40G以太网的标准有哪些?对应的有哪些光模块?

我们都知道,以太网的标准定义了各种不同的传输应用。40G以太网的标准有哪些呢?每个标准定义了什么?对应的有哪些光模块

40G以太网标准

一、40G以太网标准的诞生

在以太网标准中,40G第一次打破了以10倍的速率来定义更高的接口速率的规律。是什么原因使得IEEE改变了以太网接口速率一直以来所遵循的规律?

在这一标准研究过程中面临一个艰难的抉择,下一代高速以太网是40G还是100G?将40G以太网作为下一代标准的支持者表示:40G的相关技术和产业链相对成熟得多,在芯片成本、光模块成本和端口部署等方面都有着非常现实的意义,可以很快实现规模性的商用。而100G的支持者则认为:虽然100G在诸多方面都存在技术和成本问题,但基于10G×10=100G的考虑,不能因为技术上的原因就放弃它。双方的分歧与争论迎来了40G和100G同时被定义下来的结果。不过从市场定位来看,两者各有所侧重:40G以太网主要面向数据中心的应用;而100G以太网则更侧重在网络汇聚和骨干。

二、40G以太网的标准及定义

1、IEEE802.3ba标准

2010年,IEEE发布了当时最新的网络应用标准的IEEE802.3ba,该标准是IEEE发布的首个定义了两个速率的网络标准,涉及多模光纤、单模光纤、双轴铜缆以及PCB等不同介质上的两种速率网络,其中数据中心可用的布线部分主要定义了在100m之内的40GBASE-SR4和125m之内的100GBASE-SR10的理论,高标准采用多模光纤并行传输、4对收发或者10对收发,每通道10G,来支持对应40Gbps和100Gbps网络。除此之外,该标准还制定了传输介质和接头,即激光优化的多模光纤OM3/OM4和多芯光纤接头MPO/MTP等内容。

2、IEEE802.3bg标准

2011年3月,IEEE正式批准802.3bg标准,该标准是在802.3ba的基础上进行了扩充,主要定义了2km以内的40GBASE-FR单模光纤穿行传输的理论以及相关的配置。

3、IEEE802.3bj标准

2011年9月,IEEE批准成立基于印刷线路板和双轴铜缆的P802.3bj 100Gbps专案组,定义了四通道物理层规范和管理参数,并指定40GBASE-KP4、100GBASE-KP4作为印刷线路板节能以太网、7m之内的40GBASE-CR4以及100GBASE-CR10双轴铜缆节能以太网(EEE)的选项。

4、IEEE802.3bm标准

2013年5月,IEEE批准成立基于光纤的P802.3bm 40/100Gbps专案组,主要定义了100Gbps光纤物理链路层规范以及四通道多模和单模阐述管理参数,并指定40GBASE-LR4和100GBASE-LR4作为节能光下以太网(EEE)的选项,另外定义了超过10km的40Gbps单模光纤传输的理论以及相关配置。

5、IEEE802.3bq标准

2013年5月,IEEE批准成立P802.3bq 40GBASE-T专案组,定义不超过30m平衡双绞线铜缆上的40Gbps以太网,包括采用现有的介质接入控制,并延伸到相应的物理层参数。

三、40G以太网标准的发展

物理层范围 100米多模OM3
150米多模OM4
2km/单模(SMF) 10km/单模(SMF) 40km/单模(SMF)
名称 40GBASE-SR4 40GBASE-FR 40GBASE-LR4 40GBASE-ER4
标准 IEEE 802.3ba IEEE 802.3bg IEEE 802.3ba IEEE802.3bm
发布时间 2010年6月 2011年3月 2010年6月 2015年3月
电信号(Gb/s) 4*10 4*10 4*10 4*10
介质信号(Gb/s) 4*10,850nm 4*10,1310nm(TX,RX)
4*10,1550nm(TX,RX)
4*10,1310nm λs 4*10,1310nm λs
介质类型 并行12芯MPO,多模 双工单模 双工单模 双工单模
收发器类型 CFP,QSFP+ CFP CFP,QSFP+ QSFP+
市场可用性 2010 2012 CFP 2010
QSFP+ 2011
2015

总结

在40G光模块应用中,这些标准发挥了重要的作用,也正是应该这些标准的发展,光模块才能够随之快速发展。