未來以太網的發展路線圖

　　以太網自上個世紀70年代出現以來，由于其低成本，易部署，兼容性好，方便管理等特點目前已經成為企業網絡領域真正的統治者。在過去的40年里，以太網過去一直以10為倍數跨躍式地向前發展，從10Mbps發展到2010年的100Gbps，以及目前正在討論中的400Gbps，速度提高了40, 000倍。

　　以太網未來需要解決三個市場需求：

　　1.運營商和光纖傳輸網(OTN)，必須提供領先的技術滿足帶寬需求的急劇增長

　　2.超大型的數據中心，交換機帶寬平均2-2.5年翻一番

　　3.企業網數據中心，未來計劃采用云技術

　　從技術上來講，以太網以10為倍數向前發展是可行的，但是從投資和成本的角度來看，以10為倍數發展非常不經濟，功耗和價格都會很高。2010年，以太網開始以4為倍數發展，出現了40G以太網的標準，未來以太網絡服務器會以2為倍數向前發展，網絡主干會以4為倍數向前發展，這個全新的發展路線圖會對以太網的發展注入新的活力。

　　IEEE目前正在開發的以太網絡標準有2.5Gbps, 5Gbps以太網，主要應用于無線網絡接入點；25Gbps, 40Gbps，50Gbps以太網主要應用于服務器；100Gbps, 200Gbps以太網主要應用于數據中心網絡主干；400G主要用于運營商中心機房，400G以太網的標準預計于2017年頒布。　　

　　數據中心內單模光纖和多模光纖通信的技術區別及成本考量

　　A. 波分復用 (Wavelength Division Multiplexing)

　　單模光纖通常采用波分復用 (WDM)的方式來增加網絡傳輸速率，2010年發布的100Gbase-LR4，采用2芯單模光纖1收1發，能夠在一芯光纖上同時復用４個波長，每個波長傳輸25Gbps。單模光纖傳輸100Gbps的方案傳輸距離遠，布線成本低，然而，單模光纖需要采用高成本的激光 (LD) 光源收發器，單模光纖的激光收發器價格至少是多模光纖收發器的3倍以上, 功耗至少2倍以上。（備注：來源OFS 2014年數據）

　　B. 串行傳輸（Serial Transmission）

　　傳統的多模光纖一般采用串行傳輸模式，在這種模式下增加以太網的傳輸速率必須增加每芯光纖/通道的傳輸速率。 目前以太網最大串行傳輸速率為10Gbps/通道，IEEE正在制定25Gbps/通道,50Gbps/通道的網絡標準，以400G以太網為例，會有25Gbps/通道， 50Gbps/100Gbps通道3個不同的版本，光纖芯數分別需要32芯/16芯/8芯。400G以太網采用的編碼方式有NRZ,PAM4,DMT,更高級的編碼方式意味著更復雜的電路和功耗，因而成本更高。

　　C.并行傳輸(Parallel Transmission)

　　多模光纖提高網絡傳輸速率的另外一種方法是采用并行傳輸模式，即通過增加光纖芯數來增加傳輸速率。2010年發布的100G base-SR10采用10Gbps/通道的傳輸方式，10通道接收10通道發送，總共需要20芯光纖。

　　D. 短波波分復用 (Short Wavelength Division Multiplexing, WDM)

　　隨著100G-NG,200G/400G以太網乃至1T以太網的提出，傳統的多模光纖在芯數和距離上成為阻礙未來以太網絡發展的瓶頸。短波波分復用技術利用性價比較高的短波的垂直腔面發射激光(VCSEL) 光源，優化的寬帶多模光纖 (WBMMF) 能夠在一芯多模光纖上支持4個波長，把需要的光纖芯數降低為之前的1/4，同時提高了有效模式帶寬（Effective Modal Bandwidth, EMB）, 延長了40/100G的傳輸距離到300米左右。

　　目前全球96%的數據中心，網絡核心區骨干(Spine)交換機到服務器機柜分支（Leaf）交換機的距離在300米以內，因此短波波分復用技術(SWDM)和寬帶多模光纖(WBMMF)未來會繼續延續多模光纖作為數據中心40/100/400G以太網的主流傳輸介質的傳統。未來通過短波波分復用 (SWDM) 和并行傳輸技術相結合，只需要8芯寬帶多模光纖 (WBMMF) ，就能夠支持更高速的應用，比如200/400G以太網。

　　WBMMF的定義及其核心技術

　　多模光纖自上世紀80年代進入市場以來，經歷了從OM1、OM2、OM3到OM4的演進。網絡速率的不斷提升，對光收發器的光源要求也越來越高，光收發器的光源從傳統的滿注入發射(Overfilled lunch)的發光二極管(LED)發展到高性能低成本的垂直腔面發射激光(Vertical Cavity Surface Emitting Laser ,VCSEL)，OM3光纖是針對垂直腔面發射激光(VCSEL)光源優化的多模光纖，有效模式帶寬(EMB)達到2000MHZ.Km，支持100Gbase-SR10距離達到100米, 而OM4光纖有效模式帶寬(EMB)相比OM3光纖提高了1倍多，達到4700MHZ.Km，然而支持100Gbase-SR10距離僅有150米，相對于OM3光纖，100G以太網傳輸距離僅僅增加了50%。

　　進入2010年代，隨著100G-NG,200G/400G以太網乃至1T以太網的提出，傳統的多模光纖在芯數和距離上成為阻礙未來以太網絡發展的瓶頸，而寬帶多模光纖(WBMMF)的出現打破了傳統多模光纖的技術瓶頸。

　　首先，它借鑒了單模光纖的波分復用(WDM)技術，延展了網絡傳輸時的可用波長范圍，能夠在一芯多模光纖上支持4個波長，把需要的光纖芯數降低為之前的1/4。