未来网络将有以太网主导？一文看懂以太网的现在及未来

1980年，人类说，我要连接电脑，我要电脑和电脑间对话。于是，有了原生以太网。

2000年，人类说，我要无处不在的网络连接，我要低成本、高可靠的高速网络。于是，有了运营商以太网(Carrier Ethernet)。

2015年，人类说，我要5G，我要VR/AR，我要低时延，我要更灵活更大容量更… 于是，有了灵活以太网（Flexible Ethernet）。

30多年来，以太网已渗透到了人类生活的每一个角落，它不断向前推进，而今数据业务的以太网化已经成为全球主导趋势。

未来的以太网会是什么样子？它将如何影响到全球网络系统？

2016年12月13日，北京，在一次主题为《面向未来网络的核心承载技术---以太网的标准和产业发展方向》的媒体交流会上，以太网联盟主席、 华为以太网领域的首席架构师John D’Ambrosia向我们分享了以太网的现状和未来发展方向。

本文整理自 John D′Ambrosia的发言和PPT，干货满满。

人们谈论以太网时，首先涌入脑海中的也许是连接电脑或笔记本的RJ-45接头。然而，以太网无处不在。以太网生态系统已覆盖企业以及园区网、运营商网络、家庭网络以及用户终端、大型数据中心和服务提供商等领域。

推动以太网巨大的产业市场的主力是基于云的服务提供商，而且，他们的市场规模正在不断扩大。

显然，大型的数据中心仍然是以太网新技术最早应用以及创新的原动力。由上图可知，全球最大的三个数据中心在以太网应用中占据主导地位。左图是这些数据中心40GE发货量，右图是100GE发货量，呈现出节节攀升的趋势。

市场和技术如影随形。在以太网诞生后的前30年中，从10M到10GE出现了6种以太网速度：10M、100M、GE、10GE、40GE、100GE，基本呈现每10年速率10倍增长的趋势。但是最近3到5年时间里，10倍趋势被打破，分支也越来越多，业界又对另外新出现的6种速度以太网感兴趣了，他们的速度从2.5GE到400GE，包括2.5GE、5GE、25GE、50GE、200GE和400GE。

这些新的以太网速率出现的时间间隔非常短，并在大型数据中心的应用中起到了非常重要的作用。仅仅在2016年，业界就引入了2.5GE、5GE、25GE这三种以太网速率，同时目前标准在进展中的还有3种以太网速率（50GbE、200GbE、400GbE）。

到底是哪些应用驱动着太网技术的演进与革新？

●数据中心：主要推动了从25GE到400GE以太网的演进。

●服务提供商：主要推动了50GE、200GE到400GE的以太网演进。

●企业：主要推动了2.5GE、5GE以太网在支持企业高速率的接入和WiFi上的应用。

25GE到50GE主要是针对下一代服务器的应用，可以明显降低CAPEX和OPEX。而50GE、200GE到400GE主要是针对电信运营商提供高速率、大宽带的网络连接需求。

然而，以太网的应用场景，并非仅限于此。

我们看到，行业市场的新需求，新的应用场景正在不断催生新型以太网接口出现。在车载以太网中，出现了从10M到1GE over single twisted pair的需求。在工业以太网中，出现了10M over single twisted pair的需求。同时，在很多场景也需要通过以太网来进行供电（PoDL）。不同的应用对以太网有着不同的需求。

是的，新应用层出，推动着以太网向一个综合的方向发展。

在以太网比较活跃的二十多年的时间里面所发生的变化，基本上在最近几年时间内就完成了。高速以太网的变化，并不仅仅是按10倍规律的速率增长，而是一个综合的发展方向。它不仅是推动某一个通道变得更快，也不仅是推动每个通道的速率提升，而是推动多通道技术同时发展。

比如像100GE，我们可以用4×25Gbps的方式。对于单通道速率，之前是25Gbps，现在可以做到50Gbps，以后甚至可以达到100Gbps。采用PAM4这样的关键技术，并首次应用在50/200/400GE以太网中，为未来以太网提供了低成本、大带宽的可能。我们期待PAM4能够在所有的高速以太网得到很大的应用和扩展。50GE/200GE/400GE标准都基于相同的56G PAM4技术，共享技术平台，是下一代以太网的方向。

PAM4技术还可以应用到不同的物理介质中。比如说电接口，它会把芯片连接在一起，或者连接芯片和光模块之间的连接。比如说基于电缆的背板等等，或者多模光纤，以及并行光纤或者是单模光纤等。单模光纤我们可以到达2公里或者是10公里这样的程度。现在我们正在讨论，进一步把它扩展到40公里或者是80公里的可能。所有的这些基本上展示的介质大多数都是基于新的PAM4技术。

另外，我们还将看到一些新的技术发展，这就是基于接口通道化实现网络分片的灵活以太网（Flexible Ethernet）。

在运营商网络中灵活以