今天，每个人都希望更快地传输更多数据，而这种需求正在推动数据中心以太网速度的快速变化。超大规模数据中心正在部署100Gb以太网(100GbE)，预计在几年内升级到200GbE模块或400GbE模块，这些组织正在寻求更快的速度。一般企业数据中心，网络建设速度较慢。直到最近人们才了解到10GbE模块正在成为企业网络连接的主流，但由于现有以太网速度变化的步伐正在加快，企业数据中心是否会继续使用10GbE模块网络速度尚不明朗5或10年。实际的。相反，人们将看到数据中心网络迅速过渡到25GbE和100GbE网络。转向更快的以太网不仅仅是插入更快的网络接口卡(NIC)，它还涉及改变光纤的使用方式和数据传输方式。本文将描述以太网网络技术的变化，研究数据中心的关键需求，并探索迁移策略以适应更高网络速度的需求，同时不会中断组织的持续运营。数据中心以太网简介从发展历史来看，以太网的传输速度逐渐提高，传输速度有10Mbps、100Mbps、1GbE、10GbE和100GbE。数据中心架构实现了从1GbE到10GbE的简单过渡，但企业客户现在正在对其遗留架构进行其他更改以提高效率。网络已经从多层扁平化为主干或结构/网状设计，以便为用户提供容错、低延迟的服务。提高设备之间的数据速率可以提高服务交付率。为实现更高的速度，数据中心架构师已将信号传输方式从双工10GbE传输更改为40GbE和100GbE传输。并行传输使用更多的光纤，在10GbE组件的基础上驱动100GbE应用。事实上，40GbE之所以受到企业的广泛欢迎，是因为除了数据速率的提升，它在网络设备上提供更高密度、更低成本的10G端口，占40GbEQSFP端口使用率的50%以上。企业可以使用20根光纤（10根并行10GbE光纤）提供100GbE传输，但这种布线方案比使用4根并行10GbE线路（8根光纤，4根发送，4根接收）40GbE管理难度更大。25GbE于2016年标准化，作为以太网的基本元素，实现了从10GbE到25GbE的过渡。用25GbE取代10GbE为企业提供了一种使用四对光纤达到100GbE的方法，这在连接器和布线方面更易于管理。100GbEover25GbE与八根光纤（四根传输和四根接收）已经具有成本效益并被广泛部署。服务器连接速率正在转向25Gbps。通过结合100GbE和4×25GbE接口，可以实现更快的应用，降低成本，提高网络设备密度。50GbE的采用已经开始出现。该技术允许企业使用四个传输通道和四个接收通道达到200GbE。随着50GbE获得批准和标准化，使用相同的光纤基础设施和类似的连接将有可能实现200GbE。编码技术的变化也可以提高效率和速度。通过单模光纤从NRZ转码到PAM4比多模光纤和PSM4提供更高的效率。这些发展比通过1GbE升级到10GbE时要快得多。每GbE成本的下降、更高的传输速度和更低的延迟使这些变化更具吸引力。布线和传输要求那么这些速度如何映射到数据中心的需求呢？我们来看三种场景：传统数据中心、多租户数据中心和超大规模数据中心。传统企业数据中心使用10GbE作为典型元素，上行链路为40GbE或100GbE。许多中型企业正在考虑采用25GbE来提高100GbE的效率。企业对通过25GbE通道技术部署100GbE的兴趣也在增长。此外，企业正在从OM4光纤向OM5（宽带多模）光纤演进，这使得它们可以在每根光纤中拥有四个通道，因此光纤对中的带宽增加了4倍。例如，使用OM5光纤，单对光纤可以实现40GbE或100GbE传输，而不是8根光纤。OM5光纤可实现短波分复用(SWDM)与低成本垂直腔面发射激光器(VCSEL)。双工应用已经发展并实现了并行传输，从10Gbps增加到更高的速度。然而，数据速率的增加与WDM相结合意味着双工光纤仍然需要更高的速度。此外，25、40、50、100GbE及以上的双工光纤对可以使用WDM双向(Bi-Di)或SWDM技术提供更高的效率。多租户数据中心(MTDC)是另一种应用。与单个客户端NIC的WAN连接需要较长的单模扩展链路。尽管多模链路成本较低，但多模无法支持这种情况下的距离和速度要求。在这些情况下，MTDC将单模光纤运行到各个租户空间，并在其计算机房中使用多模光纤。事实上，在其数据中心为客户提供服务的基础设施设计可以在其从多租户数据中心租用的笼式环境中复制。与数据中心园区环境相比，许多较大的多租户数据中心(MTDC)正在采用一些与超大规模数据中心运营商相同的做法。过渡策略对于考虑新的“短距离”设计的组织，多模光纤仍将提供灵活性、能源效率，并随着数代数据速率的增长。现有和最近开发的收发器提供双工和并行选项，以满足距离和资本预算需求。第一个建议是关注成本最低的双工设计。这样做使组织能够利用当今10GbE和25GbE的双工应用程序，并能够在主干或核心中需要时进行并行化。双工连接占用与MPO连接相同的空间。只有当网络保持并行时，纯并行设计才是有效的。从平行回到双工增加了机柜空间的必要四倍。从双工设计开始，用户可以从双工转到并行再回到双工，而无需因数据速率提高而重新使用光纤端口。例如，使用10Gbps作为基准，四个光纤对将提供40GbE上行链路(4x10Gbps)。同样的光纤布线，增加到25GbE可以提供100Gbps的信道速率。随着网络技术的发展，组织可以利用短波波分复用(SWDM)等技术，并可以通过单根光纤提供相同的40GbE或100GbE，从而保留原来部署的光纤并继续使用它。随着最近OM5宽带多模光纤的标准化，短距离多模基础设施的价值显着增加。OM5可以提供支持与OM3和OM4相同的传统短波应用的能力，并且在许多情况下，它可以扩展布线架构的可支持距离和/或设计灵活性。除其他外，它提供的最大价值是能够支持更高频率的波长，从而能够更有效地实施短波分复用(SWDM)等技术。这种方法可以使用具有成本效益的VCSEL技术在光纤对上提供四倍的带宽。由于数据中心的网络连接需要更高的速度，如果使用用于初始10/100GbE部署的相同并行设计，光纤数量可能会失控。通过从双工设计开始并使用单模光纤和OM5多模光纤，数据中心运营商可以轻松升级到更高速度的以太网标准，同时有效地利用空间和布线。
