ตั้งแต่ปี 2015 องค์กร Ethernet Alliance ได้ปรับปรุงแผนที่เส้นทางอย่างต่อเนื่องเพื่อให้ภาพรวมที่ชัดเจนและครอบคลุมเกี่ยวกับการพัฒนาเทคโนโลยี Ethernet.การอัปเดตเหล่านี้เป็นแหล่งข้อมูลที่มีค่าให้กับผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมต่างๆ ช่วยให้พวกเขาได้รับข้อมูลเกี่ยวกับแนวโน้มและนวัตกรรมที่เกิดขึ้นในเทคโนโลยี Ethernet.
แผนที่ Ethernet ที่เพิ่งเปิดตัวในปี 2024 จะสรุปความต้องการความเร็ว Ethernet ที่พัฒนาในภาคส่วนสำคัญๆ รวมถึงการควบคุมอาคารและอุตสาหกรรม การเชื่อมต่อในรถยนต์ การใช้งานในองค์กรและวิทยาเขต โทรคมนาคมและบริการมือถือ และศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่.การอัปเดตที่สำคัญในแผนงานปี 2024 คือการแนะนำส่วนที่มุ่งเน้นเกี่ยวกับ AI และการเรียนรู้ของเครื่อง.ส่วนใหม่นี้วาง AI ไว้ที่ศูนย์กลางของความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี Ethernet โดยเน้นถึงอิทธิพลที่เพิ่มขึ้นต่อการพัฒนามาตรฐาน Ethernet ในอนาคต.

แหล่งที่มา：https://ethernetalliance.org


แหล่งที่มา：https://ethernetalliance.org

เอกสาร "แผนงาน Ethernet ปี 2024" ข้างต้นนำเสนออินเทอร์เฟซและชื่อเรียกที่อัปเดต โดยจัดประเภทสื่อการส่งข้อมูลออกเป็นสองประเภทหลัก: สายทองแดงและไฟเบอร์ออปติก โดยไม่รวม WiFi.การจำแนกประเภทนี้ให้กรอบที่ชัดเจนยิ่งขึ้นในการทำความเข้าใจบทบาทที่พัฒนาอย่างต่อเนื่องของ Ethernet ในเทคโนโลยีเครือข่ายสมัยใหม่.ในแอปพลิเคชัน Ethernet ที่มีช่วงตั้งแต่ 10M ถึง 10G สายทองแดงยังคงเป็นทางเลือกที่ต้องการอยู่เสมอ.สายเคเบิลเหล่านี้ได้รับการนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากความสามารถในการเชื่อมต่ออุปกรณ์เครือข่ายจำนวนมาก ทำให้เหมาะสมสำหรับการจัดการจุดเชื่อมต่อจำนวนมาก.สายทองแดงมักมีระยะการส่งสัญญาณที่สั้นกว่า โดยปกติอยู่ภายใน 100 เมตร แม้ว่า 10Base-T1L จะรองรับแอปพลิเคชันความเร็วต่ำ 10M ที่มีระยะการส่งที่ยาวขึ้นถึง 1000 เมตร.

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของสายทองแดงคือการรองรับ Power over Ethernet (PoE).ฟีเจอร์นี้ช่วยให้สายเคเบิลทองแดงสามารถส่งข้อมูลและพลังงานไฟฟ้าไปยังอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อได้พร้อมกัน ทำให้มีความสะดวกและคุ้มค่ามากขึ้น.ความสามารถนี้มีประโยชน์โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่ต้องการทั้งการส่งข้อมูลและการจ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น กล้อง IP, จุดเข้าถึง, และโทรศัพท์.
สรุปได้ว่า อินเทอร์เฟซสายทองแดงเสนอวิธีการเชื่อมต่อ Ethernet ที่มีต้นทุนต่ำและประสิทธิภาพสูง.
ในแอปพลิเคชัน Ethernet ที่มีความเร็วสูงกว่า 10G โดยเฉพาะสำหรับการเชื่อมต่อเครือข่ายความเร็วสูงพิเศษ เช่น 40G, 100G, 400G, และแม้กระทั่ง 800G และ 1.6T แสงไฟเบอร์เท่านั้นที่สามารถตอบสนองความต้องการได้.สำหรับการใช้งานในศูนย์ข้อมูลภายใน 300 เมตร ไฟเบอร์มัลติโหมดให้ความสมดุลที่เหมาะสมระหว่างต้นทุนและประสิทธิภาพ.อย่างไรก็ตาม สำหรับการส่งสัญญาณไฟเบอร์ระยะไกล ไฟเบอร์แบบโมเดเดียวเท่านั้นที่สามารถให้ระยะทางและความเสถียรที่จำเป็นสำหรับการถ่ายโอนข้อมูลที่เชื่อถือได้ในระยะทางที่ยาวขึ้น.
ไฟเบอร์แบบหลายโหมดมักใช้ตัวเชื่อมต่อ MPO ที่มีการส่งสัญญาณขนานหลายแกน ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีความหนาแน่นสูง.และไฟเบอร์โมเดลเดี่ยวมักใช้ตัวเชื่อมต่อ LC แบบดูอัลคอร์ที่มีเทคโนโลยีการแบ่งความยาวคลื่น (WDM) สำหรับการส่งข้อมูล ซึ่งช่วยให้สามารถสนับสนุนการถ่ายโอนข้อมูลระยะไกลได้อย่างมีประสิทธิภาพ.(หมายเหตุ: การสนทนานี้ไม่รวมเทคโนโลยีการส่งข้อมูลแบบสองทิศทางหรือสามเส้นทางที่พบในระบบ PON.)

ตามแผนที่ถนน Ethernet ปี 2024 และคู่มืออินเตอร์เฟซและชื่อเรียกล่าสุด ความเร็ว 400Gbps ได้กลายเป็นความต้องการความเร็วหลักสำหรับศูนย์ข้อมูลปัญญาประดิษฐ์ (AIDC) ในปัจจุบัน.AIDC ขนาดใหญ่และทันสมัยกว่ากำลังสำรวจวิธีการในการนำเสนอความสามารถในการส่งข้อมูลเครือข่ายที่ 800Gbps และแม้กระทั่ง 1.6Tbps.ดังนั้น กลยุทธ์ใดบ้างที่สามารถเพิ่มความเร็วในการส่งสัญญาณแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นเหล่านี้?

แหล่งที่มา：https://ethernetalliance.org

แผนภาพการรวมอัตราของโมดูลออปติคัลข้างต้นแสดงวิธีการสามวิธีในการบรรลุอัตราการส่งข้อมูล 100Gbps: ประการแรก ใช้เลน 25G สี่เลน (4x25G);ที่สอง, ใช้สองเลนพร้อมอัตราบิตที่เพิ่มขึ้นเป็น 50G ต่อเลน (2x50G);และที่สาม การใช้ช่องสัญญาณ 100G ช่องเดียว.วิธีการเหล่านี้เสนอวิธีการที่ยืดหยุ่นและความเร็วสูงซึ่งปรับให้เข้ากับความต้องการเครือข่ายที่หลากหลาย โดยรับประกันการส่งข้อมูลที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับโครงสร้างพื้นฐานสมัยใหม่.
เพื่อให้ได้การส่งข้อมูล Ethernet ความเร็วสูงสุด มีสองวิธีหลัก: การเพิ่มอัตราข้อมูลของเลนเดียวหรือการเพิ่มเลนการส่งข้อมูลเพิ่มเติม.วิธีการดำเนินการเฉพาะมีดังนี้:

แหล่งที่มา：https://ethernetalliance.org

1. เพื่อเพิ่มอัตราการส่งสัญญาณของสัญญาณช่องเดียว การปรับปรุงวิธีการมอดูเลตแสงเป็นสิ่งสำคัญ ขณะนี้มีเทคนิคการมอดูเลตแสงที่มีความพร้อมใช้งานหลายวิธี ซึ่งรวมถึง:

• NRZ (Non-Return to Zero หรือที่เรียกว่า PAM-2, การมอดูเลตความกว้างของพัลส์ด้วยระดับสอง) : เทคนิคนี้รองรับอัตราการส่งข้อมูลสูงสุดถึง 25G ต่อช่องสัญญาณและถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ที่มีอยู่เนื่องจากความเชื่อถือได้และการใช้งานที่หลากหลาย.

• PAM-4 (การมอดูเลตความกว้างของพัลส์ด้วยระดับสี่) : เมื่อเปรียบเทียบกับ NRZ, PAM-4 มีระดับการมอดูเลตที่สูงกว่า ทำให้สามารถส่งข้อมูลได้ที่อัตรา 50G ต่อช่องทาง ซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการแบนด์วิธที่มากขึ้นโดยไม่ต้องเพิ่มค่าใช้จ่ายอย่างมีนัยสำคัญ.

• 16-QAM (การมอดูเลตแอมพลิจูดควอดราตูร์ 16 ระดับ) : สำหรับการส่งข้อมูลความเร็วสูงสุด 16-QAM มักใช้ในระบบช่องสัญญาณที่สอดคล้องกัน รองรับอัตราการส่งข้อมูลสูงสุดถึง 100G ต่อช่อง ทำให้เหมาะสำหรับเครือข่ายที่มีความต้องการสูงและมีความจุสูง.

2, ความเร็วในการส่งสัญญาณแสงสามารถเพิ่มขึ้นได้สองวิธีโดยการรวมหลายเลน ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิผล.

แหล่งที่มา：https://ethernetalliance.org

วิธีหนึ่งคือการเพิ่มจำนวนช่องทางทางกายภาพ ซึ่งขึ้นอยู่กับแพ็คเกจของโมดูลแสงที่มีรูปแบบต่างๆ นี่คือรูปแบบโมดูลแสงที่พบบ่อยที่สุดบางส่วน:

• SFP (Small Form-factor Pluggable)

  เป็นการอัปเกรดจาก GBIC, SFP ใช้แพ็คเกจแบบช่องสัญญาณคู่และรองรับอัตราการส่งข้อมูลสูงสุดถึง 1G.นี่เป็นโซลูชันที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการอัปเกรดเครือข่าย.

• SFP+

  โดยอิงจากรูปแบบ SFP, SFP+ รองรับความเร็วในการส่งข้อมูลที่สูงขึ้นถึง 10G, เสนอวิธีแก้ปัญหาที่ทันสมัยยิ่งขึ้นสำหรับการส่งข้อมูลที่รวดเร็วขึ้น.

• QSFP (แบบเสียบปัจจัยฟอร์มขนาดเล็ก Quad ได้)

  QSFP มีแพ็คเกจสี่ช่อง ซึ่งเทียบเท่ากับสี่ช่อง SFPสิ่งนี้ช่วยเพิ่มอัตราการส่งข้อมูลอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการความเร็วสูง.

• QSFP-DD (ความหนาแน่นคู่)

  ในฐานะที่เป็นเวอร์ชันที่ปรับปรุงของ QSFP, QSFP-DD มาพร้อมกับ 8 ช่อง, ซึ่งเป็นการเพิ่มจำนวนช่องเป็นสองเท่าจาก QSFP มาตรฐาน.สิ่งนี้ช่วยให้สามารถส่งข้อมูลได้เร็วขึ้นอีกด้วย。

• OSFP (แบบเสียบปัจจัยรูปแบบแปดเหลี่ยมขนาดเล็กได้)

  เช่นเดียวกับ QSFP-DD OSFP ยังรองรับ 8 ช่องสัญญาณด้วยมันมีความสามารถในการส่งข้อมูลความหนาแน่นสูง เพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับแบนด์วิธที่สูงขึ้นในเครือข่ายสมัยใหม่.

สิ่งสำคัญที่ต้องทราบคือความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการบรรจุภัณฑ์สามารถเพิ่มจำนวนช่องสัญญาณไฟเบอร์ออปติกและต้นทุนโดยรวมได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องหาสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและต้นทุนเพื่อการออกแบบเครือข่ายความเร็วสูงที่คุ้มค่า.

อีกวิธีหนึ่งคือการขยายจำนวนช่องสัญญาณเสมือน โดยการใช้เทคโนโลยีการแบ่งความยาวคลื่น (WDM) ในเส้นใยเดี่ยว. WDM ทำงานโดยการเพิ่มเลเซอร์เพิ่มเติมเพื่อเพิ่มจำนวนช่องทาง ทำให้สามารถบรรลุความเร็วในการส่งข้อมูลที่สูงขึ้นได้. อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ยังนำไปสู่การใช้พลังงานที่สูงขึ้นและความซับซ้อนของระบบที่เพิ่มขึ้น ส่งผลให้ต้นทุนสูงขึ้น. ดังนั้น เทคโนโลยี WDM มักถูกนำมาใช้โดยผู้ให้บริการโทรคมนาคมสำหรับความต้องการการส่งข้อมูลระยะไกล ความกว้างแถบสูง และความเร็วสูง.

โดยสรุป เรามีความเข้าใจที่ครอบคลุมเกี่ยวกับความต้องการในการส่งข้อมูลผ่านอีเธอร์เน็ตความเร็วสูงสุดและวิธีการในการบรรลุเป้าหมายนี้ ซึ่งยังเป็นการสร้างพื้นฐานสำหรับการเข้าใจโซลูชันไฟเบอร์ออปติกที่มีการเตรียมไว้ล่วงหน้าของ AIDC ต่อไป.