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发布日期: 2021年2月16日

400G技术即将到来,您准备好了吗?

我们现在比以往任何时候都更多地使用数据网络。想想看:这些依赖于网络的技术有多少每天都在被使用?

  • 物联网(IoT)
  • 云计算
  • 边缘计算
  • 虚拟现实
  • 超高清(4K和8K)视频流
  • 人工智能

答案是:可能比您想象的还要多。

而这些仅仅是我们今天拥有的技术。谁知道还会有什么创新技术,造成网络流量更急剧地增长?而且,5G时代正在到来,我们可以预计这种网络使用趋势会像滚雪球一样越来越多。

因此,网络和数据中心运营商正在与设备制造商合作,在其实验室内验证支持400G以太网的新网元。这项实验室工作的成功可帮助运营商满足与客户达成的服务等级协议,这些客户期望数据传输的速度更快、容量更高,同时降低每比特的传输成本和功耗(并提高自身的盈利能力)。

这一切都意味着需要认真看待400G并把握它带来的机遇。

400G有多快?迅速、深入地了解400G技术

答案是:400G以太网链路的实际速率可达425 Gbit/s。是的,您没有看错。

IEEE P802.3bs标准定义了400G以太网数据速率的技术规范。该标准还确定了一个强制性的前向纠错(FEC)机制,不仅可以检测传输中的错误,还可以纠正这些错误。FEC机制所需的其它比特包括在425 Gbit/s线路速率中。

是什么让400 Gbit/s传输成为可能?答案是因为采用了四电平脉冲幅度调制(PAM4)。通过使用PAM4,运营商可以针对不同外形尺寸的光模块(如OSFP和QSFP-DD)实施8个50G通道或4个100G通道。这种新颖的光收发器结构支持通过多波长或并行光纤传输高达400 Gbit/s的以太网数据。

然而,多电平调制使得分析变得更加复杂,因此我们需要先进的工具,如PAM4眼图直方图和预加重与均衡功能来应对这种复杂程度。

400G部署:我们取得了多大进展?

网络运营商目前正在测试新的网络设备,如交换机和路由器,这些网络设备可以支持400G客户端接口以及其它400G传输设备。他们还在升级自己的网络基础设施。但这一切的速度没有可能的那么快。

400G网络部署:有哪些挑战?

一句话:有好多。

光收发器是400G部署的最关键因素。它们的发展成熟度、可用性、成本和可靠性还没有达到运营商希望的水平。

此外,许多不同类型的收发器通常用于距离不同的不同环境。QSFP56-DD和OSFP收发器被用于运营商实验室和数据中心内的400G网络,而相干的光模块被用在数据中心互连和城域网应用中,并很快会被用到海底网络中。

与此同时,在大型数据中心里,端口致密化仍在继续。运营团队正在增加汇聚链路的容量,从10GE链路升级到25GE或50GE链路,从100GE链路升级到200GE或400GE链路。

网络测试和监测也变得比以往任何时候都更加重要。毕竟,400G链路的性能对于5G新服务能否成功至关重要。在运营商评估服务提供商所提供的体验质量时,延迟测量仍然是一个关键的行业基准。最佳体验质量还取决于数据吞吐量、丢帧、延迟变化(抖动)和其它参数。

鉴于400G链路本身会带来很多挑战,因此部署即插即用的网络并不现实。网络运营商会需要进行投资,以确保其网络高效地支持新技术有望实现的各种服务。这些投资必须涵盖物理(第1层:光纤、连接器、连接等)和更高级别[第2层(数据链路-以太网)和第3层(网络-IP)]器件。

400G网络测试要求:它们有哪些?

测试要求会因测试背景而异。

在现场进行测试

现场技术人员和工程师必须升级其测试流程,以包括400G传输所需的器件。在物理测试方面,技术人员必须能够评估连接器、接口和光纤是否符合400G要求的更高性能标准。

必须使用以下标准来验证400G收发器:

  • 前向纠错前后的误码率评估
  • 功耗
  • 温度监测
  • 使用直方图评估或预加重/均衡对信号进行物理评估

在运营商实验室内进行测试

运营商正在从网络设备制造商那里获得新的器件,但在将这些器件用于400G网络之前,必须在自己的实验室中进行压力测试,以全面彻底地评估它们。因此,运营商使用基于RFC 2455或误码率测量等标准化测试程序来进行测试并确定基准。

提供服务

最终客户担心的是自己收到的服务的性能。这些服务的质量由吞吐量、延迟、抖动和丢帧等因素决定。服务等级协议根据公认的标准化程序(如ITU-T Y.1564)定义了这些参数。

为了满足SLA目标,运营商不仅要验证第二层以太网帧性能,还要验证第三层IPv4和IPv6数据包效率。

再问一次:400G技术即将到来,您准备好了吗?

未来5年将发生一场巨大的数字化变革,部署400G技术是其最重要的推动因素之一。

这就是为什么已经开始对400G(及以上)解决方案进行大规模投资的原因。业内正在部署基于400G链路的可靠网络基础设施,这将使网络连接的数量几乎无限。

获得正确的测试、监测和分析工具

EXFO的FTBx-88460解决方案为您提供验证400G网络所需的各种测试应用和高级工具。它们面向未来,因为它们不仅支持当前的光接口,而且被设计成可测试新出现的光技术。

EXFO的FTBx-88460解决方案提供了新颖的开放式收发器系统(OTS),支持QSFP-DD和OSFP 400G接口。它也可以支持更新的技术,如相干的ZR和ZR+收发器。

可靠地升级网络基础设施仍然是一个永恒的挑战。EXFO的解决方案使运营商能够在未来几年里成功地应对这一挑战。

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