以太比特每秒或更高的以太网速度意味着要克服光学、电源和网络架构的技术障碍。

虽然到目前为止，向400G以太网的转移在很大程度上是一个超规模和电信网络事件，但这些用户以及数据中心客户的目标最终是转移到至少800Gbps，可能是1.6Tbps。

尽管800Gbps似乎是以太网网络梦想家的一个坚实目标，但要实现下一个速度飞跃所需的光学、电源和体系结构等挑战似乎是艰巨的。

提高数据中心和云服务速度的需求是由无数因素驱动的，包括来自Google、Amazon和Facebook等参与者的超规模网络的持续增长，以及当前和未来网络将支持的更分布式的云、人工智能、视频和移动应用程序工作负载。

另一个驱动因素是，根据2020年4月的ieee802.3行业连接以太网带宽评估，到2022年，全球IP流量预计将从2017年的177EB增长到每月396eb。报告指出，潜在因素，如用户数量的增加、接入速率和方式的提高、服务的增加，都表明对带宽的需求在持续增长。

同时，业界也在积极推动更快的以太网技术的发展。例如，电气与电子工程师协会（IEEE）和IEEE标准协会于2020年底成立了IEEE 802.3 Beyond 400 Gbps以太网研究小组。

Futurewei Technologies杰出工程师John D’Ambrosia在集团成立时发表声明说：“通往超400G以太网的道路是存在的，但要实现以太网速度的下一次飞跃，还需要考虑许多选择和物理挑战。”。

同样在去年年底，光互联论坛（OIF）围绕高速以太网建立了新的项目，包括800G相干项目。谷歌（Google）光网络技术部技术负责人、OIF副总裁塔德•霍夫迈斯特（Tad Hofmeister）表示，这项工作旨在定义可互操作的800G相干线路规范，基本上定义了高速交换设备如何在校园和数据中心互联应用中进行远距离通信。

本周，D’Ambrosia和Hofmeister是来自行业领头羊（包括Cisco、Juniper、Google、Facebook和Microsoft）的专家组的一员，他们聚集在以太网联盟的技术探索论坛（TEF）上，研究有关设置下一代以太网速率的问题和要求。

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超过400Gbps的一个首要挑战是驱动这些系统所需的功率。

“电力正以不可持续的速度增长。思科的一位研究员Rakesh Chopra告诉TEF：“电力是一个需要解决的问题，因为它限制了我们可以建造和部署的东西以及我们的星球能够维持的东西。”。“每比特的功率一直在提高，我们可以将带宽提高80倍，但所需的功率却提高了22倍。我们在网络中消耗的每一瓦特，我们可以部署的服务器就更少了。这不是一个你能把设备弄得多小的问题，而是一个你能有多高效的问题。”

动力是速度超过400克的主要限制因素之一，戴尔集团的高级主管Sameh Boujelbene说。“功率已经在影响超标量仪在更高速度下的作用，因为它们需要等待不同的技术在现有的功率预算内高效工作，而这个问题只会随着速度的提高而增加。”

微软Azure硬件系统集团首席硬件工程师布拉德•布斯（bradbooth）表示：最大的问题是，我们是先在带宽还是电源上碰壁，如果我们继续使用今天使用的技术，我们将在电源带上实现平线。因为我们需要越来越多的权力，我们有权力限制。我们必须依靠我们所支持的基础设施来建设和提供什么。”

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布思指出，许多行业和研究机构，如美国国防高级研究计划局（DARPA）和其他机构，都在研究如何通过提高功率来提高带宽密度。

这需要创造性的答案。“未来的数据中心网络可能需要结合光子创新和优化的网络架构，”Boujelbene说。

其中一项被称为“共封装光学（CPO）”的潜在创新正在由Broadcom、Cisco、Intel和其他公司进行开发，但它仍然是一个新兴领域。CPO将目前分离的光学器件和开关硅连接到一个封装中，目的是显著降低功耗

Facebook的技术采购经理robstone说：“CPO提供了下一个大的节能步骤，并提供了功率和密度节约，以支持下一代系统的扩展。”。斯通还是以太网技术联盟（Ethernet Technology Consortium）的技术工作组主席，该联盟宣布完成800GbE规范。“我们需要的是一个标准支持的CPO生态系统，以供广泛采用。”

Facebook和微软正在共同开发一个CPO规范，“通过降低开关光电接口的功耗来应对数据中心流量增长的挑战，”两家公司在其CPO网站上表示。“需要一个通用的、公开的系统规范来指导光学和交换机供应商快速开发联合封装解决方案，并允许创建一个多样化的供应商生态系统。”

OIF还致力于一个联合封装框架，该规范将结合应用空间和与一个或多个asic联合封装通信接口的相关技术考虑。Hofmeister说，规范的主要目标是为OIF或其他标准组织未来可能的工作确定互操作性标准的新机会。

不过，专家表示，CPO还有很长的路要走。Cisco的Chopra在最近一篇关于CPO的博客中写道：“用CPO架构、设计、部署和操作系统是一项极其困难的任务，因此作为一个行业，我们必须在为时已晚之前开始。”。“如今，在服务提供商和网络规模的网络中，机架外的大多数链路都是光纤链路，而机架内的布线则是铜线。随着速度的提高，最长的铜缆链路需要转向光纤。最终，离开硅封装的所有链路都将是光学的，而不是电子的。”

Juniper Networks的工程师David Ofelt说：“虽然越来越难走得更快，但我们能否像过去那样构建支持更高速率和更高密度的系统仍是一个悬而未决的问题。”。“即使我们可以，也不清楚最终用户是否能接受结果。”

Ofelt说，支持更快以太网速率的技术要在合适的包装和系统支持下批量提供还需要很多年。“这不是一个标准是慢的事情，这是一个现实的建设规模的生态系统的事情，”他说。

整体向更高速度发展的部分挑战可能是，采用率有很大的错开。

例如，大多数企业客户将在未来两到五年内从10G移动到25G，而50G到100G将是其中许多客户的下一个速度。LightCounting研究公司的创始人兼首席执行官弗拉德·科兹洛夫（Vlad Kozlov）说，人们对网络边缘无线的期望可能会改变。“严重依赖或提供数字服务的公司将在未来两到五年内从100G发展到400G。800克或1.6吨将是他们的下一个速度。然而，带宽饥渴的人工智能服务可能会在未来改变这种状况：大多数企业将需要更快的连接来传输监控其运营的视频。”

D’Ambrosia告诉TEF，最终真正需要的是一个灵活的底层架构，以支持未来超过400Gbps的带宽需求。“还有很多工作要做，我们真的才刚刚开始。”