40-гигабитный Ethernet (или 40GbE) и 100-гигабитный Ethernet (или 100GbE)^[1] — стандарты Ethernet разработанные группой IEEE P802.3ba Ethernet Task Force^[2] в период с ноября 2007 года ^[3] по июнь 2010 года^[4]. Эти стандарты являются следующим этапом развития группы стандартов Ethernet, имевших до 2010 года наибольшую скорость в 10 гигабит/с. В новом стандарте, IEEE Std 802.3ba-2010, обеспечивается скорость передачи данных в 40 и 100 гигабит в секунду, при совместном использовании нескольких 10 гбит/с или 25 гбит/с линий связи (lane).

История

История проекта:

• 18 июля 2006 IEEE 802.3 на пленарном собрании, проходящем в Сан-Диего (San Diego), проявил интерес к созданию стандарта
• В сентябре 2006 года состоялось первое заседание инициативной группы HSSG (Higher Speed Study Group)
• В ноябре 2007 года состоялось последнее заседание инициативной группы
• 5 декабря 2007 года инициативная группа разработчиков стандарта формально принята, под названием P802.3ba, в IEEE LMSC
• В январе 2008 года состоялось первое заседание инициативной группы P802.3ba
• В марте 2009 года IEEE 802.3 выпускает бюллетень для рабочих групп
• В ноябре 2009 года IEEE LMSC выпускает бюллетень для спонсорских организаций
• В январе 2010 года состоялось первое заседание группы, разрабатывающей 40-гигабитный Ethernet использующий одномодовое оптическое волокно PMD^[5]
• 25 марта 2010 группа P802.3bg принимает стандарт на 40 гбит/с одномодовое PMD-волокно
• 17 июня 2010 — принятие стандарта IEEE 802.3ba

Даты выхода Черновых версий решений Рабочей группы P802.3ba:

• Черновая версия 1.0 — 1 октября 2008
• Черновая версия 1.1 — 9 декабря 2008
• Черновая версия 1.2 — 10 февраля 2009
• Черновая версия 2.0 — 12 марта 2009 (избирательно, для бюллетеня рабочих групп)
• Черновая версия 2.1 — 29 мая 2009
• Черновая версия 2.2 — 15 августа 2009
• Черновая версия 2.3 — 14 октября 2009
• Черновая версия 3.0 — 18 ноября 2009 (избирательно, для бюллетеня спонсорских групп)^[6]
• Черновая версия 3.1 — 10 февраля 2010
• Черновая версия 3.2 — 24 марта 2010

Итоговая версия стандарта принята 17 июня 2010 под названием IEEE 802.3ba-2010.

Физический уровень

В стандартах 40/100-гигабитного Ethernet содержится описание нескольких различных стандартов физического уровня (PHY). Сетевые устройства могут использовать различные типы PHY путем использования сменных PHY-модулей. Модули, использующие оптическое волокно, стандартизированы в 802.3ba а в различных multi-source agreements, MSA (соглашения между различными производителями). Один из стандартизованных модулей, поддерживающий и 40 и 100-гигабитный Ethernet, — это CFP MSA (англ. C form-factor pluggable)^[7], который может использоваться для расстояний 100 и более метров. Модули QSFP и CXP обеспечивают работу на меньших дистанциях^[8].

Стандарт 802.3ba поддерживает только полнодуплексный режим работы^[9].

При разработке PHY-части стандарта ставились цели:

• Сохранить формат кадров Ethernet стандарта 802.3, использующих формат 802.3 MAC
• Сохранить минимальные и максимальные размеры кадра (FrameSize), совпадающие с текущей редакцией стандарта 802.3
• Обеспечить в точке сопряжения MAC/PLS уровень ошибок (en:Bit error ratio) не выше (то есть не более 1 ошибки в среднем на каждые бит)
• Обеспечение соответствующей поддержки Оптических Транспортных Сетей (англ. Optical Transport Network, OTN)
• Скорость передачи данных на уровне MAC в 40 и 100 гигабит в секунду
• Разработка вариантов уровня PHY для работы через одномодовое оптическое волокно (SMF), многомодовое оптическое волокно OM3 (MMF), кабели с медными проводниками и через объединительные платы (backplane).

Стандартизованы следующие варианты PHY:

Задача передачи 40 и 100 Гбит/с сигнала по оптическому кабелю OM3 на 100 м (40GBASE-SR4 и 100GBASE-SR10) была решена с использованием волн около 850 нм, сходной с таковой в стандарте 10GBASE-SR.

Передача сигнала со скоростью 40 Гбит/с по печатным платам на расстояния до 10 м (40GBASE-KR4) реализуется использованием 4 линий стандарта 10GBASE-KR.

Работа на расстояниях 10 и 40 км реализуется с использованием 4х разных длин волн (около 1310 нм) и используют оптические элементы со скоростью передачи данных 25 Гбит/с (для 100GBASE-LR4 и 100GBASE-ER4) и 10 Гбит/с (для 40GBASE-LR4).^[10].

Готовые продукты для уровня PHY

Сгруппированы по реализуемым вариантам PHY.

Backplane

Информация о создании модулей 40/100GbE для объединительных платы в настоящее время отсутствует.

Медный кабель

Quellan объявил о создании оценочной платы (Evaluation Board)^[11], однако не предоставил готовых модулей.

Многомодовое оптическое волокно

Компании Mellanox^[12] и Reflex Photonics ^[13] объявили о начале продаж CFP-модулей для многомодовых волокон.

Одномодовое оптическое волокно

Компании Finisar^[14], Sumitomo Electric Industries ^[15] и OpNext ^[16] на выставке ECOC в 2009 году продемонстрировали одномодовые 40 и 100-гигабитные Ethernet модули, основанные на стандарте CFP MSA.

Поддержка в маршрутизаторах

Cisco

Корпорация Cisco совместно с Comcast в 2008 году объявили об успешных испытаниях 100-гигабитного Ethernet (100GbE) по существующей оптической инфраструктуре между городами Филадельфия (штат Пенсильвания) ^[17] и Маклин (штат Вирджиния). Использовались маршрутизаторы Cisco CRS-1 и оптические каналы DWDM^[18].

Alcatel-Lucent

Компания Alcatel-Lucent поставляет 100GbE интерфейсы стандарта 802.3ba для маршрутизаторов 7450 ESS/7750 SR с июня 2010 года. Отличительной особенностью данного модуля является полная поддержка Edge функционала, включая 128000 очередей, 512000 полисеров, возможность терминирования IPoE/PPPoE сессий. ^[19] Линейные платы реализованы на чипсете собственной разработки FP2, позволяющем реализовать интерфейс 100G Full Duplex без балансировки по потокам между чипами.

Juniper Networks

Компания Juniper разрабатывает 100GbE-интерфейсы для маршрутизаторов уровня ядра серии T: T1600 (поставляется с 2007 года) и T4000. Эти устройства имеют пропускную способность до 100-гигабит/с на один слот.^[20] Маршрутизаторы T1600 могут быть объединены в систему «TX Matrix Plus» (до 16^[21] устройств T1600).

Huawei

Huawei представила модули пересылки пакетов 1x100GE LPUF-100, имеющие 1 порт CFP. Модули основаны на микросхемах "Solar 2.0 PFE2A chip"^[22]; предназначены для систем NE5000E.

См. также

• Ethernet
• 10-гигабитный Ethernet
• Оптическое волокно

Ссылки

Примечания