С 2015 года Альянс Ethernet последовательно обновляет свои дорожные карты, чтобы предоставить четкие и всесторонние обзоры разработок технологий Ethernet.Эти обновления служат ценными ресурсами для профессионалов в различных отраслях, помогая им быть в курсе новых тенденций и инноваций в технологии Ethernet.
Следующая недавно выпущенная дорожная карта Ethernet на 2024 год описывает развивающиеся требования к скорости Ethernet в ключевых секторах, включая автоматизацию зданий и промышленности, сетевое взаимодействие в автомобилях, корпоративные и кампусные приложения, телекоммуникации и мобильные услуги, а также гипермасштабные центры обработки данных.Значительное обновление в дорожной карте 2024 года — это введение специального раздела, посвященного ИИ и машинному обучению.Этот новый раздел ставит ИИ в центр развития технологий Ethernet, подчеркивая его растущее влияние на будущее развитие стандартов Ethernet.

Источник：https://ethernetalliance.org


Источник：https://ethernetalliance.org

Вышеуказанная "Дорожная карта Ethernet 2024" представляет обновленные интерфейсы и номенклатуру, классифицируя средства передачи на два основных типа: медные кабели и волоконно-оптические кабели, исключая WiFi.Эта классификация предоставляет более четкую основу для понимания развивающейся роли Ethernet в современных сетевых технологиях.В приложениях Ethernet с диапазоном от 10M до 10G медные кабели по-прежнему остаются предпочтительным решением.Эти кабели широко используются благодаря своей способности подключать большое количество сетевых устройств, что делает их идеальными для обработки многочисленных точек подключения.Медные кабели, как правило, имеют более короткие расстояния передачи, обычно в пределах 100 метров, хотя стандарт 10Base-T1L поддерживает низкоскоростные 10M приложения с более длинным диапазоном до 1000 метров.

Значительным преимуществом медных кабелей является их поддержка питания по технологии Ethernet (PoE).Эта функция позволяет медным кабелям одновременно передавать как данные, так и электрическую энергию подключенным устройствам, что делает их очень практичными и экономически эффективными.Эта возможность особенно полезна в средах, где для таких устройств, как IP-камеры, точки доступа и телефоны, требуются как передача данных, так и питание.
В заключение, интерфейсы медных кабелей предлагают недорогое и высокопроизводительное решение для подключения Ethernet.
В приложениях Ethernet выше 10G, особенно для ультравысокоскоростных сетевых соединений, таких как 40G, 100G, 400G, а также 800G и 1.6T, только оптоволокно может удовлетворить требованиям.Для приложений в дата-центрах на расстоянии до 300 метров многомодовое волокно обеспечивает идеальный баланс между стоимостью и производительностью.Однако для передачи данных на большие расстояния только одномодовое волокно может обеспечить необходимый диапазон и стабильность для надежной передачи данных на больших расстояниях.
Многомодовое волокно обычно использует разъем MPO с многоканальной параллельной передачей, что делает его хорошо подходящим для приложений с высокой плотностью.Одномодовое волокно часто использует двухъядерный LC-разъем с технологией мультиплексирования по длине волны (WDM) для передачи, что позволяет эффективно поддерживать передачу данных на большие расстояния.(Примечание: Это обсуждение не включает в себя технологии однопортовой двунаправленной или тройной передачи, которые встречаются в системах PON.)

Согласно дорожной карте Ethernet на 2024 год и последним руководствам по интерфейсам и номенклатуре, скорость 400 Гбит/с стала основным требованием для современных центров обработки данных искусственного интеллекта (AIDC).Более крупные и продвинутые AIDC уже исследуют способы развертывания сетевых возможностей передачи на 800 Гбит/с и даже 1,6 Тбит/с.Итак, какие стратегии могут эффективно увеличить скорости оптической передачи, чтобы удовлетворить эти растущие требования?

Источник：https://ethernetalliance.org

Диаграмма комбинации скоростей оптического модуля выше показывает три метода достижения скорости передачи 100 Гбит/с: во-первых, с использованием четырех каналов по 25 Гбит/с (4x25G);второй, используя два канала с увеличенной битовой скоростью 50G каждый (2x50G);и третье, использование одного 100G канала.Эти методы предлагают гибкие, высокоскоростные решения, адаптированные к различным потребностям сети, обеспечивая оптимизированную передачу данных для современной инфраструктуры.
Для достижения ультравысокой скорости передачи Ethernet существуют два основных подхода: увеличение скорости передачи данных в одном канале или добавление дополнительных каналов передачи.Конкретные методы реализации следующие:

Источник：https://ethernetalliance.org

1. Для повышения скорости передачи одноканального сигнала ключевыми являются улучшения в методах оптической модуляции. В настоящее время доступно несколько зрелых, экономически эффективных технологий оптической модуляции, которые включают:

• NRZ (некратный ноль, также известный как PAM-2, модуляция амплитуды импульсов с двумя уровнями) : Эта техника поддерживает скорости передачи до 25G на канал и широко используется в существующем оборудовании благодаря своей надежности и широкому применению.

• PAM-4 (Импульсная амплитудная модуляция с четырьмя уровнями) : По сравнению с NRZ, PAM-4 предлагает более высокий уровень модуляции, позволяя достигать скорости передачи 50G на канал, что делает его идеальным выбором для приложений, требующих большей пропускной способности без значительного увеличения затрат.

• 16-QAM (16-уровневая квадратурная амплитудная модуляция) : Для ультра-высокоскоростной передачи 16-QAM обычно используется в когерентных канальных системах, поддерживающих скорости передачи до 100G на канал, что делает его подходящим для требовательных сетей с высокой пропускной способностью.

2, Скорость оптической передачи может быть увеличена двумя способами: агрегированием нескольких каналов, что повышает эффективность и производительность.

Источник：https://ethernetalliance.org

Один из методов заключается в увеличении количества физических каналов. Это в первую очередь зависит от упаковки оптических модулей, которые бывают различных форм-факторов. Вот некоторые из самых распространенных форм-факторов оптических модулей:

• SFP (модуль малого форм-фактора)

  Обновление GBIC, SFP использует двухканальный пакет и поддерживает скорости передачи до 1G.Это широко используемое решение для обновления сети.

• SFP+

  Основываясь на форм-факторе SFP, SFP+ поддерживает более высокие скорости передачи данных до 10G, предлагая более продвинутое решение для более быстрой передачи данных.

• QSFP (Квадратный малый форм-фактор с возможностью подключения)

  QSFP имеет четырехканальный пакет, обеспечивающий эквивалент четырех каналов SFP.Это значительно увеличивает пропускную способность данных, что делает его идеальным для высокоскоростных приложений.

• QSFP-DD (двойная плотность)

  Как улучшенная версия QSFP, QSFP-DD имеет 8 каналов, удваивая количество каналов по сравнению со стандартным QSFP.Это позволяет достичь еще более высоких скоростей передачи данных.

• OSFP (Октальный малый форм-фактор с возможностью подключения)

  Подобно QSFP-DD, OSFP также поддерживает 8 каналов.Он предлагает возможности высокоплотной передачи, удовлетворяя растущий спрос на более высокую пропускную способность в современных сетях.

Важно отметить, что достижения в технологии упаковки также могут увеличить как количество оптоволоконных каналов, так и общие затраты. Поэтому необходимо найти баланс между производительностью и стоимостью для экономически эффективного высокоскоростного сетевого дизайна.

Другой метод заключается в увеличении числа виртуальных каналов с помощью технологии мультиплексирования по длине волны (WDM) в однорежимных волокнах. WDM работает, добавляя дополнительные лазеры для увеличения количества каналов, тем самым достигая более высоких скоростей передачи. Однако это также приводит к большему потреблению энергии и увеличению сложности системы, что влечет за собой более высокие затраты. В результате технология WDM обычно используется операторами связи для передачи на большие расстояния, с высокой пропускной способностью и высокой скоростью.

В заключение, у нас теперь есть полное понимание спроса на ультравысокоскоростную передачу Ethernet и методов ее достижения, что также закладывает основу для дальнейшего понимания предварительно завершенных оптоволоконных решений AIDC.