Desde 2015, la Alianza Ethernet ha actualizado constantemente sus hojas de ruta para ofrecer visiones claras y completas de los desarrollos de la tecnología Ethernet.Estas actualizaciones sirven como recursos valiosos para profesionales en diversas industrias, ayudándoles a mantenerse informados sobre las tendencias emergentes y las innovaciones en la tecnología Ethernet.
La siguiente hoja de ruta de Ethernet 2024 recién publicada describe los requisitos de velocidad de Ethernet en evolución en sectores clave, incluyendo la automatización de edificios e industrial, la conectividad en vehículos, aplicaciones empresariales y de campus, telecomunicaciones y servicios móviles, y centros de datos de hiperescalado.Una actualización significativa en la hoja de ruta de 2024 es la introducción de una sección dedicada centrada en la IA y el aprendizaje automático.Esta nueva sección coloca la IA en el centro de los avances tecnológicos de Ethernet, subrayando su creciente influencia en el desarrollo futuro de los estándares de Ethernet.

Fuente：https://ethernetalliance.org


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El "Mapa de Ruta de Ethernet 2024" anterior introduce interfaces y nomenclatura actualizadas, clasificando los medios de transmisión en dos tipos principales: cables de cobre y fibra óptica, excluyendo WiFi.Esta clasificación proporciona un marco más claro para entender el papel en evolución de Ethernet en las tecnologías de redes modernas.En aplicaciones de Ethernet que van desde 10M hasta 10G, los cables de cobre siguen siendo la solución preferida.Estos cables son ampliamente adoptados debido a su capacidad para conectar un gran número de dispositivos de red, lo que los hace ideales para manejar numerosos puntos de conexión.Los cables de cobre típicamente tienen distancias de transmisión más cortas, generalmente dentro de 100 metros, aunque el estándar 10Base-T1L admite aplicaciones de baja velocidad de 10M con un alcance más largo de hasta 1000 metros.

Una ventaja significativa de los cables de cobre es su soporte para Power over Ethernet (PoE).Esta función permite que los cables de cobre entreguen tanto datos como energía eléctrica a los dispositivos conectados simultáneamente, lo que los hace muy prácticos y rentables.Esta capacidad es especialmente útil en entornos donde se requieren tanto la transmisión de datos como el suministro de energía para dispositivos como cámaras IP, puntos de acceso y teléfonos.
En conclusión, las interfaces de cable de cobre ofrecen una solución de bajo costo y alto rendimiento para la conectividad Ethernet.
En aplicaciones de Ethernet por encima de 10G, especialmente para conexiones de red de ultra alta velocidad como 40G, 100G, 400G, e incluso 800G y 1.6T, solo la fibra óptica puede satisfacer las demandas.Para aplicaciones de centros de datos dentro de 300 metros, la fibra multimodo ofrece un equilibrio ideal entre costo y rendimiento.Sin embargo, para transmisiones de fibra a larga distancia, solo la fibra monomodo puede ofrecer el rango y la estabilidad necesarios para una transferencia de datos confiable a través de distancias extendidas.
La fibra multimodo típicamente utiliza un conector MPO con transmisión paralela de múltiples núcleos, lo que la hace adecuada para aplicaciones de alta densidad.Y la fibra monomodo a menudo utiliza un conector LC de doble núcleo con tecnología de multiplexión por división de longitud de onda (WDM) para la transmisión, lo que le permite soportar de manera eficiente la transferencia de datos a larga distancia.(Nota: Esta discusión no incluye tecnologías de transmisión bidireccional de núcleo único o de triple vía que se encuentran en los sistemas PON.)

Según la Hoja de Ruta de Ethernet 2024 y las últimas guías de interfaz y nomenclatura, 400Gbps se ha convertido en el requisito de velocidad principal para los actuales Centros de Datos de Inteligencia Artificial (AIDC).Los AIDC más grandes y avanzados ya están explorando formas de implementar capacidades de transmisión de red de 800Gbps e incluso 1.6Tbps.Entonces, ¿qué estrategias pueden aumentar efectivamente las velocidades de transmisión óptica para satisfacer estas demandas en aumento?

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El diagrama de combinación de tasas del módulo óptico anterior muestra tres métodos para lograr una tasa de transmisión de 100Gbps: primero, utilizando cuatro carriles de 25G (4x25G);segundo, utilizando dos carriles con una tasa de bits aumentada de 50G cada uno (2x50G);y tercero, utilizando un único canal de 100G.Estos métodos ofrecen soluciones flexibles y de alta velocidad adaptadas a diversas necesidades de red, asegurando una transmisión de datos optimizada para la infraestructura moderna.
Para lograr una transmisión de Ethernet de ultra alta velocidad, hay dos enfoques principales: aumentar la tasa de datos de un solo carril o agregar carriles de transmisión adicionales.Los métodos de implementación específicos son los siguientes:

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1, Para mejorar la tasa de transmisión de una señal de un solo canal, las mejoras en los métodos de modulación óptica son clave. Actualmente, hay varias técnicas de modulación óptica maduras y rentables disponibles, que incluyen:

• NRZ (No Retorno a Cero, también conocido como PAM-2, Modulación de Amplitud de Pulso con dos niveles) : Esta técnica soporta tasas de transmisión de hasta 25G por canal y se utiliza ampliamente en equipos existentes debido a su fiabilidad y amplia aplicación.

• PAM-4 (Modulación por Amplitud de Pulso con cuatro niveles) : En comparación con NRZ, PAM-4 ofrece un nivel de modulación más alto, lo que permite tasas de transmisión de 50G por canal, convirtiéndolo en una opción ideal para aplicaciones que requieren mayor ancho de banda sin un aumento significativo en el costo.

• 16-QAM (Modulación de Amplitud en Cuadratura de 16 Niveles) : Para transmisión de ultra-alta velocidad, 16-QAM se utiliza típicamente en sistemas de canales coherentes, soportando tasas de transmisión de hasta 100G por canal, lo que lo hace adecuado para redes exigentes de alta capacidad.

2, La velocidad de transmisión óptica se puede mejorar de dos maneras al agregar múltiples carriles, aumentando la eficiencia y el rendimiento.

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A.Una forma es aumentar el número de canales físicos. Esto depende principalmente del paquete de módulos ópticos, que vienen en varios factores de forma. Aquí están algunos de los factores de forma de módulos ópticos más comunes:

• SFP (Módulo de Factor de Forma Pequeño)

  Una mejora del GBIC, SFP utiliza un paquete de doble canal y admite tasas de transmisión de hasta 1G.Es una solución ampliamente utilizada para actualizaciones de red.

• SFP+

  Basándose en el factor de forma SFP, SFP+ admite velocidades de transmisión más altas de hasta 10G, ofreciendo una solución más avanzada para una transmisión de datos más rápida.

• QSFP (Módulo Cuádruple de Factor de Forma Pequeño)

  QSFP cuenta con un paquete de cuatro canales, proporcionando el equivalente a cuatro canales SFP.Esto aumenta significativamente el rendimiento de los datos, lo que lo hace ideal para aplicaciones de alta velocidad.

• QSFP-DD (Doble Densidad)

  Como una versión mejorada de QSFP, QSFP-DD viene con 8 canales, duplicando el número de canales en comparación con el QSFP estándar.Esto permite tasas de transmisión de datos aún más altas.

• OSFP (Conector enchufable de pequeño factor de forma octal)

  Similar al QSFP-DD, OSFP también admite 8 canales.Ofrece capacidades de transmisión de alta densidad, atendiendo la creciente demanda de mayor ancho de banda en las redes modernas.

Es importante señalar que los avances en la tecnología de empaquetado también pueden aumentar tanto el número de canales de fibra óptica como los costos generales. Por lo tanto, es esencial encontrar un equilibrio entre el rendimiento y el costo para un diseño de red de alta velocidad y rentable.

B.Otra método es expandir el número de canales virtuales, utilizando la tecnología de Multiplexión por División de Longitud de Onda (WDM) en fibras monomodo. WDM funciona añadiendo láseres adicionales para aumentar el número de canales, logrando así velocidades de transmisión más altas. Sin embargo, esto también conduce a un mayor consumo de energía y a una mayor complejidad del sistema, lo que resulta en costos más altos. Como resultado, la tecnología WDM es típicamente empleada por operadores de telecomunicaciones para requisitos de transmisión de larga distancia, alta capacidad de ancho de banda y alta velocidad.

En resumen, ahora tenemos una comprensión completa de la demanda de transmisión Ethernet de ultra alta velocidad y los métodos para lograrlo, lo que también establece la base para una mayor comprensión de las soluciones de fibra óptica preterminadas del AIDC.