數據中心網絡中的40GBASE-T

數據中心網絡基礎設施正在見證由不斷增加的帶寬和網絡性能需求推進的變革。10 千兆位以太網是當今數據中心的實際標準，而 40G 以太網的採用率愈來愈高。雖然 40G 以太網標準已存在於 SM 光纖和基於 MPO的 MM 光纖電纜中，標準化組織目前正在銅質雙絞線系統上開發 40GBASE-T 以太網。如此高的網絡速度對電纜部件和電纜系統提出了嚴格的性能要求。本文介紹了在確保安裝的電纜擁有充足性能方面的挑戰，並重點探討了現場認證測試。

 

40G 以太網物理層替代方案 - 單模光纖

因爲具備長傳輸距離和出色的傳輸性能，單模光纖專用於將 40Gbps 數據傳輸到相距長達 10千米的位置 (40GBASE-LR4)。物理層電子和光學設備包含四個通道，每一個通道經過不一樣的波長傳輸 10Gbps 數據。若是預算充足，或者鏈路距離很長，則單模光纖是最佳選擇

 

多模光纖

具備並行光學 MPO 接口的多模光纖是當今最經常使用的 40G 以太網媒介 (40GBASE-SR4)。與單模相比，網絡硬件成本更低，而且它支持數據中心網絡中的全部典型鏈路長度（對於 OM3 電纜最長爲 100 米，對於 OM4 爲 125米）

 

銅質雙芯電纜

對於長度不超過 7 米的短距離通道，40GBASE-CR4標準規定須要使用銅質雙芯電纜組件。典型應用是互連聯網設備，這些設備位於彼此相鄰的物理位置。

 

銅質雙絞線

最新研究進展建議保留銅結構電纜系統，它將成爲40G 以太網光纖鏈路的重要替代品。在將來幾年，銅質雙絞線極可能會保持其相比光纖的成本優點。銅質電纜被認爲更容易安裝和維護。重要的是，雙絞電纜的 BASE-T 網絡標準向後兼容自動協商功能。這讓組織可以逐步升級到更高速度，並更好地控制資本支出。

 

將這些因素綜合在一塊兒考慮的結論是：

• 40GBASE-T 將使用 1 MHz 至大約 1600Mhz 的帶寬頻譜

• 電纜最大長度將限制爲約 30 米

• 規定電纜通道使用的鏈接器數量可能少於 4 個

好消息是，很大比例的數據中心鏈路長度都處於此 30 米限制範圍內。研究代表，超過 80% 的數據中心鏈路的長度都不超過 30 米，於是可以受益於 40GBASE-T。

40G 銅質電纜的現場測試

雖然電纜技術和半導體技術能夠爲 40Gbps 銅質雙絞電纜以太網提供支持，但普遍的市場採用還要求考慮其餘要素。其中一個關鍵要素就是現場測試儀器的可用性，須要使用它們來識別和認證適用於 40GbE 的已安裝電纜。

測量帶寬

如同 300 毫升軟飲料須要 400 毫升容量的瓶子才能輕鬆注入同樣，用於支持 1,600 MHz 傳輸的電纜系統將指定爲 2,000MHz，而且現場測試儀一般須要支持更高的測量帶寬。雖然 40 GBASE-T 的許多方面仍處於早期開發階段，但也有一個值得注意的例外，那就是現場測試。Softing IT Networks WireXpert 是一款具備表明性的現場測試儀，它可提供充足的測量帶寬以便在草案標準化階段以及標準化以後檢驗 40GBASE-T 電纜系統。IEEE 已使用此儀器完成有關電纜系統射頻性能的大量研究工做。

總結

儘管無線和光纖基礎設施正在不斷髮展，但在可預見的將來，銅質電纜仍將是企業網絡的主要媒介。在設計面向將來15 至 20 年的基礎設施時，設計人員必須考慮到這樣一個事實，那就是頗有可能會定40GBASE-T 系統，並且該系統在5-10 年內將普及開來。在支持如此高的數據速率方面存在技術挑戰，其中一項主要挑戰就是物理層設備的複雜性。爲了建立完整的生態系統以便 40GBASE-T 等技術獲得普遍應用，相關行業須要適用於該技術的電纜系統、聯網設備、標準化和現場測試儀器。在過去，多種因素致使對更寬的帶寬進行現場測試受到了限制，但如今，至少有一款可從市面購買的現場測試儀可以對帶寬高於 2,000 MHz 的電纜進行認證測試，而且有望知足將來 40GBASE-T 系統的現場測試須要。