开启400G以太网：Spirent 400G以太网测试系统

在法国尼斯举行的2014WDM和下一代光纤网络研讨会上，思博伦通信 和 赛灵思公司讨论了通过Spirent 400G以太网测试系统对华为NE5000E以太网核心路由成功测试的完成情况，这在一个月前在芝加哥举行的LightReading电信大事件中发表的（见“Huawei’s 400GE router successfully completes testing on Spirent’s new 400GE test platform—both enabled by the Virtex-7 H870T 3D FPGA.”）。然而，这周的WDM报告会更深入地探究Spirent 400G以太网测试系统的实现细节，包括使用Xilinx Virtex-7 H870T 3D FPGA的细节。Xilinx Virtex-7 H870T 3D FPGA在华为和思博伦的设计中均被使用。

这个是测试结构图：

测试结构图

测试涉及到以400G线全工速率传输和接收的以太网通信。验证零错误操作和收集多种网络通信情况下的统计信息，以提供先前IEEE 400GE规范的初步验证。

可变大小数据包
速率调整
延迟和订购数据包测试
验证每个接收到的数据包
错误检查
数据包抓取
合规性测试

在任何系统上运行400G以太网数据包都不是件小事。它需要用于实现以太网硬件的设备内外拥有大量I/O带宽，也需要设备内有大量数据流和路由。思博伦公司实现了在一个Xilinx H870T 3D FPGA上运行四个CFP2光模块，这意味着400G以太网测试系统有两部分——一部分传输数据包，一部分接收数据包。数据通过使用160字节宽的312MHz总线在芯片上路由。这是其中一块Spirent 400G以太网测试系统板的图片和高级设计方块图。

Spirent 400G以太网测试系统板

Spirent 400G以太网测试系统方块图

华为400G以太网线卡的方块图也把功能分为一块传输FPGA和 一块接收FPGA，以及一些额外的线卡传输器和接收器之间的通信。

华为400G以太网线卡方块图

注意到，在获得IEEE 400G以太网标准许可前两年使用Xilinx FPGA实现这些系统，可以显著降低项目成本和设计风险。这些设计可以快速升级和修改以适应400G以太网标准。不需要修改实际硬件——FPGA配置的改变就是所有需要的了，并且这可以通过现有板子的剩余部分实现。这个灵活性相当有帮助，当标准不确定时，就像是这里这种情况。

讨论中的一个新元素在WDM揭露，就是目前基于Virtex-7 H870T 3D FPGA开发IEEE 400G以太网规范的发展路线和先前标准的400G以太网设计的迁移。发展路线指出了未来设计中对Xilinx Virtex UltraScale FPGA的预期使用，为的是降低功耗和提高线卡端口密度，如下所示：

400G以太网发展路线

升级过渡是可行的，因为大量的高速GTY收发器用于Virtex UltraScale器件，由UltraScale架构而改良的片上可路由性和UltraScale器件中集成的Interlaken IP。

那么我们离这升级过渡还有多远？我非常高兴你能提出这样的问题。今天在WDM2014，赛灵思公司证明了400G以太网可以成功地在UltraScale器件上运行。这是一张演示图片：

WDM2014 UltraScale 400G以太网演示

这里是所有重要统计信息的屏幕：

UltraScale 400G以太网演示统计信息

主要统计信息——上十亿计的字节传输和接收，并且零错误。

早前Xcell Daily关于这些主题的报道，见：
Huawei and Xilinx unveil prototype 400GE Core Router at OFC 2104. FPGAs do the heavy lifting

Huawei and Xilinx discuss 400G Ethernet for future router products at OFC 2014—the Video