如今，每個人都希望更快地移動更多的數(shù)據(jù)，而這種需求正推動數(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），期望在幾年內將其升級到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)絡建設速度進展緩慢。只有最近人們了解到10GbE模塊成為企業(yè)網(wǎng)絡連接的主流，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)絡速度在企業(yè)數(shù)據(jù)中心將持續(xù)應用5年或10年的時間這并不實際。相反，人們將看到數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡正在快速的向25GbE和100GbE的網(wǎng)絡轉型。

移動到更快的以太網(wǎng)不僅僅是接入更快的網(wǎng)絡接口卡（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)絡技術的變化，研究數(shù)據(jù)中心的主要需求，并探索適應更高網(wǎng)絡速度需求的遷移策略，而不會中斷組織正在進行的操作。

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)中心架構從1GbE到10GbE進行了簡單的過渡，但是現(xiàn)在企業(yè)客戶正在對其傳統(tǒng)架構進行其他更改，以提高效率。網(wǎng)絡已經從多層到脊線或結構/網(wǎng)格設計扁平化，為用戶提供容錯，低延遲的服務。增加設備之間的數(shù)據(jù)速率可以提高服務交付率。

為了實現(xiàn)更高的速度，數(shù)據(jù)中心架構師已經改變了從雙工10GbE傳輸?shù)?0GbE和100GbE傳輸?shù)男盘杺鬏敺绞�。并行傳輸使用更多的光纖，并且在10GbE元件的基礎上，驅動100GbE的應用。事實上，40GbE一直受到企業(yè)的廣泛歡迎，因為除了數(shù)據(jù)速率的提升，它在網(wǎng)絡設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年實現(xiàn)標準化，作為基本的以太網(wǎng)元件，已經實現(xiàn)了從10GbE到25GbE的轉變。使用25GbE替換10GbE，這為企業(yè)提供了一種使用四個光纖對達到100GbE的方法，這更容易以連接器和布線方式進行管理。基于25GbE的100GbE具有八條光纖（四條發(fā)送和四個接收）已經具有成本效益并被廣泛部署。服務器連接速率正在轉向25Gbps.而通過將100GbE與4×25GbE接口相結合，可以實現(xiàn)更快的應用，降低成本，提高網(wǎng)絡設備密度。

而50GbE的采用已顯見端倪。該技術允許企業(yè)使用四個發(fā)送和四個接收通道達到200GbE.隨著50GbE的批準和標準化，將可能使用相同的光纖基礎設施和類似的連接實現(xiàn)200GbE.

編碼技術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編碼轉換為PAM4可提供更高的效率。這些發(fā)展速度比通過1GbE升級10GbE時要快得多。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，企業(yè)對于部署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，這使得它們在每個光纖中具有四個通道，因此一個光纖對中的帶寬提高4倍。例如，使用OM5光纖，單個光纖對可以實現(xiàn)40GbE或100GbE傳輸，而不需要8條光纖。OM5光纖能夠實現(xiàn)具有成本較低的垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）的短波分復用（SWDM）。

雙工應用已經得到演進，并且實現(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，25，40，50，100GbE及以上的雙工光纖對可以提供更高的效率。

多租戶數(shù)據(jù)中心（MTDCs）是另一個應用。與單個客戶端網(wǎng)卡的WAN連接需要長的單模擴展鏈接。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將單模光纖運行到單個租戶空間，并在其機房中使用多模光纖。實際上，在其數(shù)據(jù)中心中為客戶端提供服務的基礎架構設計可以在其從多租戶數(shù)據(jù)中心租賃的籠式環(huán)境中復制。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)中心運營商相同的做法。

過渡策略

對于考慮新的"短距離"設計的組織，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，以適應距離和資本預算的需求。第一個建議是關注最低成本的雙工設計。這樣做使組織能夠在10GbE和25GbE的當今利用雙工應用，具有在脊柱或核心需要時并行的能力。雙工連接占用與MPO連接相同的空間。純粹的并行設計是有效的，只有當網(wǎng)絡保持并行。從平行回到雙工可以增加必要的四倍機柜空間。

從雙工設計開始，用戶可以從雙工轉移到并行，并返回到雙工，而不會因數(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，四個光纖對將提供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)絡技術的發(fā)展，組織可以利用諸如短波波分復用（SWDM）的技術，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寬帶多模光纖實現(xiàn)標準化，短距離多�；�礎設施的價值大大增加。OM5可以提供支持與OM3和OM4相同的傳統(tǒng)短波長應用的能力，在許多情況下，它可以擴展布線架構的可支持距離和/或設計靈活性。除此之外，它提供的最大價值是能夠支持更高頻率的波長，從而實現(xiàn)諸如短波波分復用（SWDM）等技術的更有效的實現(xiàn)。這種方法可以使用成本效益高的VCSEL技術在光纖對上提供四倍的帶寬。

隨著數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡連接需要更高的速度，如果使用與初始10 / 100GbE部署相同的并行設計，光纖計數(shù)就會失控。通過開始雙工設計，并采用單模光纖和OM5多模光纖，數(shù)據(jù)中心運營商可以輕松地升級到速度更高的以太網(wǎng)標準，同時有效利用空間和布線。