Depuis 2015, l'Ethernet Alliance a constamment mis à jour ses feuilles de route pour fournir des aperçus clairs et complets des développements de la technologie Ethernet.Ces mises à jour servent de ressources précieuses pour les professionnels de divers secteurs, les aidant à rester informés des tendances émergentes et des innovations dans la technologie Ethernet.
La feuille de route Ethernet 2024 récemment publiée décrit les exigences évolutives en matière de vitesse Ethernet dans des secteurs clés, y compris l'automatisation des bâtiments et de l'industrie, le réseau embarqué, les applications d'entreprise et de campus, les télécommunications et les services mobiles, ainsi que les centres de données hyperscale.Une mise à jour significative dans la feuille de route 2024 est l'introduction d'une section dédiée axée sur l'IA et l'apprentissage automatique.Cette nouvelle section place l'IA au cœur des avancées technologiques de l'Ethernet, soulignant son influence croissante sur le développement futur des normes Ethernet.

Source：https://ethernetalliance.org


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La "Feuille de route Ethernet 2024" ci-dessus introduit des interfaces et une nomenclature mises à jour, classifiant les supports de transmission en deux types principaux : câbles en cuivre et fibres optiques, avec le WiFi exclu.Cette classification fournit un cadre plus clair pour comprendre le rôle évolutif de l'Ethernet dans les technologies de mise en réseau modernes.Dans les applications Ethernet allant de 10M à 10G, les câbles en cuivre restent la solution privilégiée.Ces câbles sont largement adoptés en raison de leur capacité à connecter un grand nombre de dispositifs réseau, ce qui les rend idéaux pour gérer de nombreux points de connexion.Les câbles en cuivre ont généralement des distances de transmission plus courtes, généralement dans un rayon de 100 mètres, bien que la norme 10Base-T1L prenne en charge des applications à faible vitesse de 10M avec une portée plus longue allant jusqu'à 1000 mètres.

Un avantage significatif des câbles en cuivre est leur prise en charge de l'alimentation par Ethernet (PoE).Cette fonctionnalité permet aux câbles en cuivre de fournir à la fois des données et de l'énergie électrique aux appareils connectés simultanément, les rendant ainsi très pratiques et rentables.Cette capacité est particulièrement utile dans des environnements où à la fois la transmission de données et l'alimentation électrique sont nécessaires pour des appareils tels que les caméras IP, les points d'accès et les téléphones.
En conclusion, les interfaces de câble en cuivre offrent une solution économique et performante pour la connectivité Ethernet.
Dans les applications Ethernet au-dessus de 10G, en particulier pour les connexions réseau ultra-rapides telles que 40G, 100G, 400G, et même 800G et 1,6T, seules les fibres optiques peuvent répondre aux exigences.Pour les applications de centre de données dans un rayon de 300 mètres, la fibre multimode offre un équilibre idéal entre coût et performance.Cependant, pour les transmissions de fibre à longue distance, seule la fibre monomode peut offrir la portée et la stabilité nécessaires pour un transfert de données fiable sur de longues distances.
La fibre multimode utilise généralement un connecteur MPO avec une transmission parallèle multi-cœurs, ce qui la rend bien adaptée aux applications à haute densité.Et la fibre monomode utilise souvent un connecteur LC à double cœur avec la technologie de multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM) pour la transmission, ce qui lui permet de supporter efficacement le transfert de données sur de longues distances.(Remarque : Cette discussion n'inclut pas les technologies de transmission bidirectionnelle à cœur unique ou à trois voies que l'on trouve dans les systèmes PON.)

Selon la feuille de route Ethernet 2024 et les derniers guides d'interface et de nomenclature, 400 Gbps est devenu le besoin de vitesse principal pour les centres de données d'intelligence artificielle actuels (AIDC).Des AIDC plus grands et plus avancés explorent déjà des moyens de déployer des capacités de transmission réseau de 800 Gbps et même de 1,6 Tbps.Alors, quelles stratégies peuvent efficacement augmenter les vitesses de transmission optique pour répondre à ces demandes croissantes ?

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Le diagramme de combinaison des taux de module optique ci-dessus montre trois méthodes pour atteindre un taux de transmission de 100 Gbps : d'abord, en utilisant quatre voies de 25 G (4x25G) ;deuxièmement, en utilisant deux voies avec un débit binaire augmenté de 50G chacune (2x50G);et troisièmement, en utilisant un seul canal de 100G.Ces méthodes offrent des solutions flexibles et à haute vitesse adaptées à divers besoins réseau, garantissant une transmission de données optimisée pour les infrastructures modernes.
Pour atteindre une transmission Ethernet ultra-rapide, il existe deux approches principales : augmenter le débit de données d'une seule voie ou ajouter des voies de transmission supplémentaires.Les méthodes d'implémentation spécifiques sont les suivantes :

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1, Pour améliorer le taux de transmission d'un signal à canal unique, les améliorations des méthodes de modulation optique sont essentielles. Actuellement, il existe plusieurs techniques de modulation optique matures et rentables disponibles, qui incluent :

• NRZ (Non-Retour à Zéro, également connu sous le nom de PAM-2, Modulation d'Amplitude d'Impulsion avec deux niveaux) : Cette technique prend en charge des débits de transmission allant jusqu'à 25G par canal et est largement utilisée dans les équipements existants en raison de sa fiabilité et de sa large application.

• PAM-4 (Modulation d'Amplitude d'Impulsions avec quatre niveaux) : Comparé à NRZ, PAM-4 offre un niveau de modulation plus élevé, permettant des débits de transmission de 50G par canal, ce qui en fait un choix idéal pour les applications nécessitant une plus grande bande passante sans augmentation significative des coûts.

• 16-QAM (Modulation d'Amplitude en Quadrature à 16 Niveaux) : Pour une transmission ultra-rapide, le 16-QAM est généralement utilisé dans les systèmes de canaux cohérents, prenant en charge des débits de transmission allant jusqu'à 100G par canal, ce qui le rend adapté aux réseaux exigeants et à haute capacité.

2, La vitesse de transmission optique peut être améliorée de deux manières en agrégeant plusieurs voies, augmentant ainsi l'efficacité et la performance.

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A.Une méthode consiste à augmenter le nombre de canaux physiques. Cela dépend principalement de l'emballage des modules optiques, qui existent en différentes tailles. Voici quelques-uns des formats de modules optiques les plus courants :

• SFP (Module enfichable à petit facteur de forme)

  Une mise à niveau du GBIC, le SFP utilise un package à double canal et prend en charge des débits de transmission allant jusqu'à 1G.C'est une solution largement utilisée pour les mises à niveau du réseau.

• SFP+

  S'appuyant sur le facteur de forme SFP, le SFP+ prend en charge des vitesses de transmission plus élevées allant jusqu'à 10G, offrant une solution plus avancée pour une transmission de données plus rapide.

• QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable)

  QSFP propose un package à quatre canaux, fournissant l'équivalent de quatre canaux SFP.Cela augmente considérablement le débit de données, le rendant idéal pour les applications à haute vitesse.

• QSFP-DD (Double Densité)

  En tant que version améliorée du QSFP, le QSFP-DD dispose de 8 canaux, doublant le nombre de canaux par rapport au QSFP standard.Cela permet des taux de transmission de données encore plus élevés.

• OSFP (Octal Small Form-factor Pluggable)

  Semblable à QSFP-DD, OSFP prend également en charge 8 canaux.Il offre des capacités de transmission à haute densité, répondant à la demande croissante de bande passante plus élevée dans les réseaux modernes.

Il est important de noter que les avancées dans la technologie d'emballage peuvent également augmenter à la fois le nombre de canaux de fibre optique et les coûts globaux. Par conséquent, il est essentiel de trouver un équilibre entre performance et coût pour une conception de réseau à haut débit et rentable.

B.Une autre méthode consiste à augmenter le nombre de canaux virtuels, en utilisant la technologie de multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM) dans des fibres monomodes. La WDM fonctionne en ajoutant des lasers supplémentaires pour augmenter le nombre de canaux, permettant ainsi d'atteindre des vitesses de transmission plus élevées. Cependant, cela entraîne également une consommation d'énergie plus élevée et une complexité accrue du système, ce qui entraîne des coûts plus élevés. En conséquence, la technologie WDM est généralement utilisée par les opérateurs de télécommunications pour des exigences de transmission longue distance, à large bande et à haute vitesse.

En résumé, nous avons maintenant une compréhension complète de la demande pour la transmission Ethernet ultra-haut débit et des méthodes pour y parvenir, ce qui établit également la base pour une compréhension plus approfondie des solutions de fibre optique pré-terminées de l'AIDC.