什么是400G以太网？｜百科

随着企业采用人工智能、开放系统、机器学习和云存储等技术，对网络基础设施的带宽和数据传输需求不断增加。不幸的是，100G和200G以太网技术不足以满足这些需求。

如今，这些技术正在被400G取代，400G以其高数据传输速度和满足复杂的带宽需求而闻名。2020年，各种网络预测和云服务提供商(CSP)报告称，400G部署将比100G和200G部署快得多。那么，什么是400G以太网？下面就跟着小编仔细了解一下。

400G以太网概述

近年来，太比特以太网（TbE）受到了网络工程师的青睐。这种万亿比特以太网是指以每秒一万亿比特的速度进行的以太网传输。它表示以太网速度高于100Gbps。

IEEE802.3b定义了400千兆以太网（400BASE）和200千兆以太网（200BASE）。被称为400G的400千兆以太网比100G快四倍，是最先进的云基础设施形式。这种400G以太网在数据中心环境中也称为400GbE和400GB/s。这些术语经常互换使用。以下几点将帮助您更好地理解它。

400G：在数据中心环境中，网络专业人员使用400G以太网交换机或400G以太网设备是很常见的。这意味着交换机或设备有一个以太网接口，可以承载400G波长。

400GbE：这是以太网接口的高级速度。被描述为400G的交换机或任何硬件必须满足802.3bs标准中提到的数据管理、物理层和媒体控制访问（MAC）的参数。

400GB/s：这表示在任何给定时间，4000亿比特的数据将通过一个光波长传播。

1G到400G以太网标准发展历程

下面的时间线将帮助了解以太网标准多年来是如何演变的：

1983年：10Base5问世，1985年批准了薄网或薄同轴电缆。

1995年：推出了100Mbps，并被誉为快速以太网。引入了自动协商功能，使两个连接的设备能够通过双工模式传输数据。

1998年：引入了1GBPs光纤电缆。

1999年：引入了1GBPs双绞线电缆。

2010年：推出40/100GBPS。这种数据速度是通过将10GBPS技术的多层网格化而开发的。802.3a标准使用户能够利用传输，而传输是通过多个物理层支持的。

2016年：引入了2.5GBPS、5GBP和25GBPS速度。25GBPS针对数据中心，它允许通过多模光纤和印刷电路板背板进行单通道传输。这个速度保证了比10GBPS更高的速度。但是，5Gbps和2.5Gbps以太网设计用于通过Cat5和Cat5e双绞线进行操作。这些速度针对的是采用高速无线技术的企业。

2017年：IEEE今年批准了200和400GbE。这些以太网标准是在组合在一起的50Gbps单通道上设计的。

400G以太网对企业网络的影响

400G以太网使企业能够规划扩展，这意味着高流量需求。以下几点将帮助我们更好地理解它。

不断增长的带宽需求和不断增长的流量推动了5G的采用。5G的采用将意味着带宽的大幅增加。400G使企业能够进行小蜂窝开发，这是5G部署的要求。

高性能计算在各行各业都得到了普及。零售业、医疗保健、石油和天然气以及天气预报都能感受到它的影响。实时数据分析是这些行业的关键增长驱动力。这将加速400G以太网的采用。400G和高性能计算的结合将帮助优化运营和财务效率。

新冠肺炎期间，用于处理大量数据的超大规模数据中心，或大规模数据中心广受欢迎。随着电子商务和在线销售达到顶峰，企业面临投资基础设施的挑战，这些基础设施可以支持不断增长的数据处理和存储需求。投资于这些超大规模数据中心的企业正在考虑400G以太网，因为它可以帮助他们毫不费力地满足复杂的数据处理需求。

400G以太网的部署挑战

尽管400G被认为是成长型企业的必备条件，但它也面临着部署挑战。

400G由IEEE批准，然而，400G兼容设备因品牌而异。他们需要解决许多细节，如设计、制造、规格等。尽管在全球范围内对设备的互操作性进行的各种测试都显示出积极的结果，但仍需要在现实环境中进行检查。这将有助于我们了解这项技术在各种企业网络中的表现。此外，这将有助于了解实施的瓶颈。

400G以太网基础设施使用通常为40GbE设计的QSFP收发器。这引入了热量问题，可能导致光学失真、数据包丢失和光纤对准问题。在使用CFP8和QSFP-DD等新模块时，也遇到了类似的挑战。这些收发器在部署到400G基础设施之前，必须针对要求严苛的环境进行测试。

400G使用具有四层光信号的脉冲幅度调制(PAM-4)。然而，早期的100GbE使用两级信号，称为二进制不归零或NRZ。解码和编码这四个级别需要最高级别的复杂度，而PAM-4对噪声过于敏感。一般来说，制造商发现PAM-4光信号过于复杂，难以实现，这使得设备之间的互操作性难以实现。

本文讨论了企业对400G以太网不断增长的需求，以及对高质量光学设备和布线的需求，以支持这一基础设施。

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