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萬兆以太網(wǎng):功耗使銅纜受挫

發(fā)布時間:2022-05-03 文章來源:xp下載站 瀏覽:

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是從1990年代中期發(fā)展起來的新技術(shù),它把互聯(lián)網(wǎng)上分散的資源融為有機整體,實現(xiàn)資源的全面共享和有機協(xié)作,使人們能夠透明地使用資源的整體能力并按需獲取信息。資源包括高性能計算機、存儲資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識資源、專家資源、大型數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、傳感器等。 當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)只限于信息共享,網(wǎng)絡(luò)則被認為是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段。

要說萬兆以太網(wǎng)有什么特點,那就是它具有多重性。作為一項主干網(wǎng)絡(luò)技術(shù),基于光纖的萬兆(10G over fibre)已經(jīng)確立了牢固地位; 但在過去幾十年,推動使用和銷售雙雙大幅增長的卻是銅纜以太網(wǎng)(Ethernet over copper),特別是類似電話線的雙絞線電纜。

雖說基于雙絞線的萬兆技術(shù)變得成本更低、功耗更小,但果真會足夠便宜嗎?就算足夠便宜了,多久之后服務(wù)器生產(chǎn)商融入這項技術(shù)才有意義呢?

Linley集團的高級分析師Jag Bolaria說: “迄今為止交付的萬兆產(chǎn)品大多采用光纖。我們認為2007年市場上交付的交換機端口約為70萬個; 今年有望增至大約120萬個到130萬個。不過客觀地比較一下,萬兆端口超過1億個; 快速以太網(wǎng)端口更是超過了2億個。”

問題在于,光纖成本實在太高了,取代千兆到服務(wù)器或者桌面并不現(xiàn)實。基于銅纜的萬兆以太網(wǎng)有望勝任后一種角色,但仍然欠成熟——CX4是個例外,這項短距離(最遠15米)技術(shù)使用相對較粗的線纜。

被網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商寄予厚望的是10GBase-T,這項標(biāo)準(zhǔn)針對的是基于屏蔽或非屏蔽雙絞線(STP/UTP)銅纜的萬兆技術(shù)。它允許通過6類線實現(xiàn)萬兆速率,傳輸距離最遠達到100米。

10GBase-T的早期版本成本高、功耗大,服務(wù)器網(wǎng)卡成本超過500美元,而且只符合PCI Express(PCIe)擴展卡每個插槽25W的規(guī)范。

全新芯片可望將成本降低一半

Teranetics公司的營銷副總裁Kamal Dalmia認為,即將上市的新芯片有望起到重大作用: 可以把成本和功耗降低一半。該公司最近開始抽樣測試雙端口10GBase-T PHY(物理層,即收發(fā)器芯片); 公司聲稱每個端口只有6W功耗。

其他開發(fā)商也宣布了功耗較低的物理層,準(zhǔn)備今年底明年年初交付,包括Aquantia、博通(Broadcom)和Solarflare,它們都將與速率較低的以太網(wǎng)版本實現(xiàn)后向兼容,所以萬兆交換機和網(wǎng)卡都能在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上使用。

Dalmia說: “一條經(jīng)驗法則是,如果成本達到現(xiàn)有產(chǎn)品的三倍,下一代以太網(wǎng)速率會變得很誘人; 如今的千兆產(chǎn)品為每個端口100美元。我預(yù)計萬兆端口的成本為250到300美元,而第一代產(chǎn)品的成本為500美元。”

他表示,即將上市的新物理層給交換機帶來的好處會最大。他補充說: “關(guān)鍵因素在于,能夠生產(chǎn)出48端口的1U交換機,因為影響交換機密度的有兩個主要因素: 功率和芯片的物理尺寸。”

他進一步解釋,可以把最多48個RJ45接口插入到寬度為19英寸的交換機上,但如果把物理層做到背面電路板上,它們就得列成多排。該物理層允許28個端口只列成兩排——要是超過兩排,到前面板的距離就會太長,以至于無法滿足波形方面的IEEE規(guī)范,信號就會出現(xiàn)失真。

Dalmia認為,功耗較低意味著一只24個端口的萬兆交換機可能總共只需要500W。聽上去功耗蠻大,卻能提供與10只24個端口千兆以太網(wǎng)交換機一樣的交換帶寬,而每只千兆交換機可能需要150W——所以實際上節(jié)省了三分之二的功耗。

與Teranetics競爭的芯片開發(fā)商SolarFlare公司補充說,這新一代的物理層還將包括節(jié)能模式: 這樣如果不需要全部帶寬,功耗會降低; 另外還支持局域網(wǎng)喚醒(wake-on-LAN)功能。

不過,這個行業(yè)的其他廠商顯得謹小慎微。Vik Karvat是設(shè)計控制器芯片和智能網(wǎng)絡(luò)適配器的NetXen公司的營銷主管,他說: “大家都在開發(fā)功耗為6W的解決方案,但實際功耗是不是6W、何時交付到交換機當(dāng)中仍需拭目以待。推出功耗為12W的這一代產(chǎn)品用了兩到三年的時間——推出交換機的還得是有一定信譽度的廠商。”

解決散熱問題的一種可能辦法就是CX4的后續(xù)版本,名為SFP+ Direct Attach的短距離銅纜方案。它更細薄、更容易安裝、功耗也更低; 還有一個優(yōu)點就是采用了SFP+格式參數(shù),所以交換機可以用SFP+板端連接器來制造; 還可以根據(jù)需要,裝上短距離銅纜收發(fā)器或者遠距離光纖收發(fā)器。

Karvat說: “10GBase-T物理層非常昂貴,功耗也極大。因而,出現(xiàn)了各種物理層,包括來自SFP+光纖領(lǐng)域的直接連接銅纜。這是采用1條傳輸通道的銅纜,而不是像CX4那樣采用4條傳輸通道,所以布線更容易、更省錢,而且更加密集。”

他補充說,這樣會使萬兆交換機制造起來比較容易。“Teranetics和Solarflare的產(chǎn)品都是每個端口6W,而SFP+銅纜端口只有1W。12W解決方案不可能用于交換機; 6W難度極大,而1W很適合。CX4用戶絕對沒有理由遷移到直接連接銅纜。CX4和直接連接銅纜兩者加起來就滿足了室內(nèi)市場80%的需求。”

Jag Bolaria贊同這一觀點,他說: “SFP+銅纜的發(fā)展勢頭似乎很迅猛。但標(biāo)準(zhǔn)仍在制訂當(dāng)中——比如傳輸距離應(yīng)當(dāng)是3米還是10米?如果是3米,你開發(fā)的設(shè)備就不需要任何復(fù)雜的均衡電路或者電子色散補償(EDC)電路。 我認為,結(jié)果可能會是10米; 但即便那樣,你其實看到的連接還是出現(xiàn)在服務(wù)器機架或者數(shù)據(jù)中心里面。”

網(wǎng)絡(luò)的神奇作用吸引著越來越多的用戶加入其中,正因如此,網(wǎng)絡(luò)的承受能力也面臨著越來越嚴峻的考驗―從硬件上、軟件上、所用標(biāo)準(zhǔn)上......,各項技術(shù)都需要適時應(yīng)勢,對應(yīng)發(fā)展,這正是網(wǎng)絡(luò)迅速走向進步的催化劑。

本文章關(guān)鍵詞: 萬兆以太網(wǎng) 布線 光纖