù)中心。

傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)據(jù)中心采用10GbE作為典型元素，上行40GbE或100GbE.許多中型企業(yè)正在考慮采用25GbE來提高100GbE的效率。而通過25GbE通道技術(shù)，企業(yè)對(duì)于部署100GbE的興趣也在增長。此外，企業(yè)正在從OM4演變?yōu)镺M5（寬帶多模）光纖，這使得它們在每個(gè)光纖中具有四個(gè)通道，因此一個(gè)光纖對(duì)中的帶寬提高4倍。例如，使用OM5光纖，單個(gè)光纖對(duì)可以實(shí)現(xiàn)40GbE或100GbE傳輸，而不需要8條光纖。OM5光纖能夠?qū)崿F(xiàn)具有成本較低的垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）的短波分復(fù)用（SWDM）。

雙工應(yīng)用已經(jīng)得到演進(jìn)，并且實(shí)現(xiàn)并行傳輸，從10Gbps提高到更高的速度。但是，數(shù)據(jù)速率的提高與WDM相結(jié)合意味著雙工光纖仍然需要更高的速度。此外，使用WDM雙向（Bi-Di）或SWDM技術(shù)，25，40，50，100GbE及以上的雙工光纖對(duì)可以提供更高的效率。

多租戶數(shù)據(jù)中心（MTDCs）是另一個(gè)應(yīng)用。與單個(gè)客戶端網(wǎng)卡的WAN連接需要長的單模擴(kuò)展鏈接。盡管多模鏈路成本較低，但多模式不能支持這種場景的距離和速度要求。在這些情況下，MTDC將單模光纖運(yùn)行到單個(gè)租戶空間，并在其機(jī)房中使用多模光纖。實(shí)際上，在其數(shù)據(jù)中心中為客戶端提供服務(wù)的基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)可以在其從多租戶數(shù)據(jù)中心租賃的籠式環(huán)境中復(fù)制。與數(shù)據(jù)中心園區(qū)環(huán)境相比，許多較大的多租戶數(shù)據(jù)中心（MTDCs）正在采用一些與超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商相同的做法。

過渡策略

對(duì)于考慮新的"短距離"設(shè)計(jì)的組織，多模光纖仍將提供靈活性，能源效率和，以及數(shù)代數(shù)據(jù)速率增長�，F(xiàn)有和近期開發(fā)的收發(fā)器可以提供雙工和并行選項(xiàng)，以適應(yīng)距離和資本預(yù)算的需求。第一個(gè)建議是關(guān)注最低成本的雙工設(shè)計(jì)。這樣做使組織能夠在10GbE和25GbE的當(dāng)今利用雙工應(yīng)用，具有在脊柱或核心需要時(shí)并行的能力。雙工連接占用與MPO連接相同的空間。純粹的并行設(shè)計(jì)是有效的，只有當(dāng)網(wǎng)絡(luò)保持并行。從平行回到雙工可以增加必要的四倍機(jī)柜空間。

從雙工設(shè)計(jì)開始，用戶可以從雙工轉(zhuǎn)移到并行，并返回到雙工，而不會(huì)因數(shù)據(jù)速率的增加而重新使用光纖端口。例如，使用10 Gbps作為基準(zhǔn)，四個(gè)光纖對(duì)將提供40GbE上行鏈路（4×10 Gbps）。同樣的光纖布線，增加到25GbE可以提供100Gbps的通道速率。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，組織可以利用諸如短波波分復(fù)用（SWDM）的技術(shù)，并且可以通過單條光纖提供相同的40GbE或100GbE，從而保留原來部署的光纖，并繼續(xù)使用。

隨著近期OM5寬帶多模光纖實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，短距離多�；�礎(chǔ)設(shè)施的價(jià)值大大增加。OM5可以提供支持與OM3和OM4相同的傳統(tǒng)短波長應(yīng)用的能力，在許多情況下，它可以擴(kuò)展布線架構(gòu)的可支持距離和/或設(shè)計(jì)靈活性。除此之外，它提供的最大價(jià)值是能夠支持更高頻率的波長，從而實(shí)現(xiàn)諸如短波波分復(fù)用（SWDM）等技術(shù)的更有效的實(shí)現(xiàn)。這種方法可以使用成本效益高的VCSEL技術(shù)在光纖對(duì)上提供四倍的帶寬。

隨著數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)連接需要更高的速度，如果使用與初始10 / 100GbE部署相同的并行設(shè)計(jì)，光纖計(jì)數(shù)就會(huì)失控。通過開始雙工設(shè)計(jì)，并采用單模光纖和OM5多模光纖，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商可以輕松地升級(jí)到速度更高的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)有效利用空間和布線。