10G-25G-100G：未來中小型數據中心升級的必然路徑

在私有雲、公有雲數據中心以及運營商對高寬帶需求的驅動下，25G與100G光模組的普及率越來越高，200G/400G光模組也從2019年開始陸續生產出貨，這意味着網絡升級發展成為必然趨勢。到目前為止，大多數服務器供應商已開始為服務器提供25G光纖網卡作為I/O（輸入/輸出）的選擇，以太網的信號傳輸速率從早前的10G提升到25G、100G甚至更高。儘管當前以太網端口市場主要由1G、10G及40G光模組佔據主導地位，然而，隨着數據中心的帶寬需求急劇增長，推動其向更高擴展性和靈活性邁進，未來對25G和100G光模組的需求將空前高漲。本文旨在深入對比10G-40G-100G與10G-25G-100G這兩條網絡升級路徑，以期為用戶在網絡升級決策時提供更為精準、高效的路徑選擇指導。

10G-40G-100G網絡升級路徑

儘管100G以及更高速率是超大規模數據中心的下一個重要里程碑，但40G仍然可能會一直存在於市面上。傳統企業的三層架構數據中心對密度要求較低且預算有限，因此可以直接在10G的基礎上實現40G網絡升級。

40G以太網概述

440G以太網開發於2008年，2010年正式獲得批准。40G以太網通過並行運用四個數據傳輸通道，每個通道均可達到約10Gbps的傳輸速率，綜合實現了40Gbit/s的以太網幀高效傳輸。這種設計不僅提升了網絡傳輸的效率，還因其簡化性而降低了管理成本，更加符合現代中小型數據中心對網絡性能與經濟性的雙重追求。40G以太網技術依託四通道小型可插拔（QSFP+）光模組運行，可支持高帶寬的應用，如在線視頻點播。40G交換機在中小型數據中心機房中可作為匯聚或葉交換機使用，在中小型企業網中可作為核心或脊交換機。

當前，儘管40G以太網技術展現出快速發展態勢，吸引不少中小企業在網絡部署中採用，但其高昂的產品價格與相對有限的業務承載能力，預示着其未來發展或將面臨瓶頸。相比之下，100G以太網在技術整合度、標準遵循及產業鏈成熟度上均展現出顯著優勢，促使眾多運營商跨越40G階段，直接部署100G網絡。隨着100G技術的持續進步，其產品價格正逐步走低，預期將與40G產品趨於相近，進一步鞏固其在高速網絡市場的主導地位，對40G以太網的發展構成顯著壓力。就目前市場情況而言，100G以太網佔據了高速率網絡市場的主導地位，較大程度上制約了40G技術的市場拓展空間。

10G-40G-100G網絡升級路徑概述

10G-40G-100G網絡升級路徑主要是利用前期部署的10G設備和布線系統進行網絡升級，其中40G網絡通過4個10G並行通道實現，100G網絡通過10個10G並行通道實現。由於該網絡升級路徑是基於10G單通道實現，因此在部署時需要大量的光纖跳線，從而導致布線更加複雜且成本更高。與此同時，40G QSFP+光模組（如40G LR4 QSFP+ ）需藉助波分復用技術，將4個10G通道合併至單鏈路中，尤其是對於用於超長距離傳輸的QSFP+光模組而言，如40G ER4 QSFP+光模組，正是這一複雜且高效的技術集成，使得QSFP+光模組的成本居高不下，從而導致在選擇該網絡升級路徑時成本偏高。

10G-25G-100G網絡升級路徑

數據中心正以前所未有的速度擴展，推動了服務器與交換機之間連接對於更高帶寬的需求，為順應此趨勢，接入網正穩步從10G向25G邁進，這也為服務器與ToR交換機的連接提供了高密度、低成本和低功耗的解決方案。

25G以太網概述

自2014年25G以太網概念被提出以來，谷歌、微軟、Arista網絡、博通及邁絡思等公司攜手並進，共同推動25G以太網標準的快速發展，旨在構建高性能的25G架頂式服務器網絡架構。到目前為止，25G系列產品如25G網絡交換機、25G SFP28光模組、25G高速線纜和25G有源光纜已獲得越來越多的用戶認可，25G服務器的普及，正為未來的100G網絡升級奠定堅實基礎。其中，25G網絡交換機在網絡中通常作為ToR交換機或者葉交換機使用，高效連接服務器與各類終端設備，助力中小型數據中心實現高速傳輸，提升網絡性能。

25G以太網相當於是10G以太網的升級版，兩者都採用了單波SerDes技術，但25G以太網採用的通道速率是10G以太網通道速率的2.5倍，也就是說25G以太網的帶寬是10G以太網的2.5倍，其性能更加優越。由於25G SFP28光模組與10G SFP+光模組具備相同的封裝和接口，25G交換機和10G交換機具有相同的端口密度，因此，25G以太網可在無需增加線纜布線的情況下增加鏈路帶寬，有助於降低系統功耗和成本。隨着25G的熱度持續高漲，25G在市場上迅速的擴散，未來25G將為服務器與交換機之間的連接提供全面的解決方案。下圖展示了25G以太網從2014年到2018年以來的關鍵里程碑。

10G-25G-100G網絡升級路徑概述

由上可知，25G以太網和10G以太網一樣採用的單波技術，但25G以太網單通道的速率卻是10G以太網的2.5倍，因此在該網絡升級路徑中，只需4個25Gb/s通道並行即可實現100G網絡部署，較大程度上節省光纖資源。在超大規模的數據中心中，25G服務器和100G交換機已逐漸普及，並且正在逐步替代早前的10G服務器和40G交換機。10G-25G-100G網絡升級路徑雖然將吞吐量提高了2.5倍，但實際成本卻不高。隨着以太網技術的不斷創新，為了給更高帶寬的網絡鋪平道路，如200G/400G等，25G-100G網絡升級路徑將會給未來數據中心網絡升級提供有效路徑。該網絡升級路徑具備以下三大優勢：

 

• 採用4x25Gbit/s方式實現100G網絡部署比10x10Gbit/s方式更加經濟高效，隨着25G以太網和100G以太網的普及化，未來25G SFP28和100G QSFP28光模組的價格將持續降低。

• 採用4x25Gbit/s方式部署網絡系統的功耗低於10x10Gbit/s的功耗，這也說明25G運行成本比10G低，更加具備成本優勢。

• 對於使用的光纖鏈路來說，從10G升級到100G需要10條光纖鏈路，但25G卻只需要4條光纖鏈路即可，較大程度上節省了光纖資源。

網絡升級路徑比較：10G-40G-100G VS 10G-25G-100G

在25G以太網標準發布前，企業、運營商等數據中心的網絡升級方式一般是採用10G-40G，伴着25G以太網標準的正式發布，25G-100G網絡升級的方式以低成本、低功耗和高密度等優勢獲得了更多的應用，促進了100G以太網快速發展。

經過對比，可發現10G-25G-100G相對於10G-40G-100G網絡升級路徑而言明顯存在優勢，具體體現在以下三個方面：

 

• 10G-25G-100G網絡升級路徑可有效節省資本支出和運營支出。與40G不同的是，25G是10G的升級版，與10G擁有相同的設計，可重複使用的布線基礎架構，實現無縫升級，有效避免昂貴且複雜的布線系統更改。

• 10G-25G-100G網絡升級路徑具備更低功耗。25G-100G連接時採用的單波25G SerDes技術，與10G-40G連接時使用的單通道10G SerDes技術相似，但其性能卻提高了2.5倍，有效降低了每千兆位的功耗和成本，這意味着有效降低數據中心的散熱要求和運營支出。

• 10G-25G-100G網絡升級路徑具備更高的端口密度。與10G-40G-100G網絡升級路徑相比，10G-25G-100G網絡升級路徑通過充分利用交換機端口提供了較低的單位帶寬成本，因此從40G直接升級到100G的成本高於從25G升級到100G的成本

 

100G網絡升級路徑選擇和推薦

在計劃網絡升級時，應注重業務的規模以及未來網絡的擴展。

對於行業領先的巨頭公司而言，從25G升級到100G是理想方法。因為25G存在明顯優勢，可滿足不斷增長的網絡需求。而且一些大企業和大規模的數據中心為了確保網絡實用性，滿足長期發展的要求，都願意付出高成本換取高性能的網絡系統。

對於某些中小企業而言，則可不必放棄現在部署的40G而急於追求100G。因為當前網絡中的設備（如服務器）並不一定支持25G，在這種情況下，您就需要替換網絡設備和布線時所用的光模組、線纜等，從而導致網絡成本增加。簡而言之，選擇10G-25G-100G網絡升級路徑可能意味着需要支付額外的費用。若是當前網絡能夠滿足您現有的需求且預算有限，那麼建議您可保留現有的40G，然後在此基礎上升級網絡。但，如果您正在計劃優化網絡架構或部署新網絡，那麼考慮到未來業務的發展以及以太網的發展趨勢，建議您選擇10G-25G-100G。

以下為飛速（FS）10G/25G/100G光模組熱門產品，可根據實際應用場景及需求進行選擇：

總結

未來數據中心對更高速率和性能的需求將會永不停歇。回顧過去幾年25G的演進之路，您會發現25G的出現是下一代數據中心網絡帶寬和信道容量擴展的里程碑。25G-100G網絡升級通過提供更高的帶寬和端口密度，降低功耗和成本，顛覆了傳統的10G-40G網絡，提高了數據中心效率，為200G/400G的升級奠定了堅實的基礎。但無論您選擇哪種路徑進行網絡升級，都需根據實際的情況而定，因此網絡管理員在做出選擇前可優先參考一些專業建議。