对于在其历史上第一次,IEEE已经同时发布两个以太网标准:40千兆以太网(40GE)和100千兆以太网(100GE),两者均由802.3ba标准工作组定义。
IEEE有史以来第一次发布了两个版本以太网标准同时:由802.3ba任务组定义的40千兆以太网(40 ge)和100千兆以太网(100 ge)。
预计40GE最初将用于支持成本敏感的应用程序,例如雷竞技电脑网站交换机聚合和高性能服务器互连,而100GE将用于核心路由器互连和DWDM传输设备等苛刻需求。一旦需要更高的性能或更高的密度,并且随着部署量的增加,其成本会雷竞技电脑网站降低,100GE也将用于数据中心。
40GE的光学接口,也称为光学“依赖于物理介质”或PMDs,定义如下:
* 40GBASE-SR4: om3级多模光纤(MMF)最大链路长度为100米。
* 40GBASE-LR4:对单模光纤(SMF)10公里最大链路长度。
为100GE定义的的PMD有以下几方面:
* 100GBASE-SR10: om3级多模光纤(MMF)最大链路长度为100米。
* 100GBASE-LR4:单模光纤(SMF)最大链路长度为10公里。
* 100GBASE-ER4:单模光纤(SMF)最大链路长度为40公里。
下面是对这些接口所使用的技术方法的更详细的描述,以及对几个已经存在或正在定义的可支持各种40GE和100GE PMDs的光收发模块形式因子的描述。
40 g以太网接口
定义了两种类型的电子接口来互连40GE光收发模块和主机板。两者都基于4条独立的车道,每条的载客量为10.3125Gbps。第一个称为“40Gigabit附件单元接口”,或XLAUI,假设在光收发模块中有重定时功能。第二个称为“40gigabit并行物理接口”,或XLPPI,假设模块中没有重定时。
IEEE 802.3ba为40GE定义了两个光学PMD接口,一个用于多模光纤,另一个用于单模光纤:
* 40GBASE-SR4:该光接口基于4条独立的全双工10.3125Gbps光链路,支持在om3型(即2000 MHz*km带宽)多模光纤上的最大距离为100米。四个独立的850nm激光器作为发射器,每个连接到四个独立的光纤。同样,接收器由四个连接到另一组四个独立光纤的探测器组成。在一个典型的实现中,这八根光纤将成为单个光纤带电缆的一部分,该电缆通过一个MPO/ mtp型光连接器连接到收发模块。
* 40GBASE-LR4:该光学接口基于四种不同的CWDM波长,在1300nm窗口,每一种波长的传输速率为10.3125Gbps,在标准单模光纤上支持10公里的最大距离。四个独立的,非冷却的CWDM激光器被用作发射机,并且四个波长被光复用到一个单一的光纤。接收器采用类似的配置,入射光纤上的四个CWDM波长被光解多路复用成四个独立的光探测器。在这个PMD上使用一组双工单模光纤,类似于10GBASE-LR或1000BASE-LX接口。
此外,最近的IEEE 803.3 bg任务小组正在定义40GBASE-FR,一种基于单个1550nm 40G激光器的新型40GE PMD,它的目标是电信运营商环境中的多协议应用,但预计它不会大量应用于传统以太网应用。
目前有两种可以支持这些40GE的PMD光收发器模块的形式的因素:
* CFP。这项最新的多来源协议(MSA)于2009年3月宣布,Finisar是其创始成员之一。它定义了机械特性、mdio管理接口、电气连接器和热插拔模块的插拔,可支持各种40G和100G以太网、SONET/SDH和OTN应用程序。它还包括热管理系统的定义。可以获得更多关于CFP的信息在这里。在CFP形状因子可以支持40GBASE-SR4,40GBASE-LR4和40GBASE-FR的PMD,与XLAUI电接口到主机板。
* QSFP:该较旧的MSA还限定的机械特征,基于I2C的管理接口,电连接器和引脚热插拔,高密度形式因子的。最初创建支持4x2.5G接口,其规范最近已经更新,以支持4x10G应用,如40GE和InfiniBand QDR。该文件(也称为QSFP +)目前正由SFF委员会SFF-8436下保持。的QSFP形状因数只能支持40GBASE-SR4和40GBASE-LR4的PMD与未重新定时XLPPI电接口到主机板。由于房地产和热管理的局限性,它并不期望串行40G的PMD如40GBASE-FR或ITU-T G.693接口可以由QSFP外形在不久的将来得到支持。
100 g以太网接口
还定义了两种类型的电子接口来互连100GE光收发模块和主机板。两者都基于10条独立的车道,每条的行驶速度都是10.3125Gbps。第一种称为“100Gigabit Attachment Unit Interface”,或CAUI,假设在光收发模块中有重定时功能,而第二种称为“100Gigabit Parallel Physical Interface”,或CPPI,假设模块中没有重定时功能。
为100GE光纤定义了三个光学PMD接口,一个用于多模光纤,另两个用于单模光纤:
* 100GBASE-SR10:该光接口基于10条独立的全双工10.3125Gbps光链路,支持在om3型(即2000 MHz*km带宽)多模光纤上的最大距离为100米。十个独立的850nm激光器被用作发射器,每个连接到十个独立的光纤。同样,接收器由10个连接到另一组10个独立光纤的照片探测器组成。在一个典型的实现中,这20根光纤将成为单个光纤带电缆的一部分,通过单个MPO/ mtp型光连接器连接到收发模块。
* 100GBASE-LR4:该光学界面是基于在1300纳米窗口中的四个不同LAN-WDM波长,每个发射在25.8Gbps和支撑10公里在标准单模光纤的最大距离。四个独立的,冷却的LAN-WDM激光器作为发射器,其被光学多路复用到一个单一的纤维。该接收机遵循类似的配置,其中在入局光纤的四个LAN-WDM波长光学解复用为四个独立的光检测器。双工组单模光纤的是在此PMD,类似于40GBASE-LR4接口中使用。此PMD需要为了将10x10G CAUI电接口转换为4个25G一个并串行转换器(或“齿轮箱”)的光收发器模块内IC,的执行。
* 100GBASE-ER4:该光学界面是基于在1300纳米窗口中的四个不同LAN-WDM波长,每个发射在25.8Gbps和支撑40公里在标准单模光纤的最大距离。四个独立的,冷却的LAN-WDM激光器作为发射器,其被光学多路复用到一个单一的纤维。该接收机遵循类似的配置,其中在进入所述收发器模块的纤维的四个LAN-WDM波长经过光放大器之前被光学多路分解为四个独立的光检测器。双工组单模光纤的是在此PMD,类似于40GBASE-LR4接口中使用。这PMD还需要的Serdes芯片的模块中。
目前也有两个光收发模块的形式因素,可以支持这100GE PMDs:
* CFP:上面描述的CFP形状因子可以支持100GBASE-SR10,100GBASE-LR4和100GBASE-ER4的PMD,具有CAUI电接口到主机板。如前所述,在100G LR4和ER4接口需要SerDes的IC的CFP模块内部* CXP:这也是一种新的形式因素,已经由InfiniBand贸易协会(IBTA)的高性能计算(HPC)定义应用。所述CXP规范定义了机械特性,基于I2C的管理接口,电连接器和引脚此热插拔,高密度形式因子的。创建用于支持12x10Gbps应用,如无限带宽QDR,它也可以支持10x10.3125Gbps应用,如100GBASE-SR10 PMD,与未重新定时CPPI电接口到主机板。的CXP形状因子不能支持10公里或40公里单模的PMD。
未来的外形
在光电子集成以及25Gbps的电I / O的标准化(OIF的CEI-28G-VSR下)的进步,预计以启用在可预见的将来100GBASE-LR4应用,称为CFP2一更高密度的形状因子。这种新形式的因素,这仍然需要由MSA来定义,预计将有一个CFP的大约一半的宽度,以及显著更低的功耗。
在多模前端(MMF)方面,InfiniBand市场有望很快定义一种名为QSFP2的新形式,它将在多模光纤上使用25Gbps 850nm VCSELs支持4x25G并行光学应用。IEEE很可能会基于这个架构定义一个PMD,称为“100GBASE-SR4”,可以使用QSFP2实现。展望更远的未来,通过后续一代的光子学集成,QSFP2形式因子可能也能够支持100GBASE-LR4 PMD。