在大型超规模和云数据中心提供商的推动下，信令和收发器技术的进步推动了下一代传输速度的发展。现在，通过多模和单模光纤的400G以太网应用有多种选择，更多选项即将推出。国外的谷歌、Facebook和微软等大公司正在推动创新，以支持800Gig和1.6TB的应用，IEEE Beyond 400Gig以太网研究小组已经在确定目标。
2018年至2024年按市场细分的400G交换机端口发货量
虽然大多数企业数据中心尚未部署400Gb以太网，但大型企业已经在交换机到交换机链路中采用了这些下一代速度。这些速度也正在进入长途服务提供商网络。但由于400千兆是交换机到服务器链路中4X100 Gbps和8X50 Gbps分支应用程序的理想技术，我们不久就会开始看到企业级应用程序的采用。事实上，戴尔奥罗集团（Dell'Oro Group）的2020年预测预测，2022年第2层和第3层云服务提供商的400千兆交换机端口出货量将大幅增加，大型企业数据中心也将在2023年和2024年跟进。
好消息是，现有的光纤布线和连接技术将支持400千兆以太网及以上，这意味着光纤测试设备也将支持这些速度。但也有一些考虑。让我们仔细看看。
400G信令技术选项可供选择
随着四电平脉冲幅度调制（PAM4）信令技术的发展，该技术可实现每条通道50和100千兆每秒（Gb/s），以及短波分复用（SWDM），该技术可在多模光纤上实现多波长传输，现在有几种可行的并行光纤选择-（即多光纤）和基于WDM的400 Gig应用，如下表所示。
应该注意的是，与100GBASE-SR4一样，400GBASE-SR16应用程序使用以前的非归零（NRZ）信号技术，传输速率为25 Gb/s。随着PAM4的出现，以及市场可用性有限且缺乏收发器支持的昂贵32光纤MPO连接器的需求，大多数行业专家认为该应用永远不会实现。在SWDM 400GBASE-SR4.2应用中，每根光纤在两个波长上传输50 Gb/s，并行光纤和基于SWDM的技术结合在一起。
IEEE标准光纤通道速率传输的应用—车道数—光纤距离连接器接口：
400GBASE-SR16 802.3bs多模25并行16 32 70 m（OM3）
100米（OM4）MPO-32
400GBASE-SR8 802.3cm多模50并行NA 16 70 m（OM3）
100米（OM4）MPO-16/MPO-24
400GBASE-SR4.2 802.3cm多模50并联/SWDM 2 8 70M（OM3）
100米（OM4）
150米（OM5）MPO-8/MPO-12
400GBASE-DR4 802.3bs单模100并行4 8 500 m MPO-8/MPO-12
400GBASE-FR8 802.3bs单模50 WDM 8 2 km双工
400GBASE-FR4 802.3cu单模100 WDM 4 2 km双工
400GBASE-LR4-6 802.3cu单模100 WDM 4 2 6 km双工
400GBASE-LR8 802.3bs单模50 WDM 8 2 10 km双工
400GBASE-ER8 802.3cn单模100 WDM 8 2 40 km双工
还需要注意的是，基于每通道100 Gb/s的PAM4技术，IEEE也在致力于开发802.3db标准，该标准将包括400GBASE-SR4，一种4通道、8光纤多模并行光学应用。该标准预计将于2022年年中发布，由于40/100GBASE-SR4中使用的现有MPO-8/MPO-12连接支持该标准，因此可以更轻松地迁移到400Gig，因此它可能会在400GBASE-SR8应用程序上获得吸引力。
400G以太网测试注意事项和提示：
虽然需要更长链路长度和/或希望利用其现有双工连接的大型云数据中心将部署基于WDM的400GBASE-FR4，以达到2公里的距离，400GBASE-SR4和400GBASE-DR4似乎最有可能在数据中心环境中获得牵引力，因为通常不需要超过500米的距离。此外，更复杂的WDM收发器技术比更简单的并行光收发器更昂贵。值得庆幸的是，400GBASE-SR4和DR4 8光纤应用使用了与以前的并行光学应用（如40GBASE-SR和100GBASE-SR）相同的多光纤推入式（MPO）连接器。使用测试设备（如Fluke Networks的多光纤）对基于MPO的系统进行了测试™ 专业光功率计。通过MPO接口，MultiFiber Pro可测量插入损耗并验证所有8根光纤的极性，无需使用扇出跳线。但当谈到400千兆时，还有其他考虑因素。
由于PAM4信令中的信噪比较高，因此对可能进一步降低性能的反射率有更大的关注。虽然通常与单模光纤应用相关，但APC（角度物理接触）多模连接器正迅速成为400千兆多模部署中的标准，以帮助限制反射，而不是常用的UPC（超物理接触）光纤端面。APC连接器的端面具有8度角，使反射光吸收到包层中。在测试APC连接器时，您需要确保测试人员能够支持它们。对于多模，可能需要使用UPC到APC混合测试参考线。您还需要确保在检查这些连接器时使用APC探针头，因为UPC探针可能会抑制对芯和端面的聚焦。Fluke Networks FiberInspector Ultra为MPO和单光纤检查提供UPC和APC检查提示。
反射率也是短距离单模400GBASE-DR4应用中的关键考虑因素。由于短距离单模应用中使用的低成本收发器不能容忍反射，IEEE已根据连接的数量和反射规定了损耗限制。在我们之前的博客中，您可以了解更多关于短距离单模反射的信息。请注意，虽然专用光损耗测试装置（OLTS）可以测量反射率，但大多数测量的是返回损耗，返回损耗为正数。OTDR测量反射率，它是一个负数，是IEEE标准规定的值。由于反射率通常在任何400 Gig应用中都更受关注，因此这些应用尤其受益于使用OLTS和OTDR的完整测试策略。
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