Dal 2015, l'Ethernet Alliance ha costantemente aggiornato le sue roadmap per fornire panoramiche chiare e complete degli sviluppi della tecnologia Ethernet.Questi aggiornamenti servono come risorse preziose per i professionisti in vari settori, aiutandoli a rimanere informati sulle tendenze emergenti e le innovazioni nella tecnologia Ethernet.
Il seguente roadmap Ethernet 2024 appena rilasciato delinea i requisiti di velocità Ethernet in evoluzione nei settori chiave, inclusi l'automazione degli edifici e industriale, il networking in-vehicle, le applicazioni aziendali e del campus, le telecomunicazioni e i servizi mobili, e i data center hyperscale.Un aggiornamento significativo nella roadmap del 2024 è l'introduzione di una sezione dedicata all'IA e all'apprendimento automatico.Questa nuova sezione pone l'IA al centro dei progressi della tecnologia Ethernet, sottolineando la sua crescente influenza sullo sviluppo futuro degli standard Ethernet.

Fonte：https://ethernetalliance.org


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Il "2024 Ethernet Roadmap" sopra introduce interfacce e nomenclature aggiornate, classificando i media di trasmissione in due tipi principali: cavi in rame e fibre ottiche, escludendo il WiFi.Questa classificazione fornisce un quadro più chiaro per comprendere il ruolo in evoluzione dell'Ethernet nelle moderne tecnologie di rete.Nelle applicazioni Ethernet che vanno da 10M a 10G, i cavi in rame continuano a essere la soluzione preferita.Questi cavi sono ampiamente adottati grazie alla loro capacità di collegare un gran numero di dispositivi di rete, rendendoli ideali per gestire numerosi punti di connessione.I cavi in rame hanno tipicamente distanze di trasmissione più brevi, solitamente entro 100 metri, anche se lo standard 10Base-T1L supporta applicazioni a bassa velocità di 10M con una portata più lunga fino a 1000 metri.

Un vantaggio significativo dei cavi in rame è il loro supporto per l'alimentazione tramite Ethernet (PoE).Questa funzione consente ai cavi in rame di fornire sia dati che energia elettrica ai dispositivi connessi simultaneamente, rendendoli altamente pratici ed economici.Questa funzionalità è particolarmente utile in ambienti in cui sono richiesti sia la trasmissione dei dati che l'alimentazione per dispositivi come telecamere IP, punti di accesso e telefoni.
In conclusione, le interfacce in cavo di rame offrono una soluzione economica e ad alte prestazioni per la connettività Ethernet.
Nelle applicazioni Ethernet sopra 10G, specialmente per connessioni di rete ultra-veloci come 40G, 100G, 400G e persino 800G e 1.6T, solo la fibra ottica può soddisfare le esigenze.Per le applicazioni nei data center entro 300 metri, la fibra multimodale offre un equilibrio ideale tra costo e prestazioni.Tuttavia, per le trasmissioni in fibra a lunga distanza, solo la fibra monomodale può fornire la portata e la stabilità necessarie per un trasferimento dati affidabile su distanze estese.
La fibra multimodale utilizza tipicamente un connettore MPO con trasmissione parallela a più nuclei, rendendola adatta per applicazioni ad alta densità.E la fibra monomodale spesso utilizza un connettore LC a doppio nucleo con tecnologia di multiplexing a divisione di lunghezza d'onda (WDM) per la trasmissione, consentendole di supportare in modo efficiente il trasferimento di dati a lunga distanza.(Nota: Questa discussione non include tecnologie di trasmissione bidirezionali a singolo nucleo o a percorso triplo presenti nei sistemi PON.)

Secondo la Roadmap Ethernet 2024 e le ultime guide sulle interfacce e sulla nomenclatura, 400Gbps è diventata la velocità standard richiesta per i moderni Data Center di Intelligenza Artificiale (AIDC).AIDC più grandi e avanzati stanno già esplorando modi per implementare capacità di trasmissione di rete di 800Gbps e persino 1.6Tbps.Quindi, quali strategie possono efficacemente aumentare le velocità di trasmissione ottica per soddisfare queste crescenti richieste?

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Il diagramma di combinazione dei tassi del modulo ottico sopra mostra tre metodi per raggiungere un tasso di trasmissione di 100Gbps: prima, utilizzando quattro linee da 25G (4x25G);secondo, utilizzando due corsie con una velocità di bit aumentata di 50G ciascuna (2x50G);e terzo, utilizzando un singolo canale da 100G.Questi metodi offrono soluzioni flessibili e ad alta velocità, adattate a diverse esigenze di rete, garantendo una trasmissione dei dati ottimizzata per le infrastrutture moderne.
Per ottenere una trasmissione Ethernet ultra-veloce, ci sono due approcci principali: aumentare la velocità dei dati di una singola corsia o aggiungere corsie di trasmissione aggiuntive.I metodi di implementazione specifici sono i seguenti:

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1. Per migliorare la velocità di trasmissione di un segnale a canale singolo, i miglioramenti nei metodi di modulazione ottica sono fondamentali. Attualmente, ci sono diverse tecniche di modulazione ottica mature e convenienti disponibili, che includono:

• NRZ (Non-Ritorno a Zero, noto anche come PAM-2, Modulazione di Ampiezza di Pulsazione con due livelli) : Questa tecnica supporta tassi di trasmissione fino a 25G per canale ed è ampiamente utilizzata nelle attrezzature esistenti grazie alla sua affidabilità e ampia applicazione.

• PAM-4 (Modulazione di Ampiezza di Pulsazione con quattro livelli) : Rispetto a NRZ, PAM-4 offre un livello di modulazione più elevato, consentendo tassi di trasmissione di 50G per canale, rendendolo una scelta ideale per applicazioni che richiedono una maggiore larghezza di banda senza un aumento significativo dei costi.

• 16-QAM (Modulazione di Ampiezza in Quadratura a 16 Livelli) : Per la trasmissione ultra-veloce, 16-QAM è tipicamente utilizzato nei sistemi a canale coerente, supportando tassi di trasmissione fino a 100G per canale, rendendolo adatto per reti esigenti ad alta capacità.

2, La velocità di trasmissione ottica può essere migliorata in due modi aggregando più corsie, aumentando l'efficienza e le prestazioni.

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A. Un metodo è aumentare il numero di canali fisici. Questo dipende principalmente dal pacchetto dei moduli ottici, che sono disponibili in vari formati. Ecco alcuni dei formati di moduli ottici più comuni:

• SFP (Small Form-factor Pluggable)

  Un aggiornamento del GBIC, SFP utilizza un pacchetto a doppio canale e supporta velocità di trasmissione fino a 1G.È una soluzione ampiamente utilizzata per gli aggiornamenti di rete.

• SFP+

  Basandosi sul fattore di forma SFP, SFP+ supporta velocità di trasmissione più elevate fino a 10G, offrendo una soluzione più avanzata per una trasmissione dati più veloce.

• QSFP (Quad Small Form Factor Pluggable)

  QSFP presenta un pacchetto a quattro canali, che fornisce l'equivalente di quattro canali SFP.Questo aumenta significativamente il throughput dei dati, rendendolo ideale per applicazioni ad alta velocità.

• QSFP-DD (Doppia Densità)

  Come versione migliorata del QSFP, il QSFP-DD offre 8 canali, raddoppiando il numero di canali rispetto al QSFP standard.Questo consente tassi di trasmissione dati ancora più elevati.

• OSFP (Pluggable a fattore di forma ottale)

  Simile a QSFP-DD, OSFP supporta anche 8 canali.Offre capacità di trasmissione ad alta densità, soddisfacendo la crescente domanda di maggiore larghezza di banda nelle reti moderne.

È importante notare che i progressi nella tecnologia di imballaggio possono aumentare sia il numero di canali in fibra ottica che i costi complessivi. Pertanto, è essenziale trovare un equilibrio tra prestazioni e costi per un design di rete ad alta velocità e conveniente.

Un altro metodo è quello di espandere il numero di canali virtuali, utilizzando la tecnologia di Multiplexing a Divisione di Lunghezza d'Onda (WDM) nelle fibre monomodali. WDM funziona aggiungendo laser aggiuntivi per aumentare il numero di canali, raggiungendo così velocità di trasmissione più elevate. Tuttavia, questo porta anche a un maggiore consumo di energia e a un aumento della complessità del sistema, con conseguenti costi più elevati. Di conseguenza, la tecnologia WDM è tipicamente utilizzata dagli operatori di telecomunicazioni per requisiti di trasmissione a lunga distanza, ad alta larghezza di banda e ad alta velocità.

In sintesi, ora abbiamo una comprensione completa della domanda per la trasmissione Ethernet a ultra alta velocità e dei metodi per raggiungerla, il che stabilisce anche le basi per una comprensione ulteriore delle soluzioni in fibra ottica preterminata dell'AIDC.