40G以太网的部署理由及市场潜力

1月5日消息，40G以太网正成为不可阻挡的商业趋势。虽然10G以太网仍被广泛运用于数据中心，但CIO和IT经理们必须提前考虑未来需求（参见图1）：高带宽应用，例如服务器虚拟化和云计算、数据中心光纤整合、以及最终用户对于更高性能计算的需求。对更快的数据传输速率的需求将不断增长并对网络生产效率和OPEX成本带来重要意义。

2010年6月，IEEE适时行动，正式采纳了IEEE标准802.3baTM，为40G以太网和100G以太网的发展铺平了道路。随着速度的提升，网络能够将新发现的10G以太网资源移动到接入层，让更强大的40G以太网设备处理聚合层及核心层的流量。分析师的预测和原始设备制造商的全力开发说明，40G以太网必将成为IT环境不可或缺的一部分，剩下的只是时间和方式问题。

图1：驱动高速以太网需求的当前趋势

本白皮书将分析40G以太网的未来发展以及它对网络架构的影响，并为IT经理解释迁移到新的标准需要哪些准备工作。

40G以太网的商业现状

自1980年2月IEEE802标准委员会成立之时起，以太网在各个层面中的输送速度有了显著提升，间隔时间却大幅缩短。现在，距10G以太网标准的确立仅八年之后，IEEE就已经采纳了802.3ba，为40G以太网和100G以太网铺平了道路。

图2：代表前沿部署趋势；大面积市场部署通常晚几年

如图2所示，接入层内的I/O数据传输速率每24个月翻一倍，而核心层传输速率大约每18个月翻一倍。40G以太网背后的主要驱动力是新一代高速、高需求计算应用和技术，其中包括虚拟服务器和云计算的扩展部署。截至2009年末，将近有五分之一的新服务器中实现虚拟化1。同时，经济形势带来的财务压力也让网络不得不寻找整合资源的方法，以便降低OPEX和总体拥有成本。

图3：40G以太网和100G以太网的多模和单模实施成本

多模光缆40G以太网拥有四倍容量，且可经济地迁移至100G以太网（参见图3），显然是数据网络发展的下一目标。考虑到迫切程度的增加以及价格的降低等因素，市场调研公司Dell''Oro集团的分析师认为，到2013年，40Gbps光缆市场的成交金额将达到145亿美元2。

IT经理是否应暂缓部署40G以太网技术而等待100G以太网面市有一些争论，但鉴于40G以太网的设计灵活性和相对100G以太网的成本优势，这一问题很快沉寂。目前，40G以太网可以有效地部署在数据中心网络的聚合链路内。到2016年，40G以太网还将普遍应用于接入链路，实现图4所示的服务器连接。作为40G以太网的补充，100G以太网更适合电信服务提供商和数据中心核心链路。

图4：40G以太网交换设备成为主流的预测时间表

对于有意保持竞争力的IT经理和CIO来说，40G以太网是增加所需带宽的最佳选择，但如果规划不当，网络运营商在面临升级需求时可能措手不及。

本文详细说明了全面评估、规划和指定40G以太网网络升级的过程。如图4所示，虽然距离40G以太网大面积普及尚需数年，但IT经理和CIO最好马上着手迁移规划。

40G以太网：详细情况

40G以太网和100G以太网是由IEEE802.3ba工作小组开发的以太网标准，支持每秒40和100Gb的以太网帧传送，同时确立了通过主干网络、铜缆布线、多模光缆和单模光缆通信的物理层规范。40G以太网/100G以太网标准的正式开发始于2008年1月，2010年6月正式获得批准。

40G以太网网络层的核心是一对经电缆（比如OM4或OM3光缆）连接的收发器。收发器继而插入网络服务器或各种组件，如网络接口卡和交换机等。

图5：针对第1代部署规划的收发器尺寸

收发器：40G以太网收发器（图5）是按照几个标准尺寸开发的。CFP（C型可插入）收发器拥有12个10Gb/s发射通道和12个10Gb/s接收通道，只支持一个100G以太网端口或最多三个40G以太网端口。其尺寸较大，适合单模光缆，也可轻松地匹配多模光缆或铜缆。CXP尺寸的收发器也在每个方向上提供12个通道，但比CFP小很多，适合多模光缆和铜缆。QSFP（四通道小型可插入）与CXP尺寸相当，提供4个发射通道和4个接收通道，支持目前的40G以太网多模光缆和铜缆应用，未来也可能支持单模应用。QSFP还可能在通道速率增至25Gb/s后投入100GE应用。

图6：10G以太网和40/100G以太网的布线选择

电缆和连接件：如图6所示，光缆和铜缆均可用于40G以太网布线。可支持的信道长度取决于电缆和收发器类型。关于连接件，802.3ba标准中唯一明确指出的变化是在多模收发器上使用MPO型连接器，以便支持多芯并行光纤信道。

对于在40G或100G下运行的数据中心环境，通常推荐OM3和OM4多模光缆布线，两者的距离支持比铜缆解决方案更广泛的部署配置，且成本低于单模光缆解决方案。

图7：多模光缆10/40/100G以太网的以太网信道配线布局

IEEE802.3以太网信道布局