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Ethernet de terabits

Ethernet de terabits ( TbE ) es Ethernet con velocidades superiores a 100 Gigabit Ethernet . El estándar Ethernet de 400 Gigabit ( 400G , 400GbE ) y Ethernet de 200 Gigabit ...

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Ethernet de terabits ( TbE ) es Ethernet con velocidades superiores a 100 Gigabit Ethernet . El estándar Ethernet de 400  Gigabit ( 400G , 400GbE ) y Ethernet de 200  Gigabit ( 200G , 200GbE ) [ 1 ] desarrollado por el Grupo de Trabajo IEEE P802.3bs utilizando una tecnología ampliamente similar a la de 100  Gigabit Ethernet [ 2 ] [ 3 ] fue aprobado el 6 de diciembre de 2017. [ 4 ] [ 5 ] El 16 de febrero de 2024 se aprobó el estándar Ethernet de 800  Gigabit (800G, 800GbE ) desarrollado por el Grupo de Trabajo IEEE P802.3df. [ 6 ]

El Optical Internetworking Forum (OIF) ya ha anunciado cinco nuevos proyectos a 112 Gbit/s que también harían posibles los enlaces de 100 GbE de cuarta generación (de un solo carril). [ 7 ] El grupo de trabajo IEEE P802.3df comenzó a trabajar en enero de 2022 para estandarizar Ethernet de 800 Gbit/s y 1,6 Tbit/s . [ 8 ] En noviembre de 2022, los objetivos del proyecto IEEE 802.3df se dividieron en dos, y el trabajo de 1,6 T y 200 G/carril se trasladó al nuevo proyecto IEEE 802.3dj. El cronograma para el proyecto 802.3dj indica su finalización en julio de 2026. [ 9 ]  

Historia

Facebook y Google , entre otras empresas, han expresado la necesidad de TbE. [ 10 ] Si bien se puede alcanzar una velocidad de 400 Gbit/s con la tecnología existente, 1 Tbit/s ( 1000 Gbit/s ) requeriría una tecnología diferente. [ 2 ] [ 11 ] En consecuencia, en la reunión del grupo de consenso IEEE Industry Connections Higher Speed ​​Ethernet en septiembre de 2012,  se eligió 400 GbE como el objetivo de la próxima generación. [ 2 ] En enero de 2016 se añadieron objetivos adicionales de 200  GbE.

La Universidad de California, Santa Bárbara (UCSB) atrajo la ayuda de Agilent Technologies , Google, Intel , Rockwell Collins y Verizon Communications para colaborar en la investigación sobre la próxima generación de Ethernet. [ 12 ]

A principios de 2016, las plataformas de enrutadores principales de Cisco, Juniper y otros fabricantes importantes admitían velocidades de datos dúplex completo de 400 Gbit/s  por ranura. Estaban disponibles tarjetas de línea de 100 GbE de uno, dos y cuatro puertos, y tarjetas de línea  de 400 GbE de un puerto . A principios de 2019, las tarjetas de línea de 200 GbE estuvieron disponibles después de la ratificación del estándar 802.3cd. [ 13 ] [ 14 ] En 2020, el Consorcio de Tecnología Ethernet anunció una especificación para Ethernet de 800 Gigabit. [ 15 ] 

Ethernet de 200G utiliza señalización PAM4 , que permite transmitir 2 bits por ciclo de reloj, pero con un mayor coste de implementación. [ 16 ] Cisco presentó un conmutador Ethernet de 800G en 2022. [ 17 ] En 2024, se implementaron enrutadores Nokia con Ethernet de 800G. [ 18 ]

Desarrollo de estándares

El IEEE creó el grupo "IEEE 802.3 Industry Connections Ethernet Bandwidth Assessment Ad Hoc" para investigar las necesidades empresariales en cuanto a requisitos de ancho de banda a corto y largo plazo. [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]

El "Grupo de Estudio Ethernet de 400 Gb/s" de IEEE 802.3  comenzó a trabajar en el estándar de generación de 400 Gbit/s en marzo de 2013. [ 22 ] Los resultados del grupo de estudio se publicaron y aprobaron el 27 de marzo de 2014. Posteriormente, el Grupo de Trabajo IEEE 802.3bs [ 23 ] comenzó a trabajar para proporcionar especificaciones de la capa física para varias distancias de enlace. [ 24 ]

El estándar fundamental IEEE 802.3bs que define las opciones de carriles, señalización y medios ópticos fue aprobado el 6 de diciembre de 2017. [ 4 ] El estándar IEEE 802.3cd con opciones adicionales de carriles y medios ópticos fue aprobado el 5 de diciembre de 2018. El estándar IEEE 802.3cn para  la opción de fibra más larga (40 km) fue aprobado el 20 de diciembre de 2019. El estándar IEEE 802.3cm para fibra multimodo fue aprobado el 30 de enero de 2020. El estándar IEEE 802.3cu para opciones adicionales de fibra monomodo fue aprobado el 11 de febrero de 2021. El estándar IEEE 802.3ck para backplanes de cobre y el estándar 802.3db que establece las bases para velocidades aún mayores fueron aprobados el 21 de septiembre de 2022.

En noviembre de 2022, los objetivos del proyecto IEEE 802.3df se dividieron en dos, y el trabajo relacionado con 1,6 T y 200 G/carril se trasladó al nuevo proyecto IEEE 802.3dj.

  • Objetivos originales de IEEE P802.3df
  • Objetivos actualizados de IEEE P802.3df para reducir el alcance a Ethernet de 800G utilizando carriles físicos de 100G.
  • Objetivos de IEEE P802.3dj para Ethernet de 1,6 Tbit/s y PHYs que emplean carriles de 200 Gbit/s
  • Objetivos de IEEE P802.3dj actualizados en mayo de 2023 para incluir Ethernet de plano posterior de 200G/carril
  • Objetivos de IEEE P802.3dj actualizados en enero de 2024 para incluir tipos PHY adicionales.

El estándar IEEE 802.3df fue aprobado el 16 de febrero de 2024.

Objetivos del proyecto IEEE

Al igual que todas las velocidades desde Ethernet de 10 Gigabit , los estándares solo admiten operación dúplex completo . Otros objetivos incluyen: [ 24 ]

  1. Conservar el formato de trama Ethernet utilizando la MAC de Ethernet
  2. Conservar el tamaño mínimo y máximo de trama del estándar Ethernet actual.
  3. Admite una tasa de error de bits (BER) de 10⁻¹³ , ​​lo que supone una mejora con respecto a la BER de 10⁻¹² que se especificó para 10 GbE, 40 GbE y 100 GbE.
  4. Compatibilidad con OTN (transporte de Ethernet a través de redes de transporte óptico) y compatibilidad opcional con Ethernet de bajo consumo energético (EEE).

Proyecto 802.3bs

Definir las especificaciones de la capa física que admiten: [ 24 ]

  • Ethernet de 400 Gbit/s
    • al menos 100 m sobre fibra multimodo (400GBASE-SR16) utilizando 16 hebras paralelas de fibra cada una a 25 Gbit/s [ 25 ] [ 26 ]
    • al menos 500 m sobre fibra monomodo (400GBASE-DR4) utilizando 4 hebras paralelas de fibra cada una a 100 Gbit/s [ 27 ] [ 28 ]
    • al menos 2  km sobre fibra monomodo (400GBASE-FR8) utilizando 8 longitudes de onda paralelas ( CWDM ) cada una a 50 Gbit/s [ 27 ] [ 29 ] [ 30 ]
    • al menos 10  km sobre fibra monomodo (400GBASE-LR8) utilizando 8 longitudes de onda paralelas (CWDM) cada una a 50 Gbit/s [ 27 ] [ 30 ] [ 31 ]
    • Interfaces eléctricas de chip a chip/chip a módulo de 8 y 16 carriles (400GAUI-8 y 400GAUI-16)
  • Ethernet de 200 Gbit/s
    • al menos 500 m sobre fibra monomodo (200GBASE-DR4) utilizando 4 hebras paralelas de fibra cada una a 50 Gbit/s [ 32 ] [ 33 ]
    • al menos 2  km sobre fibra monomodo (200GBASE-FR4) utilizando 4 longitudes de onda paralelas (CWDM) cada una a 50 Gbit/s [ 1 ] [ 33 ]
    • al menos 10  km sobre fibra monomodo (200GBASE-LR4) utilizando 4 longitudes de onda paralelas (CWDM) cada una a 50 Gbit/s [ 1 ] [ 33 ]
    • Interfaces eléctricas de chip a chip/chip a módulo de 4 u 8 carriles (200GAUI-4 y 200GAUI-8)

Proyecto 802.3cd

  • Defina PHYs de cuatro carriles y 200 Gbit/s para operar sobre:
    • Cables biaxiales de cobre con longitudes de hasta al menos 3 m (200GBASE-CR4).
    • Placa base de circuito impreso con una pérdida de inserción de canal total de ≤  30  dB a 13,28125  GHz (200GBASE-KR4).
  • Defina PHYs de 200 Gbit/s para operar sobre MMF con longitudes de hasta al menos 100 m (200GBASE-SR4).

Proyecto 802.3ck

  • Ethernet de 200 Gbit/s
    • Defina una interfaz de unidad de conexión (AUI) de dos carriles y 200 Gbit/s para aplicaciones de chip a módulo, compatible con PMD basados ​​en señalización óptica de 100 Gbit/s por carril (200GAUI-2 C2M).
    • Defina una interfaz de unidad de conexión (AUI) de dos carriles y 200 Gbit/s para aplicaciones de chip a chip (200GAUI-2 C2C).
    • Defina una capa física (PHY) de dos carriles y 200 Gbit/s para operar sobre planos posteriores eléctricos con una pérdida de inserción ≤  28  dB a 26,56  GHz (200GBASE-KR2).
    • Defina una capa física (PHY) de dos carriles y 200 Gbit/s para operar sobre cables de cobre axiales gemelos con longitudes de hasta al menos 2 m (200GBASE-CR2).
  • Ethernet de 400 Gbit/s
    • Defina una interfaz de unidad de conexión (AUI) de cuatro carriles y 400 Gbit/s para aplicaciones de chip a módulo, compatible con PMD basados ​​en señalización óptica de 100 Gbit/s por carril (400GAUI-4 C2M).
    • Defina una interfaz de unidad de conexión (AUI) de cuatro carriles y 400 Gbit/s para aplicaciones de chip a chip (400GAUI-4 C2C).
    • Defina una capa física (PHY) de cuatro carriles y 400 Gbit/s para operar sobre planos posteriores eléctricos con una pérdida de inserción ≤ 28  dB a 26,56  GHz (400GBASE-KR4).
    • Defina una capa física (PHY) de cuatro carriles y 400 Gbit/s para operar sobre cables de cobre axiales gemelos con longitudes de hasta al menos 2 m (400GBASE-CR4).

Proyecto de 802,3 cm

  • Ethernet de 400 Gbit/s
    • Definir una especificación de capa física que admita el funcionamiento a 400 Gbit/s sobre 8 pares de fibra multimodo con longitudes de hasta al menos 100 m (400GBASE-SR8).
    • Defina una especificación de capa física que admita el funcionamiento a 400 Gbit/s sobre 4 pares de fibra multimodo con longitudes de hasta al menos 100 m (400GBASE-SR4.2).

Proyecto 802.3cn

  • Ethernet de 200 Gbit/s
    • Proporcione una especificación de capa física que admita el funcionamiento a 200 Gbit/s en cuatro longitudes de onda capaces de al menos 40  km de SMF (200GBASE-ER4) [ 34 ].
  • Ethernet de 400 Gbit/s
    • Proporcione una especificación de capa física que admita el funcionamiento a 400 Gbit/s en ocho longitudes de onda capaces de al menos 40  km de SMF (400GBASE-ER8) [ 34 ].

Proyecto 802.3cu

  • Defina una capa física (PHY) de cuatro longitudes de onda y 400 Gbit/s para operar sobre fibra monomodo (SMF) con longitudes de hasta al menos 2  km (400GBASE-FR4).
  • Definir una PHY de cuatro longitudes de onda de 400 Gbit/s para operar sobre SMF con longitudes de hasta al menos 6  km (400GBASE-LR4-6) [ 35 ]

Proyecto 802.3cw

  • Proporcionar una especificación de capa física que admita la operación de 400 Gbit/s en una sola longitud de onda capaz de al menos 80  km sobre un sistema DWDM (400GBASE-ZR) [ 36 ] Se propone la modulación de amplitud en cuadratura de 16 estados de doble polarización (DP-16QAM) con detección coherente. [ 37 ] El proyecto fue cancelado en 2024.

Proyecto 802.3db

  • Ethernet de 200 Gbit/s
    • Defina una especificación de capa física que admita el funcionamiento a 200 Gbit/s sobre 2 pares de MMF con longitudes de hasta al menos 50 m (200GBASE-VR2).
    • Defina una especificación de capa física que admita el funcionamiento a 200 Gbit/s sobre 2 pares de MMF con longitudes de hasta al menos 100 m (200GBASE-SR2).
  • Ethernet de 400 Gbit/s
    • Defina una especificación de capa física que admita el funcionamiento a 400 Gbit/s sobre 4 pares de fibra multimodo con longitudes de hasta al menos 50 m (400GBASE-VR4).
    • Defina una especificación de capa física que admita el funcionamiento a 400 Gbit/s sobre 4 pares de fibra multimodo con longitudes de hasta al menos 100 m (400GBASE-SR4).

' Grupo de trabajo IEEE P802.3db sobre fibra óptica de corto alcance de 100  Gb/s, 200  Gb/s y 400 Gb/s' 

Proyecto 802.3df

  • Agrega velocidad Ethernet de 800G y especifica tipos de puerto utilizando la tecnología existente de 100G por carril.

Objetivos de IEEE P802.3df para Ethernet de 800 Gbit/s y PHY de 400G y 800G que utilizan carriles de 100 Gbit/s.

Proyecto 802.3dj

  • Añade una velocidad Ethernet de 1,6 Tbit/s y especifica los tipos de puerto utilizando la nueva tecnología de 200 Gbit/s por carril.

Objetivos de IEEE P802.3dj para Ethernet de 1,6 Tbit/s y PHYs de 200, 400, 800 Gbit/s y 1,6 Tbit/s utilizando carriles de 200 Gbit/s.

Proyecto 802.3ds

  • Añade capas físicas MMF de 200, 400, 800 Gbit/s y 1,6 Tbit/s con un alcance de 30 m y 50 m.

Objetivos de IEEE P802.3ds para PHYs de fibra multimodo de 200 Gb/s por longitud de onda

Tipos de puertos de 200G

Tipos de puertos de 400G

Tipos de puertos 800G

Tipos de puertos 1.6T

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 "IEEE 802.3 NGOATH SG Adopted Changes to 802.3bs Project Objectives" (PDF) .
  2. 1 2 3 "Los expertos en redes dicen que Ethernet de terabits es DEMASIADO RÁPIDO: por ahora, nos quedamos con 400 Gb" . The Register .
  3. ↑ " Óptica integrada: más allá de los módulos conectables | Fibre Systems" . www.fibre-systems.com
  4. 1 2 " [ STDS-802-3-400G ] ¡Aprobado por IEEE P802.3bs!" . Grupo de trabajo IEEE 802.3bs . Consultado el 14 de diciembre de 2017 .
  5. ↑ "Actualización de transmisión de alta velocidad: 200G/400G" . 18 de julio de 2016.
  6. ↑ " [ 802.3_B400G ] ¡Estándar IEEE P802.3df aprobado!" . www.ieee802.org . Consultado el 25-02-2024 .
  7. ↑ "OIF lanza el proyecto CEI-112G para enlaces eléctricos seriales de 100G" . Businesswire. 30 de agosto de 2016.
  8. ↑ "Área pública 802.3df" .
  9. ↑ "Cronología de adopción de IEEE P802.3dj" (PDF) . www.ieee802.org . 28/11/2023.
  10. ↑ Feldman, Michael (3 de febrero de 2010). "Facebook sueña con Ethernet de terabits" . HPCwire . Tabor Communications, Inc.
  11. ↑ Matsumoto, Craig (5 de marzo de 2010). "¿Nos atrevemos a aspirar a Ethernet de terabits?" . Light Reading . UBM TechWeb.
  12. ↑ Craig Matsumoto (26 de octubre de 2010). "Comienza la carrera por el Ethernet de terabits" . Light Reading . Consultado el 15 de diciembre de 2011 .
  13. ↑ "Servicios de red y tecnología para proveedores de servicios" . Cisco .
  14. ↑ "Alcatel-Lucent aumenta la capacidad de los operadores para ofrecer big data y vídeo a través de las redes existentes con el lanzamiento de la interfaz de enrutador IP de 400G" .
  15. ↑ "El consorcio de tecnología Ethernet, ahora con una nueva imagen, presenta Ethernet de 800 Gigabit" . Archivado del original el 9 de abril de 2020.
  16. ↑ Smith, Ryan. "Desbordamientos de micrones en GDDR6X: Señalización PAM4 para velocidades más altas, próximamente en la RTX 3090 de NVIDIA" . www.anandtech.com . Archivado del original el 14 de agosto de 2020.
  17. ↑ "Cisco potencia el switch Nexus y ofrece módulos ópticos de 800 GB" .
  18. ↑ "NL-ix despliega una gama de routers de servicio Nokia" . 16 de enero de 2024.
  19. ↑ Stephen Lawson (9 de mayo de 2011). "IEEE busca datos sobre las necesidades de ancho de banda de Ethernet" . PC World . Consultado el 23 de mayo de 2013 .
  20. ↑ "Evaluación del ancho de banda Ethernet de IEEE Industry Connections" (PDF) . Grupo de trabajo Ethernet IEEE 802.3. 19 de julio de 2012. Consultado el 1 de marzo de 2015 .
  21. ↑ Max Burkhalter Brafton (12 de mayo de 2011). "El Ethernet de terabits podría estar en camino" . Perle . Consultado el 15 de diciembre de 2011 .
  22. ↑ "Grupo de Estudio Ethernet de 400 Gb/s" . Sitio web del grupo . IEEE 802.3 . Consultado el 23 de mayo de 2013 .
  23. ↑ "Grupo de trabajo IEEE P802.3bs Ethernet de 400 Gb/s" . www.ieee802.org .
  24. 1 2 3 "Objetivos" (PDF) . Grupo de trabajo IEEE 802.3bs. Marzo de 2014. Consultado el 1 de marzo de 2015 .
  25. ↑ "Propuesta preliminar de MMF de 100 m" (PDF) .
  26. ↑ "Especificaciones preliminares de 400GBase-SR16" (PDF) .
  27. 1 2 3 "Carta de enlace del Grupo de Trabajo Ethernet IEEE 802.3 a la UIT-T Preguntas 6/15 y 11/15" (PDF) .
  28. ↑ "400G-PSM4: Una propuesta para el objetivo de 500 m utilizando señalización de 100 Gbit/s por carril" (PDF) .
  29. ↑ " Especificaciones básicas de PMD PAM4 WDM de 400 Gb/s 8x50G 2km SMF" (PDF) . 
  30. 1 2 "Propuesta de referencia para 8 x 50G NRZ para PMD de 400GbE de 2 km y 10 km" (PDF) .
  31. ↑ "Especificaciones técnicas preliminares de 400 GbE" (PDF) .
  32. ↑ El Grupo de Estudio IEEE 802.3 NGOATH adoptó cambios en los objetivos del proyecto 802.3bs actualizados por el Grupo de Estudio IEEE 802.3 NGOATH, 16 de marzo de 2016, Plenaria IEEE 802 de marzo de 2016, Macao, China.
  33. 1 2 3 "IEEE 802.3bs Ethernet 200/400 Gb/s (Informante de estándares)" . 
  34. 1 2 "Objetivos adoptados" (PDF) . www.ieee802.org .
  35. ↑ "Objetivos aprobados" (PDF) . www.ieee802.org .
  36. ↑ "Objetivos adoptados de IEEE P802.3cw" (PDF) . www.ieee802.org .
  37. ↑ "Revisión de decisiones en P802.3ct relacionadas con P802.3cw" (PDF) . www.ieee802.org .
  38. 1 2 3 Spurgeon, Charles E. (2014). Ethernet: La guía definitiva (2.ª ed.). O'Reilly Media. ISBN  978-1-4493-6184-6.
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  42. ↑ Nowell, Mark. "Especificación técnica 400G-FR4" . 100glambda.com . Grupo 100G Lambda MSA . Consultado el 26 de mayo de 2021 .
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Lecturas adicionales

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  • Iljitsch van Beijnum (agosto de 2011). "La velocidad importa: cómo Ethernet pasó de 3 Mbps a 100 Gbps... y más allá" . Ars Technica . Consultado el 9 de octubre de 2011 .
  • Rick Merritt (9 de mayo de 2011). "IEEE mira más allá de Ethernet de 100G" . The Cutting Edge . Consultado el 9 de octubre de 2011 .
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