Terabit Ethernet o TbE es Ethernet con velocidades superiores a 100 Gbit / s . Los estándares 400 Gigabit Ethernet ( 400G , 400GbE ) y 200 Gigabit Ethernet ( 200G , 200GbE ) [1] desarrollados por el grupo de trabajo IEEE P802.3bs que utilizan una tecnología muy similar a 100 Gigabit Ethernet [2] [3] fueron aprobados el 6 de diciembre. 2017. [4] [5] En 2016, varios proveedores de equipos de red ya ofrecían soluciones patentadas para 200G y 400G. [5]
La hoja de ruta tecnológica de Ethernet Alliance para 2020 espera que velocidades de 800 Gbit / sy 1,6 Tbit / s se conviertan en estándar IEEE después de 2020, posiblemente entre 2023 y 2025. [6] [7] Se espera que se duplique a 800 GbE después de 112 GbE / s SerDes estará disponible. El Optical Internetworking Forum (OIF) ya ha anunciado cinco nuevos proyectos a 112 Gbit / s que también harían posibles enlaces de 4ta generación (un solo carril) de 100 GbE. [8]
Historia
Facebook y Google , entre otras empresas, han expresado la necesidad de TbE. [9] 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] [10] En consecuencia, en la reunión del grupo de consenso IEEE Industry Connections Higher Speed Ethernet Consensus en septiembre de 2012, se eligió 400 GbE como el objetivo de la próxima generación. [2] En enero de 2016 se agregaron 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 ayudar con la investigación de la próxima generación de Ethernet. [11]
A principios de 2016, las plataformas de enrutadores centrales basados en chasis / modulares de Cisco, Juniper y otros fabricantes importantes admiten velocidades de datos full duplex de 400 Gbit / s por ranura. Actualmente se encuentran disponibles tarjetas de línea de uno, dos y cuatro puertos de 100 GbE y un puerto de 400 GbE . A principios de 2019, las tarjetas de línea de 200 GbE estuvieron disponibles después de la ratificación del estándar 802.3cd. [12] [13]
200G Ethernet utiliza señalización PAM4 que permite que se transmitan 2 bits por ciclo de reloj, pero a un mayor costo de implementación. [14]
Desarrollo de estándares
El IEEE formó el "IEEE 802.3 Industry Connections Ethernet Bandwidth Assessment Ad Hoc", para investigar las necesidades comerciales de los requisitos de ancho de banda a corto y largo plazo. [15] [16] [17]
El " Grupo de estudio de 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. [18] Los resultados del grupo de estudio se publicaron y aprobaron el 27 de marzo de 2014. Posteriormente, el IEEE 802.3 bs Task Force [19] comenzó a trabajar para proporcionar especificaciones de capa física para varias distancias de enlace. [20]
El estándar IEEE 802.3bs fue aprobado el 6 de diciembre de 2017 [4] y está disponible en línea. [21]
El estándar IEEE 802.3cd fue aprobado el 5 de diciembre de 2018.
El estándar IEEE 802.3cn fue aprobado el 20 de diciembre de 2019.
El estándar IEEE 802.3cm fue aprobado el 30 de enero de 2020.
El estándar IEEE 802.3cu fue aprobado el 11 de febrero de 2021.
Objetivos del proyecto IEEE
Como todas las velocidades desde 10 Gigabit Ethernet , los estándares solo admiten la operación full-duplex . Otros objetivos incluyen: [20]
- Admite velocidades de datos MAC de 400 Gbit / sy 200 Gbit / s [1]
- Conservar el formato de trama de Ethernet utilizando Ethernet MAC
- Conservar el tamaño de trama mínimo y máximo del estándar Ethernet actual
- Apoyo a una proporción de bits erróneos (BER) de 10 -13 , que es una mejora sobre el 10 -12 BER que se ha especificado para 10 GbE, 40 GbE y 100 GbE.
- Soporte para OTN (transporte de Ethernet a través de redes de transporte ópticas) y soporte opcional para Ethernet de eficiencia energética (EEE).
Proyecto 802.3bs
Definir las especificaciones de la capa física que admiten: [20]
- Ethernet de 400 Gbit / s
- al menos 100 m sobre fibra multimodo (400GBASE-SR16) utilizando dieciséis hebras paralelas de fibra cada una a 25 Gbit / s [22] [23]
- al menos 500 m sobre fibra monomodo (400GBASE-DR4) utilizando cuatro hebras paralelas de fibra cada una a 100 Gbit / s [24] [25]
- al menos 2 km sobre fibra monomodo (400GBASE-FR8) utilizando ocho longitudes de onda paralelas ( CWDM ) cada una a 50 Gbit / s [24] [26] [27]
- al menos 10 km sobre fibra monomodo (400GBASE-LR8) utilizando ocho longitudes de onda paralelas (CWDM) cada una a 50 Gbit / s [24] [27] [28]
- Interfaces eléctricas chip a chip / chip a módulo de ocho y dieciséis carriles (400GAUI-8 y 400GAUI-16)
- Ethernet de 200 Gbit / s
- al menos 500 m sobre fibra monomodo (200GBASE-DR4) utilizando cuatro hebras paralelas de fibra cada una a 50 Gbit / s [29] [30]
- al menos 2 km sobre fibra monomodo (200GBASE-FR4) utilizando cuatro longitudes de onda paralelas (CWDM) cada una a 50 Gbit / s [1] [30]
- al menos 10 km sobre fibra monomodo (200GBASE-LR4) utilizando cuatro longitudes de onda paralelas (CWDM) cada una a 50 Gbit / s [1] [30]
- Interfaces eléctricas chip a chip / chip a módulo de cuatro y ocho carriles (200GAUI-4 y 200GAUI-8)
Proyecto 802.3cd
- Defina PHY de cuatro carriles a 200 Gbit / s para operar en:
- cables de cobre biaxiales con longitudes de hasta al menos 3 m (200GBASE-CR4).
- Placa posterior de placa de circuito impreso con una pérdida total de inserción de canal de ≤ 30 dB a 13,28125 GHz (200GBASE-KR4).
- Defina PHY de 200 Gbit / s para el funcionamiento en 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 200 Gbit / s de dos carriles para aplicaciones de chip a módulo, compatible con PMD basados en señalización óptica de 100 Gbit / s por carril (200GAUI-2 C2M)
- Definir una interfaz de unidad de conexión (AUI) de dos carriles a 200 Gbit / s para aplicaciones de chip a chip (200GAUI-2 C2C)
- Defina un PHY de dos carriles a 200 Gbit / s para el funcionamiento sobre placas posteriores eléctricas y una pérdida de inserción ≤ 28 dB a 26,56 GHz (200GBASE-KR2)
- Defina un PHY de dos carriles a 200 Gbit / s para el funcionamiento con cables de cobre axiales gemelos con longitudes de hasta al menos 2 m (200GBASE-CR2)
- Ethernet de 400 Gbit / s
- Definir una interfaz de unidad de conexión (AUI) de 400 Gbit / s de cuatro carriles para aplicaciones de chip a módulo, compatible con PMD basados en señalización óptica de 100 Gbit / s por carril (400GAUI-4 C2M)
- Definir una interfaz de unidad de conexión (AUI) de cuatro carriles a 400 Gbit / s para aplicaciones de chip a chip (400GAUI-4 C2C)
- Defina un PHY de 400 Gbit / s de cuatro carriles para el funcionamiento sobre placas posteriores eléctricas con una pérdida de inserción ≤ 28 dB a 26,56 GHz (400GBASE-KR4)
- Defina un PHY de 400 Gbit / s de cuatro carriles para el funcionamiento con cables de cobre axiales gemelos con longitudes de hasta al menos 2 m (400GBASE-CR4)
Proyecto 802.3cm
- Ethernet de 400 Gbit / s
- Defina una especificación de capa física que admita una operación de 400 Gbit / s en 8 pares de MMF con longitudes de hasta al menos 100 m (400GBASE-SR8)
- Defina una especificación de capa física que admita una operación de 400 Gbit / s en 4 pares de MMF con longitudes de hasta al menos 100 m (400GBASE-SR4.2)
Proyecto 802.3cn
- Ethernet de 200 Gbit / s
- Proporcionar una especificación de capa física que admita el funcionamiento a 200 Gbit / s en cuatro longitudes de onda con capacidad para al menos 40 km de SMF (200GBASE-ER4) [31]
- Ethernet de 400 Gbit / s
- Proporcionar una especificación de capa física que admita una operación de 400 Gbit / s en ocho longitudes de onda con capacidad de al menos 40 km de SMF (400GBASE-ER8) [31]
Proyecto 802.3cu
- Defina una PHY de 400 Gbit / s de cuatro longitudes de onda para la operación sobre SMF con longitudes de hasta al menos 2 km (400GBASE-FR4)
- Defina una PHY de 400 Gbit / s de cuatro longitudes de onda para la operación sobre SMF con longitudes de hasta al menos 6 km (400GBASE-LR4-6) [32]
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 en un sistema DWDM (400GBASE-ZR) [33] Modulación de amplitud en cuadratura de 16 estados de polarización dual (DP-16QAM) con detección coherente es propuesto. [ cita requerida ]
Proyecto 802.3db
- Defina una especificación de capa física que admita operaciones a 200 Gbit / s en 2 pares de MMF con longitudes de hasta al menos 50 m
- Defina una especificación de capa física que admita una operación de 400 Gbit / s en 4 pares de MMF con longitudes de hasta al menos 50 m [34]
Tipos de puerto 200G
MMF FDDI 62,5 / 125 µm (1987) | MMF OM1 62,5 / 125 µm (1989) | MMF OM2 50/125 µm (1998) | MMF OM3 50/125 µm (2003) | MMF OM4 50/125 µm (2008) | MMF OM5 50/125 µm (2016) | SMF OS1 9/125 µm (1998) | SMF OS2 9/125 µm (2000) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
160 MHz · km a 850 nm | 200 MHz · km a 850 nm | 500 MHz · km a 850 nm | 1500 MHz · km a 850 nm | 3500 MHz · km a 850 nm | 3500 MHz · km @ 850 nm y 1850 MHz · km @ 950 nm | 1 dB / km a 1300/1550 nm | 0,4 dB / km a 1300/1550 nm |
Nombre | Estándar | Medios de comunicación | OFC o RFC | Alcance en m | # Medios (⇆) | # Lambdas (→) | # Carriles (→) | Gigabaud por carril | Notas |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
200GBASE-CR2 | 802.3ck (cl162) | cable de cobre twinaxial | QSFP112 | 2 | 4 | N / A | 2 | 53,125 (PAM4) | |
200GBASE-KR2 | 802.3ck (cl163) | Placa posterior de Cu | N / A | 53,125 (PAM4) | Pérdida de inserción ≤ 28 dB a 26,56 GHz | ||||
200GBASE-CR4 | 802.3cd (cl136) | cable de cobre twinaxial | QSFP56 | 3 | 8 | N / A | 4 | 26.5625 (PAM4) | |
200GBASE-KR4 | 802.3cd (cl137) | Placa posterior de Cu | N / A | 26.5625 (PAM4) | Pérdida de inserción de ≤ 30 dB a 13,28125 GHz | ||||
200GAUI-8 | 802.3bs (cl 120B / C) | Interfaz chip a módulo / chip a chip | N / A | 0,25 | dieciséis | N / A | 8 | 26.5625 (NRZ) | |
200GAUI-4 | 802.3bs ( clase 120D / E) | 8 | N / A | 4 | 26.5625 (PAM4) | ||||
200GAUI-2 | 802.3ck (cl 120F / G) | 4 | N / A | 2 | 53,125 (PAM4) | ||||
200GBASE-SR4 | 802.3cd (cl138) | Fibra 850 nm | MPO / MTP (MPO-12) | OM3: 70 | 8 | 1 | 4 | 26.5625 (PAM4) | |
OM4: 100 | |||||||||
200GBASE-DR4 | 802.3bs (cl121) | Fibra 1304,5 - 1317,5 nm | MPO / MTP (MPO-12) | OSx: 500 | 26.5625 (PAM4) | ||||
200GBASE-FR4 | 802.3bs (cl122) | Fibra 1271-1331 nm | LC | OSx: 2000 | 2 | 4 | 4 | 26.5625 (PAM4) | |
200GBASE-LR4 | 802.3bs (cl122) | Fibra 1295-1309 nm [36] | OSx: 10000 | 26.5625 (PAM4) | |||||
200GBASE-ER4 | 802.3cn (cl122) | OSx: 40000 | 26.5625 (PAM4) |
Tipos de puerto 400G
MMF FDDI 62,5 / 125 µm (1987) | MMF OM1 62,5 / 125 µm (1989) | MMF OM2 50/125 µm (1998) | MMF OM3 50/125 µm (2003) | MMF OM4 50/125 µm (2008) | MMF OM5 50/125 µm (2016) | SMF OS1 9/125 µm (1998) | SMF OS2 9/125 µm (2000) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
160 MHz · km a 850 nm | 200 MHz · km a 850 nm | 500 MHz · km a 850 nm | 1500 MHz · km a 850 nm | 3500 MHz · km a 850 nm | 3500 MHz · km @ 850 nm y 1850 MHz · km @ 950 nm | 1 dB / km a 1300/1550 nm | 0,4 dB / km a 1300/1550 nm |
Nombre | Estándar | Medios de comunicación | OFC o RFC | Alcance en m | # Medios (⇆) | # Lambdas (→) | # Carriles (→) | Gigabaud por carril | Notas |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
400GBASE-CR4 | 802.3ck (cl162) | cable de cobre twinaxial | QSFPDD | 2 | 8 | N / A | 4 | 53,125 (PAM4) | |
400GBASE-KR4 | 802.3ck (cl163) | Placa posterior de Cu | N / A | 8 | N / A | 4 | 53,125 (PAM4) | Pérdida de inserción ≤ 28 dB a 26,56 GHz | |
400GAUI-16 | 802.3bs (cl 120B / C) | Interfaz chip a módulo / chip a chip | N / A | 0,25 | 32 | N / A | dieciséis | 26.5625 (NRZ) | |
400GAUI-8 | 802.3bs ( clase 120D / E) | dieciséis | N / A | 8 | 26.5625 (PAM4) | ||||
400GAUI-4 | 802.3ck (cl 120F / G) | 8 | N / A | 4 | 53,125 (PAM4) | ||||
400GBASE-SR16 | 802.3bs (cl 123) | Fibra 850 nm | MPO / MTP (MPO-32) | OM3: 70 | 32 | 1 | dieciséis | 26.5625 (NRZ) | |
OM4: 100 | |||||||||
OM5: 100 | |||||||||
400GBASE-SR8 | 802,3 cm (cl 138) | MPO / MTP (MPO-16) | OM3: 70 | dieciséis | 1 | 8 | 26.5625 (PAM4) | ||
OM4: 100 | |||||||||
OM5: 100 | |||||||||
400GBASE-SR4.2 (bidireccional) | 802,3 cm (cl 150) | Fibra 850 nm 912 nm | MPO / MTP (MPO-12) | OM3: 70 | 8 | 2 | 8 | 26.5625 (PAM4) | Utiliza duplexación por división de longitud de onda bidireccional (en 2 lambdas) |
OM4: 100 | |||||||||
OM5: 150 | |||||||||
400GBASE-FR8 | 802.3bs (cl 122) | Fibra 1273-1309 nm [37] | LC | OSx: 2000 | 2 | 8 | 8 | 26.5625 (PAM4) | |
400GBASE-LR8 | 802.3bs (cl 122) | OSx: 10000 | 26.5625 (PAM4) | ||||||
400GBASE-ER8 | 802.3cn (cl 122) | OSx: 40000 | 26.5625 (PAM4) | ||||||
400GBASE-DR4 | 802.3bs (cl 124) | Fibra 1304,5 - 1317,5 nm | MPO / MTP (MPO-12) | OSx: 500 | 8 | 1 | 4 | 53,125 (PAM4) | |
400GBASE-XDR4 | propietario (no IEEE) | OSx: 2000 | |||||||
400GBASE-FR4 | 802.3cu ( clase 151) | Fibra 1271-1331 nm | LC | OSx: 2000 | 2 | 4 | 4 | 53,125 (PAM4) | Estándar de varios proveedores [38] |
400GBASE-LR4-6 | 802.3cu ( clase 151) | OSx: 6000 | |||||||
400GBASE-LR4-10 | propietario ( MSA , septiembre de 2020) | OSx: 10000 | Estándar de múltiples proveedores [39] | ||||||
400GBASE-ZR | 802.3cw (clase 155/156) | Fibra | LC | OSx: 80000 | 2 | 1 | 2 | 59.84375 (DP-16QAM) |
Ver también
- Alianza Ethernet
- Cuello de botella de interconexión
- Cable de fibra óptica
- Comunicación óptica
- Interfaz óptica paralela
Referencias
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Otras lecturas
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enlaces externos
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- Mellor, Chris (15 de febrero de 2009). "Posibilidades de Terabit Ethernet" . El registro .
- Wang, Brian (24 de abril de 2008). "Terabit Ethernet alrededor de 2015" .
- Duffy, Jim (20 de abril de 2009). "100 Gigabit Ethernet: Puente a Terabit Ethernet" . Mundo de la red . Archivado desde el original el 14 de mayo de 2010.
- Fleishman, Glenn (13 de febrero de 2009). "Terabit Ethernet se convierte en una posibilidad fotónica" . Ars Technica . Condé Nast .