Tương lai của công nghệ Ethernet

13/09/2025

Nhà cung cấp dịch vụ đám mây

Các nhà cung cấp đám mây đã áp dụng rộng rãi các máy chủ 10G vào năm 2010 để hỗ trợ các trung tâm dữ liệu siêu quy mô. Đến những năm 2020, nhu cầu ngày càng tăng đối với các ứng dụng AI và Machine Learning đòi hỏi kết nối nhanh hơn, khiến các công ty siêu quy mô chuyển đổi từ tốc độ 25G/làn sang 50G, 100G và hơn thế nữa. Các trung tâm dữ liệu quy mô kho này sử dụng sự kết hợp đa dạng giữa cáp đồng chủ động và thụ động, cáp quang đa chế độ và đơn chế độ cũng như các công nghệ mới nổi như Quang học có thể cắm tuyến tính (LPO) để hỗ trợ các kết nối 100G, 200G, 400G và 800G. Thách thức vẫn là cân bằng giữa tăng trưởng băng thông với hiệu quả năng lượng và đổi mới làm mát để duy trì quy mô nhanh chóng.

Trong thập kỷ qua, khoảng cách giữa nhu cầu mạng của nhà cung cấp dịch vụ viễn thông và đám mây đã được thu hẹp, đặc biệt là với sự mở rộng toàn cầu của các dịch vụ 5G. Trong lịch sử, các công ty viễn thông đã thúc đẩy những tiến bộ công nghệ để đáp ứng nhu cầu của người dùng cuối và thiết bị, trong khi các nhà cung cấp đám mây và siêu quy mô ưu tiên mật độ cao hơn, tốc độ nhanh hơn và kết nối hiệu quả năng lượng. Ngày nay, hai lĩnh vực này liên kết hơn bao giờ hết, thúc đẩy sự hợp tác lớn hơn để phát triển và triển khai các giải pháp mạng hiệu suất cao, có thể mở rộng, đáp ứng nhu cầu của cả doanh nghiệp và thị trường tiêu dùng.

Nhà cung cấp dịch vụ & doanh nghiệp

Các nhà cung cấp dịch vụ từ lâu đã đi đầu trong đổi mới Ethernet tốc độ cao, thúc đẩy những tiến bộ trong kết nối bộ định tuyến, EPON, quang học máy khách truyền tải quang (OTN) và backhaul có dây và không dây. Việc triển khai mạng 5G trên toàn cầu đã làm tăng nhu cầu về các giải pháp fronthaul và backhaul, đẩy nhanh sự phát triển của Ethernet theo hướng tốc độ cao hơn và khoảng cách xa hơn.

Với mức tiêu thụ video của người tiêu dùng tăng vọt, yêu cầu băng thông không có dấu hiệu chậm lại. Các mạng của nhà cung cấp dịch vụ tiếp tục thúc đẩy tốc độ Ethernet về phía trước, với tốc độ 1,6 Tb/s sắp đáp ứng nhu cầu dữ liệu ngày càng tăng. Ethernet đồng bộ (SyncE) đã trở thành một nền tảng của đồng bộ hóa mạng 5G và việc áp dụng nó dự kiến sẽ mở rộng đáng kể trong những năm tới khi các công ty viễn thông triển khai các dịch vụ thế hệ tiếp theo.

Mạng doanh nghiệp và khuôn viên đại diện cho một thị trường rộng lớn cho Ethernet, với hơn một cảng được vận chuyển hàng năm. Phần lớn các cổng này là BASE-T ở lớp truy cập, trong khi cáp quang đa chế độ (MMF) và sợi đơn chế độ (SMF) hỗ trợ kết nối tốc độ cao hơn sâu hơn trong mạng. Các điểm truy cập Wi-Fi đang phát triển và các thiết bị khách hàng cấp Doanh nghiệp đang đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang Ethernet tốc độ cao hơn. Các cổng BASE-T đang chuyển từ 1000BASE-T sang 2.5G, 5G và 10G BASE-T, trong khi các cổng quang đang nhanh chóng phát triển từ 10G/40G sang 25G, 100G và 200G, đảm bảo dung lượng, hiệu quả và khả năng mở rộng lớn hơn trong tương lai.

Ô tô, wi-fi, doanh nghiệp & 5G

Ngành công nghiệp ô tô đang sử dụng Ethernet làm xương sống của kết nối xe thế hệ tiếp theo. Single-Pair Ethernet (SPE) cho phép kết nối mạng trong xe tiết kiệm chi phí, có thể mở rộng, hỗ trợ ADAS, xe tự hành và thông tin giải trí đồng thời tăng tốc hội tụ các công nghệ IVN cũ. Một sự thay đổi lớn sang kiến trúc khu vực là giảm trọng lượng và độ phức tạp của xe, trong khi Mạng nhạy cảm thời gian (TSN) đảm bảo giao tiếp xác định, theo thời gian thực cho các ứng dụng quan trọng về an toàn. Với sự gia tăng của các phương tiện do phần mềm xác định (SDV) và sự phát triển nhanh chóng của thị trường Ethernet ô tô, nhu cầu về mạng tốc độ cao, độ trễ thấp đang tăng vọt. Những tiến bộ này định vị Ethernet là nền tảng cho giao thông thông minh, được kết nối, mang lại hiệu suất, độ tin cậy và khả năng mở rộng cần thiết cho tương lai của di động.

Khi Wi-Fi 7 (802.11be) ra mắt, Ethernet vẫn là xương sống đảm bảo kết nối tốc độ cao, độ trễ thấp cho các mạng không dây thế hệ tiếp theo. Với hoạt động đa liên kết (MLO), kênh 320 MHz và 4096-QAM, Wi-Fi 7 mang lại tốc độ nhanh hơn và cải thiện hiệu quả, nhưng backhaul có dây đáng tin cậy là điều cần thiết để khai thác toàn bộ tiềm năng của nó. Vai trò của Ethernet trong việc cung cấp năng lượng cho các mạng doanh nghiệp, công nghiệp và gia đình mật độ tiếp tục mở rộng, hỗ trợ các điểm truy cập (AP) tốc độ cao hơn, độ trễ thấp hơn và tích hợp liền mạch với mạng 5G và cáp quang. Sức mạnh tổng hợp giữa Wi-Fi và Ethernet là rất quan trọng để cho phép các mạng lai hiệu suất cao, có thể mở rộng cho tương lai.

Tự động hóa, 5G, ô tô và doanh nghiệp

Sự hội tụ của Ethernet, 5G và tự động hóa đang chuyển đổi mạng công nghiệp và xây dựng. Tính linh hoạt không dây của 5G kết hợp với độ tin cậy của Ethernet cho phép giao tiếp xác định, theo thời gian thực, rất quan trọng đối với IoT công nghiệp (IIoT) và tự động hóa thông minh. Sức mạnh tổng hợp này nâng cao hiệu quả mạng, khả năng mở rộng và tự động hóa, mở đường cho những đổi mới của Công nghiệp 4.0.

Các ứng dụng tự động hóa công nghiệp và tòa nhà đang nhanh chóng chuyển từ mạng fieldbus cũ sang Ethernet, đẩy nhanh việc áp dụng Kết nối, Minh bạch thông tin, Hỗ trợ kỹ thuật và Quyết định phi tập trung — các chủ đề cốt lõi của Công nghiệp 4.0. Ethernet mở ra nhiều thập kỷ tiến bộ mạng CNTT trong khi cung cấp các lớp vật lý chắc chắn như 10BASE-T1L, được thiết kế cho môi trường hoạt động khắc nghiệt. Ngoài ra, Time-Sensitive Networking (TSN) đang cách mạng hóa tự động hóa thời gian thực, đưa Ethernet trở lại cội nguồn với tốc độ 10/100 Mb/s và phương tiện chia sẻ, hiện được cải tiến cho các ứng dụng công nghiệp hiện đại.

Công nghệ kết nối

Mô-đun có thể cắm

Quang học có thể cắm tuyến tính (LPO) và quang học nhận tuyến tính (LRO)

Thị trường quang học tốc độ cao hiện nay bị chi phối bởi quang học được định thời lại, nhưng sự quan tâm ngày càng tăng nhanh chóng đối với các giải pháp dựa trên tuyến tính cho các mô-đun quang có thể giảm đáng kể mức tiêu thụ điện năng của mô-đun. Linear Pluggable Optics (LPO) và Linear Receive Optics (LRO), còn được gọi là Transmit Retimed Optics (TRO) và Retimed Transmit Linear Receive (RTLR), là những triển khai mô-đun mới nổi loại bỏ tất cả / một số mạch retiming được tìm thấy trong quang học truyền thống.

Các triển khai này sử dụng các yếu tố hình thức có thể cắm phổ biến của QSFP, QSFP-DD và OSFP và chủ yếu nhắm mục tiêu vào các thị trường 400GbE trở lên. Một quang học tuyến tính hoàn toàn có thể hoạt động ở khoảng một nửa công suất của một quang học được định thời lại tương tự. LRO là một giải pháp nửa thời gian giúp giảm một số công suất đồng thời cung cấp tín hiệu quang truyền chất lượng cao hơn, điều này có thể làm cho nó trở thành một lựa chọn trong các cấu hình mà thiết kế phần cứng không thể hỗ trợ giải pháp tuyến tính hoàn toàn.

Công nghệ cáp

Cáp điện chủ động (AEC) - Tích hợp thiết bị điện tử hẹn giờ để tăng cường tín hiệu

Cáp đồng hoạt động (ACC) - Tích hợp thiết bị điện tử trình điều khiển để tăng cường tín hiệu

Cáp quang chủ động (AOC) - Bộ thu phát quang tích hợp cho kết nối tốc độ cao, công suất thấp

Cả AEC và ACC đều là cáp hoạt động cung cấp khả năng truyền dữ liệu qua cáp đồng trong các ứng dụng không đủ chiều dài cáp gắn trực tiếp tiêu chuẩn. ACC cung cấp khả năng tăng cường tín hiệu cơ bản để tăng phạm vi tiếp cận cáp trong các ứng dụng nhạy cảm với chi phí, trong khi AEC cung cấp khả năng tái tạo tín hiệu nâng cao phù hợp với khoảng cách xa hơn.

AOC tích hợp cáp quang và bộ thu phát nhúng, cung cấp kết nối băng thông cao, độ trễ thấp và năng lượng thấp cho các kết nối tầm ngắn đến trung bình trong các ứng dụng Ethernet tốc độ cao.

Tốc độ Ethernet