Giống như các lần tăng tốc độ Ethernet trước đây, 400G được thiết kế để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về băng thông cao hơn. Mạng tốc độ cao đang chịu áp lực lớn từ thị trường tiêu dùng khi dữ liệu và lưu lượng truy cập bùng nổ với sự gia tăng của các dịch vụ cloud, điện thoại thông minh, mạng xã hội, phát trực tuyến video UHD 4k/8k và triển khai IoT đang diễn ra. Đáp lại, các công ty webcale đang tìm kiếm tốc độ truyền tải nhanh hơn cho phép họ truyền tải nội dung theo những cách ngày càng hiệu quả.
Ngày càng có nhiều trung tâm dữ liệu được xây dựng để hỗ trợ các mạng dữ liệu dung lượng cao. Các trung tâm này được kết nối với nhau bằng các liên kết 100 Gbit/s nhưng sẽ sớm chuyển sang 400 Gbit/s để tăng dung lượng. Theo lộ trình tốc độ cao do Ethernet Alliance công bố (Hình 1), 400G Ethernet (400GE) sẵn sàng trở thành tốc độ tiếp theo trong hệ sinh thái Ethernet khi ngành tăng cường để xử lý nhu cầu lớn của các trung tâm dữ liệu siêu cấp, nhà cung cấp dịch vụ và người dùng doanh nghiệp.
Hình 1: Ethernet Alliance roadmap
IEEE đang phát triển một tiêu chuẩn mới cho 400GE (IEEE 802.3bs) cung cấp các khả năng được cải thiện cho các ứng dụng tổng hợp chính và kết nối băng thông cao, bao gồm trung tâm dữ liệu quy mô đám mây, trao đổi internet, dịch vụ định vị, cơ sở hạ tầng không dây, nhà cung cấp dịch vụ và nhà vận hành mạng và phân phối video cơ sở hạ tầng. Bài viết này sẽ nêu bật các mục tiêu chính của tốc độ 400GE mới và sự khác biệt so với 100GE, đồng thời sẽ xem xét các giao diện vật lý mới được hỗ trợ.
Như trường hợp trước đây với tiêu chuẩn 100GE, 400G task force đã thiết lập một số mục tiêu chính cho tốc độ 400GE mới: hỗ trợ tốc độ dữ liệu MAC 200 Gbit/s và 400 Gbit/s, đây là tốc độ bộ định tuyến cốt lõi mới cho ứng dụng truyền dẫn; hỗ trợ BER 1013 hoặc tốt hơn ở giao diện dịch vụ MAC; xác định các thông số kỹ thuật lớp vật lý mới cho hoạt động 200 Gbit/s và 400 Gbit/s và giới thiệu Reed-Solomon FEC. Đây là điểm khác biệt chính so với các mục tiêu 100GE, trong đó FEC là tùy chọn. Một sự khác biệt khác là sự căn chỉnh của các luồng khác nhau: Chuyển đổi hộp số M:N đã bị loại bỏ và PCS, các luồng điện và quang được căn chỉnh và là bội số của nhau. Hình dưới đây minh họa cấu trúc đường dẫn TX/RX PCS.
Hình 2: PCS layer
Lưu lượng lớp MAC được đưa trực tiếp đến bộ mã hóa/bộ chuyển mã và sau đó đến điểm đánh dấu căn chỉnh và bộ mã hóa FEC. Phân phối trên 16 luồng PCS đến PMA, với các luồng PCS chạy ở tốc độ danh định là 26,5 Gbit/s. Các luồng 400GAUI-n là các luồng điện cấp nguồn cho bộ thu phát quang, trong đó “n” có thể là 16 hoặc 8 luồng. 400GAUI-8 sẽ hỗ trợ các luồng 50G cho hỗ trợ Ethernet và OTN 400G. Phương tiện được hỗ trợ được xác định trong tiêu chuẩn IEEE 802.3bs 400G có thể kết nối 400GAUI-n được mô tả trong Bảng 1 bên dưới.
Bảng 1: Client media interfaces
400G PCS lane skew là sự khác biệt giữa thời gian của luồng PCS sớm nhất và luồng PCS muộn nhất để chuyển đổi các bit đồng bộ hóa điểm đánh dấu căn chỉnh. Skew variation có thể được đưa ra do sự khác nhau về các đặc tính điện, nhiệt hoặc môi trường. Skew points ở 400G gấp 4 lần ở 100G: xem Bảng 2 bên dưới để biết maximum skew cho mỗi skew point (SP).
Bảng 2: PCS layer
Maximum skew và skew variation tại các giao diện được khởi tạo vật lý được chỉ định tại các skew points SP1, SP2 và SP3 cho hướng phát; SP4, SP5 và SP6 cho hướng nhận. Theo dõi skew ở tốc độ 200GE và 400GE sẽ khó khăn hơn so với 100GE.
Ngoài skew nghiêm ngặt hơn, 400GE kết hợp FEC mạnh hơn: RS (544,514) FEC là một phần của giải pháp bj FEC, với mức tăng ước tính khoảng ≈8dB. Các ứng dụng 400G rất nhạy cảm với độ trễ, một nhược điểm khi sử dụng cơ chế FEC trong đó mã hóa và giải mã làm tăng độ trễ truyền. Không giống như 100GE, 400GE sử dụng FEC bắt buộc. Điều này có nghĩa là liên kết sẽ không có lỗi: các lỗi FEC có thể sửa được dự kiến trong đó FEC sẽ bù đắp cho sự suy giảm tín hiệu và tối ưu hóa chất lượng liên kết. Một số ngưỡng FEC (Hình 3) có thể được đặt để xác thực liên kết ở chế độ pre-FEC, trong một số trường hợp có thể định tuyến lại lưu lượng truy cập của người dùng mà không làm giảm nó. Báo hiệu được sử dụng tương tự như báo hiệu lỗi cục bộ/từ xa, cho phép cải thiện khả năng tương tác và khả năng hiển thị tình trạng liên kết trước khi có lỗi gói. Nếu vượt quá ngưỡng trước FEC, nó được coi giống như ngưỡng lỗi tiêu đề đồng bộ với báo hiệu local degrade (LD) và remote degrade (RD). Sẽ rất quan trọng để xác nhận việc thực hiện FEC.
Hình 3: IEEE P802.3bs 400GbE Task Force
Tiêu chuẩn IEEE 802.3bs cũng liệt kê các giao diện 400G được đề xuất. Các nhà sản xuất thiết bị mạng (NEM) đã cung cấp thẻ giao diện có hỗ trợ CFP8. CFP8 ngày nay dựa trên thiết kế điện 8 luồng hoặc 16 luồng (8 x 50 Gbit/s) (16 x 25 Gbit/s) với phạm vi hoạt động lên đến 10 km. Có hai loại PMD: điều chế NRZ cho 16 x 25 Gbit/s và điều chế PAM-4 cho các phiên bản 8 x 50 Gbit/s và 4 x 100 Gbit/s. CFP8 hỗ trợ tám lần và bốn lần mật độ băng thông của các hệ số dạng CFP và CFP2 tương ứng.
Hình 4: Sơ đồ khối chức năng CFP8
Các giao diện quang 400G:
Các giao diện quang 200G:
Các mạng tốc độ cao đang chịu áp lực lớn, khi tốc độ tăng trưởng lưu lượng bùng nổ đang thúc đẩy ngành công nghiệp giới thiệu tốc độ Ethernet cao, chẳng hạn như 400G Ethernet.
Mô-đun kiểm tra đa dịch vụ 400G của EXFO FTBx-88460 là giải pháp kiểm tra 400G all-in-one với các khả năng cơ bản và nâng cao cho phòng thí nghiệm và hiện trường. Tương thích với tiêu chuẩn IEEE 802.3bs 400G với hỗ trợ CFP8 MSA mới nhất, FTBx-88460 là một giải pháp thịnh hành cho phép người dùng kiểm tra và xác nhận các thiết kế 400G của họ. Mô-đun được trang bị cho các bài kiểm tra 400GE tiên tiến nhất, bao gồm đo độ lane skew, kiểm tra khung Ethernet, ngưỡng BER, gián đoạn dịch vụ với các đánh giá đạt/không đạt. Mô-đun này cũng hỗ trợ triển khai FEC mới nhất.
Có thể bạn quan tâm>>> Platform đo kiểm tốc độ cao FTB-4 Pro
Copyright 2019, TMTECH All rights reserved | Thiết kế bởi Tringhiatech.vn
Trực Tuyến :
1
Tất cả :
367.634
