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Flex Ethernet光网络传输拓展传输速率的灵活性
2016-11-08 00:00:00
今年初，光互连论坛(Optical Internetworking Forum;OIF)正式设置Flexible Ethernet的初步规格为100Gbits/s。OIF并将为该规格补充更多细节，以及在预计从11月开始的2.0版中支援25G、200G以及400G。
目前正在开发中的新一代乙太网路晶片，将有助于进一步扩展现已广泛导入网路技术的应用，特别是在光纤骨干网路。透过Flexible Ethernet，能够实现满足不同资料速率需求的晶片。
多家供应商在今年初的光网路活动中展示基于FPGA的技术建置。据称目前正开发对于下一代ASIC和DSP的支援，首批产品预计在明年上市，并将于2018年逐渐普及。
该技术解决了几个问题。首先，在当今复杂的网路环境中，用户发现目前的标准并不支援某种需要的特定资料率，而这可能还得等许多年才会加以定义。更具体地说，大型资料中心营运商需要更的灵活性，才能确保足以填补长距离的光纤链路，毕竟这是在其网路中最昂贵的部份，同时也得花最长的时间进行升级。
Verizon勾勒Flex Ethernet的初期概念(来源：Xilinx)
此外，大型资料中心必须在IEEE推出新标準以前，更快地升级在其网路中的资料率。IEEE将在明年完成从2014年开始起草的400G标准，但多年来，多家网路巨头已在唿吁未来几年内就会需要Terabit (TB)级的乙太网路链路。
Google光网路架构师Tad Hoffmeister在乙太网路联盟(Ethernet Alliance)的一场会议中表示：“我希望Flex Ethernet成为超越400G速率的既定媒体存取控制层(MAC)。预计在未来几年就可在市场上看到少量产品，而在2018-19年以前，随着下一代DSP和路由器晶片的支援，它可望真正起飞。”
几家晶片制造商开始承诺支援Flex Ethernet。光网路专用DSP供应商包括Acacia、Clariphy与NTT Electronics。系统制造商如思科(Cisco)、诺基亚(Nokia)与华为(Huawei)，预计都将在其交换机与路由器晶片中支援这项性能。
新晶片预计将提供一系列丰富的选择。它们将支援更高的波特率(baud rate)、编码机制以及前向纠错层级。
Flex Ethernet基本上是在MAC和实体层(PHY)或实体编码子层(PCS)之间创造另一中介层，用于作为调节控制，从MAC获取有关封包与资料率的资讯，并指示PCS根据需要重新编码。 Hoffmeister表示，这种技术可望扩展连接远距离资料中心的乙太网路交换机与路由器——目前主要用于这一领域的光传输系统不够灵活。因此，这种成本相当低的乙太网路系统可望最佳化利用昂贵的长距离光纤网路。
微软(Microsoft)光学专家暨OIF事会成员Tom Issenhuth表示，针对资料中心，Flex Ethernet有助于提供较新兴的400G产品更快的链路，大约在2018-2019年时就会在资料中心看到这一需求浮现。
Flex Ethernet能够最佳化利用昂贵的长距离光纤链路
在资料中心之间，Issenhuth看到了执行于300-600G链路的需求，但当今标準并不支援这些速度。「如果我们想要最大化利用光纤，就需要具有接取至任何Ethernet MAC速率的灵活性。」
预计这项技术也可被用于较小规模的资料中心。公司有时必须将较大链路分成几个子速率，或将10个10G通道组成的100G链路转换成4个25G通道。
「Flex Ethernet是链路聚合的，」华为工程师暨乙太网路联盟主席John D’Ambrosia表示，「营运商开始将FlexE视为一种根据需要进行通道化和隔离流量的方法”，以用于安全或其他应用中。」
事实上，日本NTT的代表表示，在10-80公里都会网路中可能需要TB级链路，以支援即将在2020年出现的5G服务。它还可用于连接营运商和网际网路资料中心，在高达100km的距离内透过单模光纤传送密集波分多工(DWDM)流量——这也是一个建立合作伙伴关係的新领域。
包括Comcast、Google与Microsoft等几家潜在用户从2013年起开始讨论Flex Ethernet。思科还提出一项称为FlexMAC的提案，可融合于Flex Ethernet标准中，并已在今年初获得OIF的採用。除了支援200和400G的速率，预计在明年发佈的2.0版将填补通道管理部份的细节，作为与MAC/PHY通讯的中介层。此外还将增加对于25G建构模组的支援。
该技术可望减少晶片与系统供应商和网路巨头之间的紧张关系;这些网路巨头一方面是晶片与系统供应商的客户，但多年来一直亟思加速其乙太网路发展蓝图。
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