奔向40GBASE-T的竞赛
自以太网标准在近30年前首次发布以来，数据速率一直保持突飞猛进的增长势头。在我们生活的世界，高速网络连接、24/7全天可用的网络以及无可置疑的可靠性已经不再是我们生活中的一种选项――它们已成为不可或缺的必需品。与20世纪80年代10Mb/秒的早期数据速率相比，电气和电子设备工程师协会(IEEE)802.3ba委员会于2010年批准的40与100G以太网(GbE)标准已经有了很大的进步。这种速度对于今天的部分组织而言已经至关重要。据IEEE估计，在接下来的五年里，所有访问交换链路的服务器都将具有40G性能，i 行业协会最近也发布了针对400GbE的“倡议书”(Call-For-Interest)。
在增加跨网络访问速度、提高流量速率等需求的背后，大数据分析、虚拟化与云计算等潮流，以及各种新兴高带宽应用，如视频点播、融合网络服务以及社交媒体都扮演着推波助澜的角色。这些推动力量丝毫没有放缓迹象。例如，最近发布的旨在研究行业规则变化趋势的康普企业调查表明，52%的IT专业人员相信，到2017年，半数以上的应用将位于云环境内。
数据的最终归宿――企业数据中心对这场数据海啸的威力感受最深。例如，美国零售沃尔玛每小时需要处理一百多万笔客户交易――相当于每分种处理16500多笔交易。因此，沃尔玛数据库规模已经超过2.5千兆兆字节(petabytes)的估算也就不足为奇了。iv另一方面，思科预测全球数据中心的年IP流量将在2016年底前达到6.6泽字节(zettabytes)。
为跟上这一发展速度，线缆标准也必须快速调整，以支持更大带宽、更低延迟率，同时降低整体成本、体积与能耗。多年以来，双绞线以太网与RJ-45连接件已成为数据中心和商业建筑环境广泛采用的高成本效益网络选项。不过，在带宽要求快速攀升的情况下，人们已经开始思索这种技术还能在多长时间内继续满足新需求的问题。
自10Mb以太网问世以来，部分业内人士就预言了铜缆双绞线的末日，他们认为速度更快的以太网只能使用光缆。然而，从快速以太网到今天的10GbE连接，新双绞线线缆标准源源不断地浮出水面。最近，10GBASE-T成功克服了多项与能耗有关的难题，在服务器上行链路应用中日益普及。随着IEEE第二代40/100GbE标准工作的开展，10GBASE-T的普及速度有望加快，因为高速40GbE链路将很快问世，以整合10GBASE-T连接。与此相应，Crehan Research近日预测，在2015年之前，10GBASE-T部署将在数据中心取代10GbE光缆。
数据中心正面临着前所未有的容量压力。同一部物理服务器运行十部或更多部虚拟机已非罕见，使高速链路成为确保所有应用顺畅运行、不出现额外延迟、不降低服务器性能的必要条件。业内人士预测，随着越来越多的服务器移植至10GbE链路以实现这个目的，40G上行链路速度将在2018年前成为服务器接口的配置要求。
虽然当前技术完全能够实现40G传输速度，如光缆或双绞同轴(Twinax)电缆，但这些解决方案在许多情况下都难称完美。光纤收发器非常昂贵，双绞同轴线只能用于七米以内的短距离，在设备位于一部以上机架或两部分离机架的情况下，这些解决方案就成为下策。此外，双绞同轴电缆通常被开发为专门满足数据中心特定功能需求的专有技术，因此在满足新需求时灵活性不足。
命运多变：40GBASE-T的优势
在历史上，双绞线以太网曾是成本效益最高的数据中心连接解决方案。这种方案是连接服务器与交换机的首选，因为在这种连接中，连接的普遍性与易用性非常重要。由此，40GBASE-T研究开始起步，以针对现有的光缆或双绞同轴解决方案创造更具成本效益的替代方案。数据中心采用40GBASE-T将为企业带来极大优势，开启创新的连接可能性，支持结构化布线设计以及多种新型数据密集型应用。低延迟连接也为应用带来了额外利益，如促进虚拟机在整个数据中心的移动。40GBASE-T有可能成为数据中心的主流服务器接入解决方案。
配备RJ-45连接的双绞线因成本低和简单易用的特点而始终是IT专业人员的首选技术。这种技术自1980年代以来就成为行业标准，因此IT专业人员在这方面也拥有丰富经验。
这就意味着，数据中心专业人员无需接受安装或维护40GBASE-T基础设施的再次培训，从而显著减少部署时间与成本。
双绞线的独特之处还在于，它能通过自动协商无缝支持多种以太网速率。与光缆或双绞同轴电缆解决方案不同，双绞线能够自动切换至不同数据速率，如从100MbE切换至10GbE。这种能力使双绞线成为多面手，也使数据中心经理得以高成本效益地逐步发展网络。例如，IT经理可以在数据中心序列末端安装一部40GBASE-T交换机，为高度虚拟化且需要高速连接的多部服务器提供连接。另一方面，交换机剩余的端口还可连接至现有的1000BASE-T或10GBASE-T服务器，这些服务器可根据需求而逐步升级。
这就意味着数据中心向40GBASE-T的过渡无需全部推倒重来，可以采用循序渐近的方式，根据切实业务需求而逐步完成升级，因为服务器与交换机并非总是同时刷新。
最后，部署40GBASE-T连接还有助于缓解为实现40GbE数据速率而整合多部10GBASE-T链路的需求，从而减少数据中心的总运营支出(OpEx)。通过减少数据中心链路数量，IT经理还能提高能源效率，进而降低总拥有成本(TCO)。
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RJ-45：仍是40GBASE-T之王
随着数据中心市场继续由1GbE发展为10GbE及更高，RJ-45的向后兼容性将更加重要。这种兼容性使数据中心运营者得以根据变化的需求发展网络，并在干扰与成本最小的情况下实现这个目的。
在这个连电力插座标准都尚未统一的世界上，RJ-45连接器却实现了如此高的普及率，而且还保持主导地位长达30年之久，不禁令人称奇。它的灵活性正是它实现这种地位的重要法宝。在整个生命周期中，这种连接器的形状因数不断变化，由支持1MHz频率到支持2GHz频率，由支持10Mb数据速率到支持40Gb数据速率。此外，作为通用型非专用技术，这些连接器还具有部署与维护非常简单且成本效益高的优点。
结构化布线而非直接连接解决方案所带来的好处也不容忽视。如果直接连接收发器出现故障，那么此收发器所在的整条链路都需要更换。结构化布线的主要优点之一在于，IT经理能够在出现硬件故障时轻松更换电缆，或改变电缆连接的端口。最后，BASE-T的“局域网唤醒”(Wake on LAN)功能还实现了出色的灵活性与能源效率，帮助数据中心运营商关闭服务器，只在需要时再次开启。在数据中心运营商想尽一切办法减少能耗的今天，这种功能的重要性将日益显现。
需要记住的是，安装者与客户对于双绞线和RJ-45连接都有着丰富经验和坚定信心。虽然距离40GBASE-T的最终部署仍有数年时间，但是得知这种技术即将问世并与RJ-45连接搭配使用，将促使企业组织在今天部署双绞线解决方案的时候着眼于未来。在这方面采取正确措施，将有助于组织从产品和支持两个角度对基础设施成本进行有效管理。
定义新标准
虽然40GBASE-T拥有明显的优势，但从初期批准到商业实施之间的道路并非总是一帆风顺。10GBASE-T的推出也是如此，它的部署之路所花费的时间远远长于预期。出现这种延迟的原因部分在于，IEEE规定新10GBASE-T标准应支持至少100米的距离，从而带来了一大技术难题，特别是与收发器电子元件有关的难题。在全球经济衰退以及能耗问题初步显现的背景下，技术上的问题可能会影响10GBASE-T的初期市场普及。后几代的10GBASE-T电子元件解决了这个能源问题，但IEEE仍在热衷于确保40GBASE-T的推出过程不会出现同样的延迟。
因为初期40GBASE-T应用可能仅局限于数据中心，传统的双绞线以太网100米链路长度也就不再重要。针对这个问题，TIA TR42.7铜缆布线子委员会发起了一项针对数据中心布线的调查，以确保链路长度目标满足数据中心实际设计要求。
此外，行业还希望40GBASE-T的电子元件复杂度处于和10GBASE-T大致相近的水平，同时扩展带宽，以支持40 Gb/秒速率。参加过去年IEEE 802.3新一代BASE-T全体会议的行业专家(包括美国康普)讨论了开发创新技术以提高双绞线性能、支持高速以太网的可能性。最近几个月，40GBASE-T在证明数据中心应用的生命力方面又迈出了一步。例如，康普最近在IEEE 802.3 NGBASE-T研究小组会议上利用原型8类RJ-45连接器与铜缆双绞线验证了一项概念证明解决方案，证明了40GBASE-T信道的可行性。这项概念证明研究表明，数据中心运营商可以使用8类铜缆支持40 GBASE-T。
业内人士协助开发40GBASE-T的行业标准，以确保其得到支持，并以高成本效益的方式完成部署。新标准将以支持10GbE连接的研究成果为基础，减少开发新型交换机与服务器电子元件(支持40GBASE-T连接)的时间。该标准还将支持得到广泛使用的RJ-45连接器。
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线缆类别之“战”
7A类电缆能否在未来支持40GbE速度?
有些人认为，7A类电缆能够在未来支持40GbE速度。不过，7A电缆仅局限于1GHz频率和PHY，而业内专家指出，支持40GBASE-T传输将需要1.5-2GHz范围内的更高带宽。截止到目前，标准机构的工作表明，支持40GBASE-T还需要比7A类电缆带宽更高的解决方案。
.此外，7A类电缆还支持三种不同类型的连接器，这三种连接器都不与RJ-45连接器互操作或向后兼容。它们在数据中心使用时还需配备混合跳线与设备线，使操作更为困难、更易出错，同时还减慢了数据中心移动、增加、变化(MAC)的速度。
IEEE已经明确表示，考虑到数据中心面积的限制，40GBASE-T需要一种小巧、高密度的布线解决方案。
出于这些因素，布线行业已经达成共识，认为8类电缆是支持40GBASE-T的未来之路。最近在墨西哥伊斯塔帕(Ixtapa)召开的ISO/IEC第三工作小组会议上，委员会公布了Class I和Class II信道的研发工作，这两种信道都用于1600 MHz，还将对2000 MHz进行进一步研究。委员会还同意协调8类的40GBASE-T命名约定，对不同构造进行部分改变(如：8.1类用于支持Class I的F/UTP部件，8.2类于支持Class II的S/FTP部件)。
演变或灭绝
随着外界对数据中心的要求快速增加，能否灵活适应未来要求对于数据中心经理而言已至关重要。为解决这个问题，数据中心通常在某个部分部署较高带宽解决方案，前提是这些系统向后兼容现有基础设施。
有些组织尚没有使数据中心为未来做好准备，这些组织将在三至五年内面临整体升级的需要，从而造成大量停机时间。正因为如此，数据中心运营商应注意避免为了减少初期资本支出而增加基础设施在整个生命周期内的运营支出。购买优质设备也有助于减少数据中心生命周期内的持续维护和技术支持需求。与此类似，媒介多元化也为保证数据中心可靠性做出了重要贡献。
40GBASE-T：增加智能的价值
数据中心各个链路的带宽增加，连接故障造成的成本也随之增加。各条线缆即将传送大量数据，意味着即使一条链路出现故障，数据中心的整体性能也会受到严重影响。不幸的是，近年来网络复杂度快速升级，为数据中心带来了更多潜在的降级点与故障点――从跳线被意外拔出，到软件假警报阻止所有网络流量。因此，企业必须拥有工具，以主动跟踪及监控数据中心活动。企业正在迅速意识到，过去使用的低效网络维护与故障追踪方法已经远远不够。
问题的答案在于“智能基础设施解决方案”(Intelligent Infrastructure solutions)，这个系统提供了网络管理工具与用于连接网络设备的传统被动型结构化布线基础设施之间的缺失环节。智能技术可以对物理网络层实施更高效的实时监控，帮助IT专业人员与网络经理更快地消除盲点，探测及定位网络缺陷，以确保网络安全，持续跟踪网络内的所有移动、增加或变化。
随着数据中心单独链路的数据速率不断增加，IT经理也需要充分利用手头的资产，因此每一条连接都变得格外珍贵。为做到这一点，数据中心内的智能解决方案还可协助改进整体运营效率，帮助数据中心了解哪些资源可用、可以支持何种数据速率，以及是否需要维护、哪些端口可用、可以轻松移动哪些系统等。
40GbE数据速率与智能基础设施提供的优化相结合，将打造强大合力，帮助数据中心运营商与企业IT总监确保其IT系统在久远的未来具有最小的风险和最高的性能。
为做到这一点，现在就必须着手制定未来规划。
