400G以太网标准为连接器行业发展助力

本论文介绍IEEEStd802.3bs-2017标准在400G和200G以太网中的应用。为了满足云数据中心日益增长的带宽需求,新标准继续推动以太网的快速发展。现有的400G规格只采用覆盖光纤介质,提高了光道速度的极限和链路中平行光纤的数量。同大部分新以太网标准一样,业界已发展出许多新的收发器、连接器和电缆,以适应新的400G标准。这是一个以太网创新的新时代,毫无疑问,它会带来新的发展,并将持续到未来的某个时候。


以太网标准从1G发展到400G


以太网络的发展速度令人震惊,达到了400G。从1997年的1Gbps到2004年的10Gbps,到2010年的100Gbps,再到2014年的4通道(4×25Gbps)100Gbps,我们需要花费一些时间来达到400G。2017年12月6日,IEEE正式批准了802.3bs标准的200G和400G版本。因特网对云数据中心的需求日益增长,这必然要求更宽的带宽,因此800Gbps或1600Gbps以太网预计也不会太远。



IEEE一如既往地使用现有标准来构建通向400G的道路。目前传输速率的主要特点和局限性是采用目前的电子技术实现单通道串行率。最近发布的100Gbps以太网标准基于4个25Gbps的并行通道,事实证明,这是400G开发的天然起点。不过,400G显然需要一种方法来将信道数据率提高到50Gbps,并已开始着手实现100Gbps光学信道,利用这些新成果,将会给400G以太网带来巨大优势。


以太网络标准逐年发展


我们有多种方式来达到400G,同时也要考虑网络产业的各种折衷和需求。因为400G标准把物理介质限制在只使用多模和单模光纤,所以链路中的光纤数量显然是一个关键问题。我们已经知道,多根平行光纤对于长达500米的短距离连接来说是可以接受的,但是对于成本过高的长光纤来说(2000米到1万米)就不太合适了。然而,使用16x25Gbps并行信道的400G数据速率要求每个链路32个光纤进行收发。IEEE工作组在制定400G的规范时,采用了多种技术和方法,为短距离多模光纤以及使用各种不同光纤和线路速率的远距离单模光纤定义了可接受的经济有效的解决办法。另外,根据400G标准设置的200G标准集还被指定为400G的实用迁移通道。


研究与开发PAM4编码技术


在达到400G时,信道速率为50Gbps,首要决定是改变信号编码方式。迄今为止,所有的以太网标准都是采用简单的2级非归零(NRZ)方法,把二进制数据流编码成可传输的电信号。为提高信道数据率,必须采用称为4级脉冲幅度调制(PAM4)的编码方案,该方案可有效地使同一时间量传输的数据量加倍。