40G100G光纤以太网设计建议

1、40G/100G 光纤以太网设计建议近些年，互联网发展迅猛,几乎成几何倍的增长带给人们前所未有的 网络应 用体验。社交媒体、电子商务、网络银行、网络游戏等等的应用，促使各行业都 因为互联网应用发生了翻天覆地的变化。 作为网络最底层支撑这些应用发生的基 础设施，也因为所有的应用，加快了发展的步伐。尤其是对于社交网络、银行网 络这种用户数量巨大、网络交互频繁、网络安全性要求高的网络系统,传统的千 兆、万兆已经不能满足日益增长的需求。因此，40G、100G网络的需求也成为 未来几年的趋势。但是如何才能构建一个真正高速、安全、又具有高性价比的 40/100G 网络系统，成为先要吃螃蟹的工程师们的要考虑

2、的问题。本文就是根 据这一需求，为读者介绍目前对于40/100G 网络最新的国际标准，以及业界最 先进的解决方案，希望能够为从业的技术攻城狮们带来一些启示。IEEE 802.3ba 标准作为最新的网络应用，2010年IEEE组织又发布了 IEEE 802.3ba 标准， 该标准同时定义了两种传输速率 (40GBE和100 GBE)的基于光纤传输网络 应用。共有4种不同的应用标准。- 40GBASE-CR4- 40GBASE-SR4- 100GBASE-CR10- 100GBASE-SR10这里的 -CR变量的标准40GBASE-CR4 和100GBASE-CR10 可以使用 铜轴电缆跳线传输，

3、但最远距离只有 7米。-SR变量的标准40GBASE-SR4 和100GBASE-SR10 是使用多模光纤介质来传输的。40GBASE-SR4 和100GBASE-SR10 标准是第一次的使用多于 2芯光 纤传输的以太网应用，基于原有已成熟的双工多模光纤10Gb/s的数据传输流技术，40GBASE-SR4 使用8芯多模光纤进行传输，100GBASE-SR10 使用20芯多模光纤进行传输。因此这些网络应用需要使用多于2芯光纤的连接器MPO。MPO 12芯光纤连接器MPO 24芯光纤连接器蓿道长度 40CBASE-SR4信道长度 1OKBASE-SR 10传道长度IftmASELR4信道长度10(

4、XW£E-LJ?4信道长度 100GBAEE-R E4服 50/125uta100 tt100 ttN；AN/AN/ACMI，50/125 um150 ir.150 mN/AN/AN/A0S1/0S2, 9/125 u 1N/ANA10 km10 ku10 km注：采用单,K光纤传输40G/100G ,仍然可以使用2芯光纤和传统的双工 连接器，但收发设备较为昂贵。40GBASE-SR4 (40GBE)光虻连横养.左边4芯” 右边斗芯电 中间芯耒度用5R在F，芯多梅光税上近行情海OO100GBASE-SR10 (100GBE)Tn Tx Tk Tx T)c Tk Tx T* K Txo

5、oooooooo ooo克茎B米罟？个12芯MP。*”挣接.一上一下排列采用MPO 24芯光纤连接器，20芯光纤全双工传输100G100G光纤多模以太网尽管有两种解决方案的标准推荐， 如上所示的方案A 和方案B,可以采用一个24芯的MPO光纤连接器和采用2个12芯MPO光纤 连接器，但目前主要的网络设备厂商所推出的100G光纤模块全部都采用方案 A一个24芯MPO的解决方案，因此如果您的 数据中心光纤主干有100G的升级 考虑，设计和实施24芯MPO光纤布线系统不啻为最佳选择。目前都每只提偿"芯MPO卅舒法口 种选捍 Cisco Transceiver Module-CPAK-100

6、G*SR10-CFP-100G-SR1Q Juniper Optical Interface-P1-PTX-2-100GE-CFP-CFP-100G BASE-SR 10-CXP-100GBASE-SR1Q* Brocade Optical T自n5c巳-100G-CFP-SR10部署24芯MPO比较12芯MPO光纤系统的优势所在多模MPO作为数据中心光纤布线系统的主流产品，目前市场上可以见到有 两种产品，一种是12芯的MPO, 一种是24芯的MPO。首先明确一点，这里 的12芯的MPO和24芯的MPO都指的是在一个相同大小的 MPO连接器内， 而非一条24芯多模光缆，两边各分出2个12芯MP

7、O（这样的仍然被称之为12 芯MPO,因为MPO是对光纤连接器的定义而非光缆）MPO 12芯光纤连接器 MPO 24芯光纤连接器部署24芯MPO比较12芯MPO光纤系统的优势主要体现在以下这几个方 面：1.24芯MPO光纤系统可以实现10G、40G和100G的无缝升级。40G光纤以太网需要用到8芯光纤传输，一条12芯的MPO光缆升级40G ,将会有 4芯被浪费，而24芯MPO光缆升级40G可以正好1 : 3的配置，没有光纤被浪费2. 24芯MPO光纤系统可以支持连接100G的光纤模块，目前设备厂商没 有提供12芯MPO的100G的光纤模块。3. 24 芯MPO光缆可以比12芯MPO光缆有更小的

8、空间占用。40G及100G的光纤信道损耗要求及设计建议以下图片摘自40G、100G 光纤以太网标准IEEE 802.3ba ，该标准于 2010年正式发布，定义了多模光纤及单模光纤系统传输40G和100G以太网的规范，OM3和OM4多模光纤系统传输40G/100G 的信道损耗最大值分别是 1.9dB和1.5dB,另外的区别就是 OM3可以支持40G/100G 最远距离100 米，OM4可以支持40G/100G 最远距离150米。除了信道损耗之外，IEEE 802.3ba 标准还定义了 40G/100G 光纤链路损 耗中关键的总的连接器损耗极限值。对 OM3光纤信道，总的连接器损耗最大 1.5d

9、B;对OM4光纤信道，总的连接器损耗最大 1dB。数据中心内绝大多数的机柜至机柜间的 40G/100G 信道长度都在100米范 围之内，而在100米之内OM3和OM4光纤系统性能可以视为一致，因此1.9dB 的信道损耗极限和1.5dB的连接器损耗极限就是我们设计 40G/100G 光纤主 干损耗的重要依据。从标准给出的损耗数据我们也可以看出，在高速的数据中心光纤信道里端到端的布线连接损耗，关键部件已不再是光纤本身而是连接器的部 分。Tdble 8务940GBASE-SR4 o-r 100CBASE-SR1G i|lu5traliv« link power budgetsPar* um

10、rtcrou<?M4L nuF.tktiit v mmlal hqndwkhh at K知 nm2IK，47O(lhbudj;cl flor nuimuni n>PN3jh(>p<ra( di、tageDJ 3 1(100.5 in E5(lmChiuintl instriifti I csv1.9L5dBA llocaikm fb< pcvulli ic (R< m»,ire：iuin TDPN6-445dBUfudkicatod nikm?n30DJflJBAd<liU<naI iizrtiun diluted0加 Per ILL人

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