有一群工程師們將于下個月齊聚加拿大，開始訂定可將數據傳輸速率提升至400Gbps 的以太網絡標準;根據 IEEE 旗下新成立的 400G 以太網絡標準組織代理主席John D' Ambrosia表示，這項工作預期將花費4年時間，而且將面臨不少障礙。

包括Facebook 等大型數據中心營運商早在2009年就呼吁訂定Terabit等級的以太網絡，以因應激增的網絡流量;但工程師們卻推辭了這個請求，表示該種技術的成本還太高──同時開始招兵買馬籌備400G以太網絡標準工作。

D' Ambrosia指出，在個別線路(lane)采用串行/解串器(serdes)達到25G速率的以太網絡產品才剛問世，而具備16條線路以上的產品價格非常昂貴：“如何以適當的成本來打造新標準，并讓產品的每位成本持續下降，是一個大問題。”

圖1 25G以太網絡產品才剛起步，而10G產品則是在過去十年來茁壯成長

以太網絡用戶族群中有越來越多的營運商、各種產業以及大型數據中心業者，需要不同距離的連結，以及不同種類的服務器、機架與機箱;D' Ambrosia表示：“人們正在打造的使用情境已經改變。”

他指出，有鑒于選項的廣泛，400G以太網絡標準組織一開始得聚焦于最迫切的需求：“實際情況是我們最終還是會照顧到所有的需求，也許不一定是在這個計劃里面;但我們還是得先同時考慮所有狀況，才能訂定出具彈性且可擴展的方案。”

圖2 通常結合16條快速線路的產品價格最高

D' Ambrosia呼吁產業界能共襄盛舉參與標準訂定：“這一定與你有關──那些決定并不是由IEEE來做成，而是由你在IEEE組織內做決定。

圖3 400G以太網絡有那些技術選項?

“當你想縮減訊號數量以提升產品密度，卻帶來速度與調變方面的挑戰;”D' Ambrosia指出，光纖或是Lambda、Symbol等不同技術選項，都可能是新標準將納入的;在調變架構方面，NRZ、PAM以及新型態的前向糾錯(forward error correction)也會在考慮范圍之內。

新標準組織也需要決定如何支持光學傳輸網絡(optical transport networks)、節能以太網絡(Energy Efficient Ethernet)，以及在維持低延遲的同時達到數據速率自動協商(auto-negotation)。

圖4 隨著以太網絡速度增加，可支持的實際距離卻開始縮水

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隨著以太網絡速度增加，可支持的實際距離卻開始縮水;為此D' Ambrosia的問題是，如果不能讓以太網絡技術達到有用的范圍，又何必要費事去訂定標準?

市場對于不同傳輸距離的以太網絡各有需求，并有更多新的需求誕生;甚至只在一個數據中心里面。舉例來說，目前有為數據中心應用推動500公尺傳輸距離的100G以太網絡規格，因為在數據中心內的傳輸距離涵蓋150公尺到10公里長。

D' Ambrosia指出，平行光纖網絡(Parallel fibres)可以因應部分需求，支持300公尺至2公尺距離的單模光纖(single-mode fibre)也將會是關鍵議題。

圖5 對各種傳輸距離之以太網絡的不同需求

硅光子技術氣侯未成?

此外D' Ambrosia也表示：“大家很喜歡討論硅光子(silicon photonics)技術未來將如何拯救世界…但你真的想過有一天銅線會消失嗎?”他指出：“那不會發生的，我預期我們會在5月份的第一次會議上看到400G銅線標準的提案。”

D' Ambrosia認為，電-光轉換技術的演進會是新一代400G以太網絡產品的催化劑：“光電整合(Photonic integration)會扮演要角，這是IC布線工程師的任務，光電整合IC總有一天會問世。”他特別歡迎硅光子技術支持者來參加標準訂定會議，不要再繼續抱怨他們的研究成果。

圖6 光電整合技術的未來?

預期在40G、100G以及未來的400G產品，將會有全新型態的鏈接端口配置：“我們會考慮這個有趣的問題，同時考慮讓所有的技術與速度并存──我們將得將這些議題都放在一起討論。”D' Ambrosia表示。

圖7 對不同傳輸速率的支援

身為因應未來帶寬需求新標準組織的主席，D' Ambrosia深知眾多終端使用者對帶寬的迫切需求，他強調：“在某些方面，技術得跟上需求速度。”例如去年的倫敦奧運就達到了Terabit等級的帶寬需求;還有一家德國網絡業者表示他們使用的網絡帶寬已經達到2.5TB。

圖8 IEEE 802.3以太網絡標準藍圖

“我沒聽過有誰說想走慢一點…雖然我有的時候會這樣想。”D' Ambrosia開玩笑地說：“當我們展開100G以太網絡標準訂定時，iPhone都還沒誕生，Facebook的使用者也只有1，200萬人──但現在已經是幾十億了!”