今年初,光互連論壇(Optical Internetworking Forum;OIF)正式設置Flexible Ethernet的初步規格為100Gbits/s。OIF並將為該規格補充更多細節,以及在預計從11月開始的2.0版中支援25G、200G以及400G。

多家供應商在今年初的光網路活動中展示基於FPGA的技術建置。據稱目前正開發對於下一代ASIC和DSP的支援,首批產品預計在明年上市,並將於2018年逐漸普及。

該技術解決了幾個問題。首先,在當今複雜的網路環境中,用戶發現目前的標準並不支援某種需要的特定資料率,而這可能還得等許多年才會加以定義。更具體地說,大型資料中心營運商需要更的靈活性,才能確保足以填補長距離的光纖鏈路,畢竟這是在其網路中最昂貴的部份,同時也得花最長的時間進行升級。

20161107 Flex NT31P1 Verizon勾勒Flex Ethernet的初期概念 (來源:Xilinx)

此外,大型資料中心必須在IEEE推出新標準以前,更快地升級在其網路中的資料率。IEEE將在明年完成從2014年開始起草的400G標準,但多年來,多家網路巨擘已在呼籲未來幾年內就會需要Terabit (TB)級的乙太網路鏈路。

Google光網路架構師Tad Hoffmeister在乙太網路聯盟(Ethernet Alliance)的一場會議中表示:“我希望Flex Ethernet成為超越400G速率的既定媒體存取控制層(MAC)。預計在未來幾年就可在市場上看到少量產品,而在2018-19年以前,隨著下一代DSP和路由器晶片的支援,它可望真正起飛。”

幾家晶片製造商開始承諾支援Flex Ethernet。光網路專用DSP供應商包括Acacia、Clariphy與NTT Electronics。系統製造商如思科(Cisco)、諾基亞(Nokia)與華為(Huawei),預計都將在其交換機與路由器晶片中支援這項性能。

新晶片預計將提供一系列豐富的選擇。它們將支援更高的波特率(baud rate)、編碼機制以及前向糾錯層級。

Flex Ethernet基本上是在MAC和實體層(PHY)或實體編碼子層(PCS)之間創造另一中介層,用於作為調節控制,從MAC獲取有關封包與資料率的資訊,並指示PCS根據需要重新編碼。 Hoffmeister表示,這種技術可望擴展連接遠距離資料中心的乙太網路交換機與路由器——目前主要用於這一領域的光傳輸系統不夠靈活。因此,這種成本相當低的乙太網路系統可望最佳化利用昂貴的長距離光纖網路。

微軟(Microsoft)光學專家暨OIF事會成員Tom Issenhuth表示,針對資料中心,Flex Ethernet有助於提供較新興的400G產品更快的鏈路,大約在2018-2019年時就會在資料中心看到這一需求浮現。

20161107 Flex NT31P2 Flex Ethernet能夠最佳化利用昂貴的長距離光纖鏈路

在資料中心之間,Issenhuth看到了執行於300-600G鏈路的需求,但當今標準並不支援這些速度。「如果我們想要最大化利用光纖,就需要具有接取至任何Ethernet MAC速率的靈活性。」

預計這項技術也可被用於較小規模的資料中心。公司有時必須將較大鏈路分成幾個子速率,或將10個10G通道組成的100G鏈路轉換成4個25G通道。

「Flex Ethernet是鏈路聚合的,」華為工程師暨乙太網路聯盟主席John D’Ambrosia表示,「營運商開始將FlexE視為一種根據需要進行通道化和隔離流量的方法”,以用於安全或其他應用中。」

事實上,日本NTT的代表表示,在10-80公里都會網路中可能需要TB級鏈路,以支援即將在2020年出現的5G服務。它還可用於連接營運商和網際網路資料中心,在高達100km的距離內透過單模光纖傳送密集波分多工(DWDM)流量——這也是一個建立合作夥伴關係的新領域。

包括Comcast、Google與Microsoft等幾家潛在用戶從2013年起開始討論Flex Ethernet。思科還提出一項稱為FlexMAC的提案,可融合於Flex Ethernet標準中,並已在今年初獲得OIF的採用。 除了支援200和400G的速率,預計在明年發佈的2.0版將填補通道管理部份的細節,作為與MAC/PHY通訊的中介層。此外還將增加對於25G建構模組的支援。

該技術可望減少晶片與系統供應商和網路巨擘之間的緊張關係;這些網路巨擘一方面是晶片與系統供應商的客戶,但多年來一直亟思加速其乙太網路發展藍圖。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Ethernet Flexes Network Muscles,by Rick Merritt)